專利名稱：從水溶液中還原鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含有其硫酸鹽的水溶液中以金屬粉末形式沉淀鎳的方法，這種金屬粉末適合于生產(chǎn)精煉鋼。用這種方法，鎳還原在一個或數(shù)個高壓釜中在80-180℃的溫度下和1-20巴的氫氣壓力下連續(xù)進(jìn)行，從而與在相應(yīng)尺寸的裝置或設(shè)備中進(jìn)行的間歇法相比，可以明顯提高生產(chǎn)能力。
通過氫氣還原在高壓釜中以間歇方式由水溶液生產(chǎn)鎳從1950年以來已經(jīng)在工業(yè)規(guī)模上使用。在文章中描述了這種方法，例如Benson，B.，Colvin，N.在會議出版物中的第735-752頁中的“由氫氣還原生產(chǎn)鎳中的設(shè)備實(shí)踐(Plant Practice in the Production of Nickel byHydrogen Reduction)”，Wadsworth，M.E.，Davies，F(xiàn).T.(編著)“濕法冶金中的單元法(Unit processes in Hydrometallurgy)”，International Symposium in Hydrometallurgy，Dallas，F(xiàn)ebruary 24-28，1963，Gordon and Breach，New York，1964。在文獻(xiàn)中所描述的生產(chǎn)方法仍然在整個工業(yè)中應(yīng)用，并且根據(jù)該文章，基于間歇原理的方法包括下列步驟晶核還原、還原和浸提。
在間歇法中，使用FeSO4催化劑通過氫氣還原在高壓釜中制備鎳晶核。當(dāng)鎳晶核準(zhǔn)備完畢后，混合器停止，使鎳晶核沉降并放出鎳晶核粉末上面的溶液。在還原步驟中，把實(shí)際的生產(chǎn)溶液送入高壓釜中，用鎳晶核上面的氫氣從該溶液中還原金屬鎳。還原一般在199-204℃的溫度下和24-31巴的過壓下進(jìn)行。當(dāng)還原結(jié)束時，混合器停止。使粉末沉降到高壓釜底部并從所沉降的粉末上面除去溶液。該方法重復(fù)50-60次，并且在去除溶液時，也去除了一些鎳粉。當(dāng)鎳粉的顆粒尺寸長大到它在高壓釜中的懸浮變得困難時，或者一批的還原時間變得太長時，完成還原系列或循環(huán)。在還原循環(huán)結(jié)束時，倒空整個高壓釜。在兩次循環(huán)之間溶掉在高壓釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)上粘附的任何金屬鎳。
本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，間歇法的實(shí)際還原階段至少包括把預(yù)熱的溶液泵送入高壓釜中，這批鎳溶液的氫氣還原，鎳粉的沉降和從鎳粉上面去除殘余溶液。所有這些子階段以連續(xù)的動作進(jìn)行，而不是同時的。但是，從生產(chǎn)的觀點(diǎn)來看，只有鎳溶液的氫氣還原是有效時間，由Benson和Colvin的上述文章可以計算出，該操作僅用了全部時間的45％。該方法的能力可以由該文章計算為251批×46克Ni/l/(14d*24h/d)＝約34(克Ni/l)/hEvans，D.J.I.的文章“由氣態(tài)還原從溶液中生產(chǎn)金屬”，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，由上述晶核還原產(chǎn)生的顆粒尺寸為0.001mm數(shù)量級。
由連續(xù)方法的氫氣還原生產(chǎn)金屬鎳在美國專利2,753,257中提出。該專利主要描述用間歇法還原，但是實(shí)施例也提出了連續(xù)法。與連續(xù)法相關(guān)，指出了可以獲得80％的最大產(chǎn)率，并且為了更好的結(jié)果，應(yīng)該使用間歇法。所述方法的特征首先是兩次調(diào)節(jié)溶液的組成，其次是溶液中存在的鐵對該方法的進(jìn)行有不良影響。
