专利名称:从水溶液中还原镍的方法
技术领域:
本发明涉及一种从含有其硫酸盐的水溶液中以金属粉末形式沉淀镍的方法,这种金属粉末适合于生产精炼钢。用这种方法,镍还原在一个或数个高压釜中在80-180℃的温度下和1-20巴的氢气压力下连续进行,从而与在相应尺寸的装置或设备中进行的间歇法相比,可以明显提高生产能力。
通过氢气还原在高压釜中以间歇方式由水溶液生产镍从1950年以来已经在工业规模上使用。在文章中描述了这种方法,例如Benson,B.,Colvin,N.在会议出版物中的第735-752页中的“由氢气还原生产镍中的设备实践(Plant Practice in the Production of Nickel byHydrogen Reduction)”,Wadsworth,M.E.,Davies,F.T.(编著)“湿法冶金中的单元法(Unit processes in Hydrometallurgy)”,International Symposium in Hydrometallurgy,Dallas,February 24-28,1963,Gordon and Breach,New York,1964。在文献中所描述的生产方法仍然在整个工业中应用,并且根据该文章,基于间歇原理的方法包括下列步骤晶核还原、还原和浸提。
在间歇法中,使用FeSO4催化剂通过氢气还原在高压釜中制备镍晶核。当镍晶核准备完毕后,混合器停止,使镍晶核沉降并放出镍晶核粉末上面的溶液。在还原步骤中,把实际的生产溶液送入高压釜中,用镍晶核上面的氢气从该溶液中还原金属镍。还原一般在199-204℃的温度下和24-31巴的过压下进行。当还原结束时,混合器停止。使粉末沉降到高压釜底部并从所沉降的粉末上面除去溶液。该方法重复50-60次,并且在去除溶液时,也去除了一些镍粉。当镍粉的颗粒尺寸长大到它在高压釜中的悬浮变得困难时,或者一批的还原时间变得太长时,完成还原系列或循环。在还原循环结束时,倒空整个高压釜。在两次循环之间溶掉在高压釜内部结构上粘附的任何金属镍。
本领域技术人员清楚的是,间歇法的实际还原阶段至少包括把预热的溶液泵送入高压釜中,这批镍溶液的氢气还原,镍粉的沉降和从镍粉上面去除残余溶液。所有这些子阶段以连续的动作进行,而不是同时的。但是,从生产的观点来看,只有镍溶液的氢气还原是有效时间,由Benson和Colvin的上述文章可以计算出,该操作仅用了全部时间的45%。该方法的能力可以由该文章计算为251批×46克Ni/l/(14d*24h/d)=约34(克Ni/l)/hEvans,D.J.I.的文章“由气态还原从溶液中生产金属”,Processesand Chemistry,Paper 35/Advances in Extractive Metallurgy,Asymposium in London,1967年4月17-20日,The Institution ofMining and Metallurgy提出,由上述晶核还原产生的颗粒尺寸为0.001mm数量级。