[实用新型]利用镍铁合金制备羰基镍粉的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种利用镍铁合金制备羰基镍粉的系统。

背景技术

近年来，随着高品位硫化镍矿的枯竭及国内不锈钢产业的快速发展，低品位红土镍矿已经成为生产镍铁产品的主要原料。为了解决红土镍矿的合理利用问题，以红土镍矿为原料，煤粉为还原剂，采用直接还原法将矿石中的铁镍氧化物还原成金属铁和金属镍，再经过矿热炉或熔分炉使镍富集到镍铁合金中。目前对镍铁合金的工业应用，对其研究也仅仅停留在将其作为冶炼不锈钢的原料的层面上，产品的附加值不高。

羰基镍是1889年由蒙德和兰基发现的，他们发现四个分子的CO在常压和40～100℃内能与一个分子的活性镍反应生成无色气体即羰基镍，并且他们进一步证明这个反应是可逆的，加热羰基镍到150～300℃便分解成镍和CO。羰基法生产纯金属，不仅能选择性地生成羰基产物，而且能在适当的条件下容易分离和分解成高纯度的金属。例如，镍和铁的羰基化合物由于它们的沸点相差很大，分别为43℃及103℃，可用简单方法加以分离。加拿大国际镍公司报道，具有一定硫含量的铜镍合金，经过雾化制粒后，可获得高活性的羰基合成原料，原料成分Ni65～70％，Cu15％，Fe1％，S4～5％。

中国研究羰化冶金技术也有50多年的历史，但都没有形成系统化和产业化，且原料选自电解镍，这都造成了生产羰基镍镍粉成本居高不下，利用其它含镍物料生产羰基镍仍是一个技术难题。

中国专利CN1603240A公开了一种羰基镍的合成方法，该方法将镍铜合金或镍铜一次合金置于固定床反应器内，通入一氧化碳进行羰化反应，在羰化反应条件压力5～15MPa，温度150～250℃下得到羰基镍产品。然而该方法的缺点是镍铜合金中的镍没有被活化，镍的反应活性低，此外合金也没有粒化，与CO的接触面积有限，这些将严重影响羰基镍的合成。

中国专利CN1775695A公开了一种羰基镍的合成方法，该方法将镍铜合金在熔融态进行雾化处理制粒，在10升的高压釜内进行羰基化反应，羰基合成条件：CO含量≥92％；CO气体在羰基合成的系统中循环速度8～12次/小时，压力：5～12Mpa；温度：100～150℃；合成时间：24～32小时。然而该方法的缺点是镍铜合金中的镍没有经过活化处理，镍的反应活性低，不利于羰基镍的合成。

因此，现有的制备镍的技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种利用镍铁合金制备羰基镍粉的系统，该系统可以有效利用镍铁合金制备得到高纯度的羰基镍粉，从而在提高镍铁合金利用价值的同时降低羰基镍粉的生产成本。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种利用镍铁合金制备羰基镍粉的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

熔化装置，所述熔化装置具有镍铁合金入口、含硫固态化合物入口和镍铁熔体出口，且适于将所述镍铁合金和含硫固态化合物混合后进行熔化处理，以便得到镍铁熔体；

雾化制粒装置，所述雾化制粒装置具有镍铁熔体入口和镍铁合金颗粒出口，所述镍铁熔体入口与所述镍铁熔体出口相连，且适于将所述镍铁熔体进行雾化制粒处理，以便得到镍铁合金颗粒；

羰基合成装置，所述羰基合成装置具有一氧化碳入口、镍铁合金颗粒入口、气态混合物出口和铁粉出口，所述镍铁合金颗粒入口和所述镍铁合金颗粒出口相连，且适于将所述镍铁合金颗粒与一氧化碳接触，以便得到含有羰基镍、羰基铁和一氧化碳的气态混合物以及铁粉；

冷凝装置，所述冷凝装置具有气态混合物入口、液态混合物出口和第一一氧化碳出口，所述气态混合物入口与所述气态混合物出口相连，且适于将所述含有羰基镍、羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理，以便得到含有羰基镍和羰基铁的液态混合物以及第一一氧化碳；

精馏装置，所述精馏装置具有液态混合物入口和气态羰基镍出口，所述液态混合物入口与所述液态混合物出口相连，且适于将所述含有羰基镍和羰基铁的液态混合物进行精馏处理，以便得到气态羰基镍；以及

分解装置，所述分解装置具有气态羰基镍入口、羰基镍粉出口和第二一氧化碳出口，所述气态羰基镍入口和所述气态羰基镍出口相连，且适于将所述气态羰基镍进行分解处理，以便分别得到羰基镍粉和第二一氧化碳。

由此，根据本实用新型实施例的利用镍铁合金制备羰基镍粉的系统可以有效利用镍铁合金制备得到高纯度的羰基镍粉，从而在提高镍铁合金利用价值的同时降低羰基镍粉的生产成本。