在美國專利2,753,257中，首先把溶液的組成調(diào)節(jié)到自成核所要求的最佳值。在第二個階段，調(diào)節(jié)溶液的組成，以便使其對金屬粉末在金屬核上的還原最佳。在該方法中還假設(shè)通過某種已知的方法從溶液中去除鐵到一定的含量水平，使得其含量不干涉金屬粉末的還原。該方法在218-232℃的溫度和52-55巴的過壓下進(jìn)行。
另一種連續(xù)的方法在美國專利3,833,351中給出。該專利描述了一種從由酸或氨浸提制備的溶液生產(chǎn)銅、鎳、鈷、銀或金粉末。粉末生產(chǎn)在連續(xù)的垂直管式反應(yīng)器中通過用氫氣還原來進(jìn)行，其中，反應(yīng)器的高度與直徑的比值至少為10∶1。在專利說明書中說明了即使在大氣條件下也可以在反應(yīng)器中生產(chǎn)粉末。但是，描述生產(chǎn)鎳的章節(jié)揭示了例如如果在反應(yīng)器的平均溫度為93℃、壓力約32巴(表III，第2輪)的條件下進(jìn)行還原，所得的固體物質(zhì)只含有55％的鎳。如果需要經(jīng)濟(jì)上可行的結(jié)果，則必須在總壓力例如在33巴范圍內(nèi)且平均溫度為140℃，最高溫度為225℃(第1輪)的條件下進(jìn)行還原，由此所形成的鎳粉的量為固體物質(zhì)的90％。所得的鎳不僅是不純的，而且非常細(xì)，因此是難以處理的。對于銅，所生產(chǎn)的粉末尺寸為0.001-0.002mm，對于鎳和鈷，所生產(chǎn)的粉末尺寸細(xì)得普通的沉降和過濾不再能夠進(jìn)行，為了從溶液中分離顆粒，甚至可能需要磁分離。粉末的細(xì)度還明顯阻礙了洗滌。這種方法從未在工業(yè)規(guī)模上實(shí)施過。
裝有隔板的高壓釜用于連續(xù)沉淀和浸提的高壓釜，如F.Habashi，Pressure HydrometallurgyKey to Better and Nonpolluting Processes，Engineering and Mining Journal，1971年2月，第96-100頁和1971年5月，第88-94頁中所述。在還原高壓釜中沒有使用間壁。
從上面的敘述，我們可以推論，鎳的氫氣還原法在間歇法中運(yùn)行得相當(dāng)好，并且轉(zhuǎn)變到連續(xù)法的嘗試結(jié)果相當(dāng)差。其原因可能是在還原法中所用的高溫和高壓，這使得難以把該方法轉(zhuǎn)變成連續(xù)的方法。
連續(xù)法比間歇法更便宜，因?yàn)橄嗤叽绲脑O(shè)備的生產(chǎn)能力大于間歇法的生產(chǎn)能力?，F(xiàn)在，用本發(fā)明的方法，通過在比以前更容易的條件下，在加壓的空間中進(jìn)行含硫酸鎳的水溶液的連續(xù)氫氣還原可以生產(chǎn)特別適合于作為精煉鋼的合金元素的鎳粉，其中，氫氣壓力為1-20巴，溫度為80-180℃，(優(yōu)選的是氫氣壓力為2-10巴，溫度為110-160℃)。根據(jù)本發(fā)明，使用至少一個高壓釜作為加壓空間，并裝有間壁，這些間壁將加壓空間分成許多帶有混合器的部分，或者使用若干連續(xù)的帶有混合器的高壓釜，這些高壓釜可以是單段或者多段的。本發(fā)明在使用酸浸提中獲得的硫酸鎳溶液時是特別有利的，所以它實(shí)際上不含硫酸銨。本發(fā)明的基本特征在權(quán)利要求書中將會更清楚。
含硫酸鎳的水溶液一般通過浸提鎳精礦如紅土礦(laterite)或者高溫冶金生產(chǎn)的鎳冰銅來制備。浸提可以是酸或氨性的。硫酸鹽溶液的鎳含量在精礦浸提中比鎳冰銅浸提中更低，但是如果使用液-液浸提作為一個溶液提純步驟，鎳含量可以容易地提高到100g/l以上。在本發(fā)明的框架中，由鎳含量最少30g/l，優(yōu)選的是至少為50g/l，最優(yōu)選的是最少80g/l的溶液進(jìn)行還原。
對于在加壓空間中的還原，在制備階段的還原之前，調(diào)節(jié)硫酸鎳溶液進(jìn)料的組成，制備階段包括一些混合反應(yīng)器。溶液組成的調(diào)節(jié)只進(jìn)行一次。如果在溶液中存在任何鐵，硫酸亞鐵被用來形成晶核，在其上還原鎳粉。如果溶液中原來的鐵量不足，向該溶液中加入鐵。代替鐵或者除了鐵以外，鉻可以用來以硫酸鉻(II)CrSO4的形式形成晶核。氨可以用來調(diào)節(jié)組成，如同在還原中常用的其它添加劑和混合物的加入一樣。
