利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金技術領域，具體而言，本發明涉及一種利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法和系統。
【背景技術】
[0002]隨著硫化鎳礦的枯竭，紅土鎳礦的開發日益受到重視。當前工業生產中，火法冶煉紅土鎳礦最常用的方法是RKEF法，得到的產品為鎳鐵合金，鎳鐵合金作為煉鋼原料使用。該冶煉方法能耗大，在當前的市場鎳價條件下，鎳鐵廠處于虧損停產狀態。而濕法冶煉紅土鎳礦則涉及廢液排放等環境污染問題。因此，有必要對紅土鎳礦處理工藝進行創新性研究，開發一種高效利用紅土鎳礦的新工藝。
[0003]羰基法精煉鎳工藝是最先進的鎳提純工藝，是C.Langer和L.Mond于1889年發明的，原理是鎳在一定的溫度、壓力條件下直接與CO在形成的配位化合物四羰基鎳Ni (CO)4,該羰基金屬化合物在常壓下不穩定，加熱時迅速分解成Ni和CO。它具有工藝簡單、能耗低、鎳提取率高等優點。目前，羰基鎳合成的主要原料為含鎳量超過50 %的銅鎳合金、高純氧化鎳，原料生產成本高，不易采購。
[0004]專利CN201310078977公開了一種生產羰基鎳粉的方法，該方法以鎳含量大于39%的氫氧化鎳為原料，經焙燒后生產鎳的氧化物，氧化物在氫氣還原爐內還原成單質鎳，單質鎳與CO發生羰化合成反應，再輸送至羰基分解器生成羰基鎳產品。然而該方法使用的原料氫氧化鎳是工業加工產品，并不直接賦存于自然界中，并且該方法工藝流程長，生產成本高，同時該方法對原料的鐵含量有嚴格限制，鐵含量必須小于0.3%，否則影響鎳粉的純度。
[0005]因此，現有的制備銀粉的技術有待進一步改進。
【發明內容】
[0006]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法和系統，該方法可以有效利用價格低廉的紅土鎳礦制備得到高純度的羰基鎳粉，從而可以顯著降低生產成本。
[0007]在本發明的一個方面，本發明提出了一種利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法，根據本發明實施例的，該方法包括:
[0008](I)將紅土鎳礦、還原煤和添加劑進行混合造球，以便得到混合球團；
[0009](2)將所述混合球團進行還原冶煉處理，以便得到金屬化球團；
[0010](3)將所述金屬化球團進行水淬-磨礦-磁選處理，以便分別得到鎳鐵粉和尾礦；
[0011](4)將所述鎳鐵粉與一氧化碳和含硫氣態化合物進行接觸，以便得到含有羰基鎳、羰基鐵、一氧化碳和含硫氣態化合物的第一氣態混合物以及鐵粉；
[0012](5)將所述含有羰基鎳、羰基鐵、一氧化碳和含硫氣態化合物的第一氣態混合物進行提純處理，以便分別得到氣態羰基鎳以及含有含硫氣態化合物和一氧化碳的第二氣態混合物；以及
[0013](6)將所述氣態羰基鎳進行分解處理，以便分別得到羰基鎳粉和一氧化碳。
[0014]由此，根據本發明實施例的利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法可以有效利用價格低廉的紅土鎳礦制備得到高純度的羰基鎳粉，從而可以顯著降低生產成本。
[0015]另外，根據本發明上述實施例的利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法還可以具有如下附加的技術特征:
[0016]在本發明的一些實施例中，所述利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法進一步包括:
(7)將所述一氧化碳返回至步驟(4)與所述鎳鐵粉接觸。由此，可以顯著提高一氧化碳的循環利用率。
[0017]在本發明的一些實施例中，在步驟(I)中，所述還原煤為高硫煤。由此，可以顯著降低還原劑成本。
[0018]在本發明的一些實施例中，在步驟(I)中，所述添加劑為選自鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽和堿金屬氧化物中的至少一種。
[0019]在本發明的另一個方面，本發明提出了一種利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的系統，根據本發明的實施例，該系統包括:
[0020]混合造球裝置，所述混合造球裝置具有紅土鎳礦入口、還原煤入口、添加劑入口和混合球團出口，且適于將紅土鎳礦、還原煤和添加劑進行混合造球，以便得到混合球團；
[0021]還原冶煉裝置，所述還原冶煉裝置具有混合球團入口和金屬化球團出口，所述混合球團入口和所述混合球團出口相連，且適于將所述混合球團進行還原冶煉處理，以便得到金屬化球團；
[0022]水淬-磨礦-磁選裝置，所述水淬-磨礦-磁選裝置具有金屬化球團入口、鎳鐵粉出口和尾礦出口，所述金屬化球團入口與所述金屬化球團出口相連，且適于將所述金屬化球團進行水淬-磨礦-磁選處理，以便分別得到鎳鐵粉和尾礦；
[0023]羰基合成裝置，所述羰基合成裝置具有一氧化碳入口、含硫氣態化合物入口、鎳鐵粉入口、第一氣態混合物出口和鐵粉出口，所述鎳鐵粉入口和所述鎳鐵粉出口相連，且適于將所述鎳鐵粉與一氧化碳和含硫氣態化合物進行接觸，以便得到含有羰基鎳、羰基鐵、一氧化碳和含硫氣態化合物的第一氣態混合物以及鐵粉；
[0024]提純裝置，所述提純裝置具有第一氣態混合物入口、氣態羰基鎳出口和第二氣態混合物出口，所述第一氣態混合物入口與所述第一氣態混合物出口相連，且適于將所述含有羰基鎳、羰基鐵、一氧化碳和含硫氣態化合物的第一氣態混合物進行提純處理，以便分別得到氣態羰基鎳以及含有含硫氣態化合物和一氧化碳的第二氣態混合物；以及
[0025]分解裝置，所述分解裝置具有氣態羰基鎳入口、羰基鎳粉出口和一氧化碳出口，所述氣態羰基鎳入口和所述氣態羰基鎳出口相連，且適于將所述氣態羰基鎳進行分解處理，以便分別得到羰基鎳粉和一氧化碳。
[0026]由此，根據本發明實施例的利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的系統可以有效利用價格低廉的紅土鎳礦制備得到高純度的羰基鎳粉，從而可以顯著降低生產成本。
[0027]另外，根據本發明上述實施例的利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的系統還可以具有如下附加的技術特征:
[0028]在本發明的一些實施例中，所述冶煉裝置為選自轉底爐、回轉窯和隧道窯中的至少一種。由此，可以將氧化鎳全部還原成金屬鎳，同時將部分鐵氧化物還原成金屬鐵。
[0029]在本發明的一些實施例中，所述一氧化碳出口與所述一氧化碳出口相連，且適于將所述一氧化碳返回所述羰基合成裝置與所述鎳鐵粉接觸。由此，可以顯著提高一氧化碳循環利用率。
[0030]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0031]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0032]圖1是根據本發明一個實施例的利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法流程示意圖；
[0033]圖2是根據本發明再一個實施例的利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法流程示意圖；
[0034]圖3是根據本發明一個實施例的利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的系統結構示意圖；
[0035]圖4是根據本發明再一個實施例的利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0037]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0038]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0039]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0040]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0041]在本發明的一個方面，本發明提出了一種利用紅土鎳礦制備羰基鎳粉的方法。根據本發明的實施例，該方法包括:(1)將紅土鎳礦、還原煤和添加劑進行混合造球，以便得到混合球團；(2)將所述混合球