如果在本發(fā)明的實(shí)施方案中使用分成若干部分的高壓釜，隔板的上邊緣基本是水平的，它們距高壓釜底部的最低點(diǎn)的高度分級，以便在溶液流動的方向上所看到的間壁的高度減小，因此在各個部分中的溶液表面相應(yīng)降低。分級當(dāng)然可以用某種其它合適的方法實(shí)施，例如使得隔板是相同高度的，但是在不同高度上具有卸料槽或孔。隔板的目的是改善高壓釜的效率。
下面通過附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的方法，其中

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的高壓釜的原理的垂直截面，和圖2是根據(jù)本發(fā)明的用隔板分成若干部分的高壓釜的原理的垂直截面。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的還原高壓釜1的實(shí)例，以間歇法為基礎(chǔ)運(yùn)行，該高壓釜是單段的并且裝備待還原漿料的進(jìn)料和卸料管2、混合器3、氣體進(jìn)料管4和廢氣管5。高壓釜中的混合器數(shù)量可以根據(jù)漿料和氣體進(jìn)料點(diǎn)的位置而變化。現(xiàn)有技術(shù)的還原高壓釜沒有把空間分成若干段的隔板，整個加壓空間是一體的。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法在單一的高壓釜中實(shí)施時，優(yōu)選的是使用如圖2所示的高壓釜，它在原理上與上述類型相同，但是裝有隔板6和在高壓釜后面部分的溶液和固體物料的卸料管7。圖中所示的高壓釜是一種典型的水平圓筒形。當(dāng)溶液和固體物料的懸浮液從高壓釜中排出時，鎳粉通過熟知的方法(如過濾)與最終的溶液分離。如上所述，隔板6的高度從高壓釜底部8分級，以便使得間壁的高度在溶液流動方向上降低?；旌掀骱腿舾啥?的數(shù)量不限于圖中所示的4個，而是可以變化的。優(yōu)選的是有3-6個由隔板分開的段，但是如果需要提高也可以變化。混合器可以是單槳或多槳的。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是隔板通常可以在各個位置包含孔和其它標(biāo)準(zhǔn)部件以改善效率并使高壓釜的操作容易。
根據(jù)本發(fā)明的高壓釜可以是整體型的，如圖1所示，其中，若干這種高壓釜在連續(xù)方法中相互串聯(lián)布置。在這種情況下，單一的高壓釜可以裝有排出溶液的單獨(dú)的卸料管7，如圖2所示，通過該卸料管把溶液傳送到下一個高壓釜。也可以使用所述高壓釜的結(jié)合，即可以單段或多段串聯(lián)連續(xù)連接的高壓釜。單段高壓釜例如也可以是垂直的圓筒形，但是單段高壓釜也總是裝備混合器的。
當(dāng)鎳的水溶液的氫氣還原(硫酸鎳溶液)用現(xiàn)在開發(fā)的方法進(jìn)行時，可以在高壓釜中使用比現(xiàn)有技術(shù)中所示的明顯更低的溫度和壓力。由于這一點(diǎn)，可以把鎳溶液的氫氣還原轉(zhuǎn)變成從頭開始連續(xù)的，因此，與間歇法相比，高壓釜或高壓釜組的生產(chǎn)能力明顯提高。因此，鎳溶液的氫氣還原法可以連續(xù)操作，此時氫氣壓力為1-20巴且溫度為80-180℃，優(yōu)選的是溫度為110-160℃，氫氣壓力為2-10巴。
例如，F(xiàn)e2+和Cr2+用作還原催化劑，它們在進(jìn)料溶液制備階段，恰好在溶液裝入高壓釜或引入到還原高壓釜中之前加入到還原進(jìn)料溶液中。催化劑至少部分以溶液形式裝入。作為催化劑的Fe2+和Cr2+對產(chǎn)品質(zhì)量不是有害的。世界上所生產(chǎn)的鎳的三分之二目前用于精煉鋼的生產(chǎn)。因此，在鎳中含有的任何鐵是沒有關(guān)系的。如果使用鉻代替鐵作為還原催化劑，痕量的鉻在精煉鋼生產(chǎn)中也不會產(chǎn)生任何問題。鐵和鉻的化合物優(yōu)選的是硫酸鐵(II)和硫酸鉻(II)，但是也可以使用其它的化合物作為不損害精煉鋼生產(chǎn)或者在坯塊燒結(jié)過程中從鎳粉中排出的催化劑。
必要時，使用眾所周知的添加劑來防止金屬在高壓釜壁和其它內(nèi)部部件上的被覆，和/或影響粉末薄片的形成或其團(tuán)聚或分散的趨勢。
在還原中產(chǎn)生的酸優(yōu)選的使用氨中和。有利的是，在溶液送入高壓釜之前，在制備階段把氨混入溶液中，但是氨的加入也可以直接進(jìn)入高壓釜中。在這兩種情況下，有利的是選擇氨的量，使得摩爾比NH3/Ni(＝所加入的氨/進(jìn)料中的總鎳量)為1.6-2.4。
如果在高壓釜中產(chǎn)生的金屬鎳包括含氫氧化物的化合物，它們可以用氫氧化氨和/或硫酸溶液用美國專利3,833,351中所述的方法浸提出來，所得到的溶液返回到還原前的一部分工藝中，即溶液制備階段中，優(yōu)選的是到其最后的反應(yīng)器中。
當(dāng)用與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方案相同的方法計算本發(fā)明的方法的生產(chǎn)能力時，獲得100-130(g Ni/l)/h的結(jié)果。用本發(fā)明的方法獲得的生產(chǎn)能力因此至少為現(xiàn)有技術(shù)中所述的方法的兩倍。由本發(fā)明開發(fā)的方法，現(xiàn)在可以以驚人大的生產(chǎn)能力、以驚人低的溫度和壓力生產(chǎn)適用作精煉鋼工業(yè)的進(jìn)料的例如坯塊形式或燒結(jié)的坯塊形式的鎳粉。
在加壓空間中發(fā)生還原之后，總是有少量的鎳留在溶液中，即留在分離鎳粉之后的要去除的最終溶液中。目前開發(fā)的方法允許最終溶液中鎳含量的變化。如果這種所謂殘余鎳量非常小，例如低于1g/l，它可以通過例如硫化物沉淀或離子交換回收，并返回到工藝在前的還原中的階段中。如果殘余的鎳量更大，也可以用已知的方法從最終溶液中結(jié)晶化，例如通過冷卻、蒸發(fā)等，并且如果有必要，可以使用硫酸銨添加劑以硫酸鎳銨形式結(jié)晶化。在結(jié)晶后溶液中殘留的少量鎳?yán)缈梢酝ㄟ^硫化物沉淀或離子交換去除。
如果殘液的鎳含量相當(dāng)小，所得的硫酸鎳銨NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O可以在高壓釜進(jìn)料溶液制備階段向進(jìn)料溶液中加入氨來溶解，從而使得在該方法中的鎳循環(huán)盡可能短。
如果殘液的鎳含量大得使返回到鎳高壓釜還原中的NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O將還原進(jìn)料液中的硫酸銨含量提高的太多，造成鎳的還原明顯減慢，所述NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O可以用氨溶解到含硫酸銨的溶液中，由此獲得的溶液再按Benson和Colvin的文章中所述的方法送入單獨(dú)的按間歇原理操作的高壓釜中。
通過下列實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明實(shí)施例1在水平圓筒形高壓釜中進(jìn)行試驗(yàn)，所述高壓釜由隔板分成6段。除了這些段以外，所述隔板還把高壓釜分成兩個空間在隔板上邊緣以上的氣體空間和在隔板周圍的溶液或漿料空間。高壓釜的總體積為75升，其中氣體體積約為三分之一，漿料體積約為50升。
分段隔板的上邊緣基本是水平的，并且其距底部的高度分級，使得隔板的高度在漿料流動方向上降低。因此，最高的隔板在高壓釜的進(jìn)料段，最低的隔板在最后兩段之間。漿料水平面與隔板一起朝著高壓釜的后段降低。由于這個原因，送入第一段的漿料由于重力的作用從一段流到下一段，最終在最后一段結(jié)束，漿料從最后一段借助高壓釜中的主要?dú)怏w壓力排出高壓釜。
每段裝有有效旋轉(zhuǎn)的混合器，混合器帶有基本垂直的軸和在同一個軸上的兩個混合部件，如圖2所示。這些混合器從氣體空間吸入氫氣并使其分散在漿料中，從而加速氫氣的溶解和鎳的形成。混合器還保持在高壓釜中產(chǎn)生的鎳良好地懸浮，這幫助其從一段前進(jìn)到另一段。
在試驗(yàn)中使用的不含硫酸銨的溶液通過溶液提純并且以硫酸鹽形式平均含有108克Ni/l。向其中加入氣態(tài)氨作為中和劑，使得摩爾比為2.2摩爾NH3/摩爾Ni，為了形成晶核，加入水溶液中的硫酸亞鐵，使得重量比為0.007克Fe2+/l克Ni。氨的加入在常壓下串聯(lián)操作的數(shù)個混合反應(yīng)器中以連續(xù)法進(jìn)行。所產(chǎn)生的漿料連續(xù)泵送入高壓釜中，使得高壓釜中的平均停留時間為0.9小時。硫酸亞鐵的加入恰好在把溶液送入高壓釜之前進(jìn)行，即送入在最后一個混合反應(yīng)器與高壓釜之間的送料管中。
混合反應(yīng)器的溫度為80℃，高壓釜的溫度約為120℃，氫氣壓力為5巴。試驗(yàn)持續(xù)56小時，在此期間，以溶液形式向高壓釜中送入平均5.3kgNi/h并沉淀。在分離鎳后從高壓釜中除去的最終溶液平均含有4.6克Ni/l，換言之，為0.25kg Ni/h，溶液的鐵含量為0.11g/l。因此鎳到金屬的產(chǎn)率約為95％，高壓釜相對于漿料體積的計算生產(chǎn)能力約為100(gNi/l)/h。
實(shí)施例2上述高壓釜用在本試驗(yàn)中，用作進(jìn)料的無硫酸銨的硫酸鎳溶液已經(jīng)通過溶液提純并且平均含有113g Ni/1。向其中加入氣態(tài)氨使得摩爾比為2.0摩爾NH3/摩爾Ni，并加入硫酸亞鐵，使得重量比為0.007克Fe2+/克Ni。氨和硫酸亞鐵的加入與實(shí)施例1一樣進(jìn)行。漿料在高壓釜中的平均停留時間為0.8小時。
混合反應(yīng)器的溫度為80℃，高壓釜的溫度約為120℃，氫氣壓力為5巴。試驗(yàn)持續(xù)78小時，在此期間，以溶液形式向高壓釜中送入平均6.7kgNi/h并沉淀。在分離鎳后以高壓釜中除去的最終溶液平均含有2.2gNi/l，換言之，為0.14kg Ni/h溶液的鐵含量為0.17g/l。因此鎳到金屬的產(chǎn)率約為98％，高壓釜相對于漿料體積的計算生產(chǎn)能力約為130(gNi/l)h。
如上所述，在這些實(shí)施例中獲得的生產(chǎn)能力明顯遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于在現(xiàn)有技術(shù)中提到的文章中出現(xiàn)的生產(chǎn)能力。上面給出的實(shí)施例包括更大的試驗(yàn)組，其中用0.1-2.0％的鐵含量和另外對應(yīng)于LME分級的分析來生產(chǎn)鎳粉。根據(jù)粉末的篩分分析，其50％通過的顆粒尺寸約為0.050mm，與現(xiàn)有技術(shù)的上述方法，即由所謂成核還原法生產(chǎn)的粉末相比是非常大的，成核還原法生產(chǎn)的粉末顆粒尺寸為0.001mm數(shù)量級。顆粒尺寸還大于由美國專利3,833,351中的方法所生產(chǎn)的粉末，該專利的方法生產(chǎn)的粉末最大(銅粉)為0.002mm數(shù)量級。
把在實(shí)施例中生產(chǎn)的粉末壓制并燒結(jié)成坯塊，在氫氣氛中燒結(jié)后，它含有0.64-0.91％的Fe、約0.01％的S和約0.02％的C，其耐壓強(qiáng)度超過3000kg/cm2。該產(chǎn)品適用于精煉鋼工業(yè)。
實(shí)施例3下列成對的試驗(yàn)表明還原高壓釜進(jìn)料溶液的硫酸銨含量對鎳還原速度的影響。在分三段連續(xù)的、圖2類型的高壓釜中使用下列操作條件進(jìn)行試驗(yàn)溫度120℃、氫氣壓力為5巴。進(jìn)料漿料與實(shí)施例2一樣來制備并連續(xù)用泵送入高壓釜中，使得停留時間為70分鐘，即約23分鐘/段。在試驗(yàn)3.1中，漿料不含任何硫酸銨，但是在試驗(yàn)3.2中，硫酸銨用量為34g/l。所得的結(jié)果如下
表1
該表表明了硫酸銨對硫酸鎳的還原速度的降低作用。它還表明，試驗(yàn)3.2的最終溶液即來自第三段的溶液的鎳含量為16.0g/l，且進(jìn)料溶液的硫酸銨含量為34g/l，這按摩爾數(shù)即大約具有相同的大小。實(shí)際上，在試驗(yàn)3.2的情況下，從還原的最終溶液結(jié)晶的NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O可以返回到還原高壓釜中而基本沒有改變其運(yùn)行。
實(shí)施例4下面系列的試驗(yàn)表明了溫度和壓力對還原速度的影響。在與實(shí)施例1和2中的試驗(yàn)相同的連續(xù)的6段高壓釜中進(jìn)行該系列的試驗(yàn)。試驗(yàn)條件和結(jié)果如下表2
該進(jìn)料不含硫酸銨，并且產(chǎn)物指的是來自分離后的高壓釜最終溶液的鎳粉。進(jìn)料的量為50l/h或者總的停留時間為1h。
這些結(jié)果表明，溫度和氫氣壓力的較小變化對鎳還原速度和高壓釜最終溶液的鎳含量有相當(dāng)大的影響。
實(shí)施例5還試驗(yàn)了NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O從還原最終溶液中的結(jié)晶。在小型實(shí)驗(yàn)室混合反應(yīng)器中進(jìn)行試驗(yàn)。從實(shí)施例1和2的試驗(yàn)中取出進(jìn)料溶液，該溶液含有約5g/l鎳和約100g/l的硫酸銨。
在結(jié)晶試驗(yàn)中，向進(jìn)料溶液中加入固體硫酸銨，使得溶液含量為380g/l(NH4)2SO4。此后，當(dāng)其在反應(yīng)器中混合60分鐘時，把溶液的pH值調(diào)節(jié)到3，其溫度調(diào)節(jié)到40℃。在混合過程中，取自反應(yīng)器的樣品的分析如下表3
這表明還原最終溶液中的殘余鎳可以容易地結(jié)晶到最終的鎳可以通過例如硫化物沉淀或離子交換除去的水平。
權(quán)利要求
1.一種在加壓空間使用氫氣還原從含有硫酸鎳的水溶液還原適用作精煉鋼成分的鎳粉的方法，其特征在于還原在80-180℃的溫度和1-20巴的氫氣壓力下連續(xù)進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還原在110-160℃的溫度和2-10巴的氫氣壓力下進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還原在至少一個高壓釜中進(jìn)行，所述高壓釜由隔板分段，并且每段裝有混合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述漿料的溶液表面在溶液流動的方向上逐段降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還原在若干個高壓釜中進(jìn)行，這些高壓釜串聯(lián)布置并裝有混合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述高壓釜是單段的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求的任何項的方法，其特征在于串聯(lián)布置的各高壓釜是單段的和多段的。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求的某些項的方法，其特征在于所述高壓釜形狀上基本是圓筒形的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于待送入加壓空間的含硫酸鎳的水溶液的鎳含量至少為30g/l。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于待送入加壓空間的含鎳的水溶液的鎳含量至少為50g/l，優(yōu)選的是至少80g/l。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在進(jìn)料溶液制備階段調(diào)節(jié)待送入加壓空間的含硫酸鎳的水溶液即進(jìn)料溶液的組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用還原催化劑來促進(jìn)還原。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于使用硫酸亞鐵(II)FeSO4作為還原催化劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于使用硫酸鉻(II)CrSO4作為還原催化劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于所述還原催化劑在制備階段加入到進(jìn)料溶液中。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述還原催化劑恰好在進(jìn)料溶液送入加壓空間之前加入到該溶液中。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述還原催化劑直接加入到加壓空間中。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于待送入加壓空間中的溶液在制備階段用氨中和，使得摩爾比變?yōu)?.6-2.4。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述含鎳溶液在加壓空間中用氨中和，使得摩爾比變成1.6-2.4。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于含鎳溶液實(shí)際上不含硫酸銨。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于鎳粉和溶液的懸浮液從加壓空間中去除，并且從該懸浮液中分離鎳粉。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于在分離后的最終溶液中殘留的鎳通過硫化物沉淀或離子交換去除。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于至少部分在分離后的最終溶液中殘留的鎳以二元鹽NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O的形式去除。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其特征在于當(dāng)來自最終溶液的大多數(shù)鎳以二元鹽的形式回收時，通過硫化物沉淀或者離子交換從最終溶液中去除殘余的鎳。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其特征在于二元鹽NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O在進(jìn)料溶液的制備階段中溶解并返回作為加壓空間中鎳的連續(xù)氫氣還原的進(jìn)料。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其特征在于二元鹽NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O在進(jìn)料制備階段中溶解并送入間歇法的鎳的氫氣還原中。
27.根據(jù)上述權(quán)利要求的某些項的方法，其特征在于二元鹽NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O使用氨來溶解。
28.鎳粉，特征在于所述鎳粉通過在80-180℃的溫度和1-20巴的氫氣壓力下在加壓空間中連續(xù)進(jìn)行的含有硫酸鎳的水溶液的氫氣還原來制造。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的鎳粉，其特征在于在還原中使用催化劑。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的鎳粉，其特征在于鎳粉的鐵含量為0.1-2.0％。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的鎳粉，其特征在于鎳粉的鐵含量為0.6-1.4％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從含有其硫酸鹽的水溶液中以金屬粉末形式沉淀鎳的方法,這種金屬粉末適用于精煉鋼的合金元素。用這種方法,在80－180℃的溫度和1－20巴的氫氣壓力下在一個或數(shù)個高壓釜中連續(xù)進(jìn)行鎳的還原,從而與在相應(yīng)尺寸的裝置和設(shè)備中進(jìn)行的間歇法相比,可以明顯提高生產(chǎn)能力。
文檔編號B22F9/24GK1387583SQ00815471
公開日2002年12月25日 申請日期2000年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月9日
發(fā)明者M·哈瑪萊南, S·福戈伯格, K·克努提拉 申請人:奧托庫姆普聯(lián)合股份公司