镍的生产制造技术

本发明专利技术披露了一种从镍中间产物生产镍产物（包括镍合金产物和如镍冰铜的产物）的方法。该方法包括在基于熔融浴的熔炉中熔炼干燥的镍中间产物以及形成包含熔融金属和炉渣的熔池，其中熔融金属是镍产物。本发明专利技术还披露了通过该方法生产的中间产物和最终产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】镍的生产本专利技术涉及镍的生产。本文中的术语“镍”被理解为包括镍自身、包含镍的合金如镍铁、以及也包含镍的 产物如镍冰铜。镍是一种重要的工业金属并且该金属的最终用途包括不锈钢、高温合金如 Inconel (因科镍合金)(注册商标)、以及催化剂。本专利技术尤其涉及从镍中间产物来生产镍。本文中的术语“镍中间产物”被理解为指通过湿法冶金处理含镍矿石或矿石的浓 缩物而生产的含镍产物。湿法冶金处理可以包括大气酸浸、加压酸浸、以及在酸性条件下堆 浸中的任何一种或多种。含镍矿石可以是任何矿石，如氧化物矿石(即，红土矿石)或硫化物矿石。镍中间产物包括，例如，如在申请人的Yabulu精炼厂通过Caron方法所生产的碳酸镍。镍中间产物还包括，例如，氢氧化镍产物。本专利技术特别(虽然并不仅仅)涉及从以氢氧化镍产物形式的镍中间产物来生产 镍，其中氢氧化镍产物通过湿法冶金处理含镍矿石或矿石的浓缩物来生产。本文中的术语“氢氧化镍产物”被理解为指通过湿法冶金处理含镍矿石或矿石的 浓缩物而生产的包含氢氧化镍的任何产物，并且包括这样的产物，其还包含其它化合物如 氢氧化铁、硫酸镁、硫酸钙、氧化锰和/或氢氧化锰、氢氧化钴、氧化铝、二氧化硅、以及硫酸 钠中的任何一种或多种，以及微量的其它元素。通常，氢氧化镍产物以糊或浆料的形式，其中水(S卩，水分)含量为30_75wt% (即 自由水和结合水)。在任何给定情况下，水含量取决于一系列因素，包括固体成分的粒径分 布、机械过滤或脱水的程度、以及蒸发。可以通过(a)使镍进入水溶液中的任何适宜的湿法冶金方法(如加压酸浸、在酸 性条件下堆浸、以及大气酸浸_或组合)以及(b)例如使用化合物如MgO、CaO, CaCO3、和 Na2CO3从溶液中沉淀氢氧化镍来生产氢氧化镍产物。湿法冶金方法的一种特别的但并不是仅有的实例是这样一种方法，其包括从水 溶液中将镍和铁提取到离子交换树脂上、使用酸从树脂上解吸镍和铁并形成另一种水溶 液、然后沉淀镍和铁作为镍铁氢氧化物(nickel iron hydroxide)产物。以申请人名义的国际申请PCT/AU2005/001360(W02006/029443)描述并要求一种 用于从至少含有镍、钴、铁、以及杂质的水溶液来生产以镍铁或镍冰铜形式的镍的方法，上 述方法包括一系列步骤，其包括在电弧炉中熔炼以镍铁氢氧化物产物形式的镍中间产物。该国际申请的权利要求1以下列术语限定了专利技术“一种从至少包含镍、钴、铁以及酸可溶性杂质的产物液体溶液生产以镍铁或镍冰 铜形式的镍的方法，所述方法包括以下步骤(a)使包含所述镍、钴、铁以及酸可溶性杂质的所述产物液体溶液与离子交换树脂 接触，其中所述树脂从所述溶液选择性地吸收镍和铁，在残液中留下所述钴和所述酸可溶性杂质；(b)用硫酸溶液从所述树脂中解吸所述镍和铁以生产含有镍和铁的洗脱液；(c)中和所述洗脱液以沉淀混合的镍铁氢氧化物产物；以及(d)还原和熔炼所述混合的镍铁氢氧化物产物以生产镍铁或镍冰铜。”关于熔炼镍中间产物，申请人已进行了进一步的研究和开发工作。上述描述并不看作承认是在澳大利亚或其它地方的共同的一般知识。广义上讲，本专利技术是一种从如上所述的镍中间产物生产镍产物(包括镍合金产物 和如镍冰铜的产物)的方法，该方法包括在基于熔融浴的熔炉中熔炼干燥的镍中间产物以 及形成包含熔融金属和炉渣的熔池，其中熔融金属是镍产物。根据本专利技术，提供了一种从如上所述的镍中间产物生产镍产物(包括镍合金产物 和如镍冰铜的产物)的方法，该方法包括以下步骤在基于熔融浴的熔炉中熔炼干燥形式 的镍中间产物以及形成包含熔融金属和炉渣的熔池，其中熔融金属包含至少95wt. %的在 镍中间产物中的镍，并且其中熔融金属是镍产物。优选地，该方法包括在将产物供给到熔炉以前干燥镍中间产物的步骤。优选地，干燥步骤包括干燥镍中间产物以至少基本上除去在供给到该方法的镍中 间产物中的自由水。在其中供给到干燥步骤的镍中间产物以糊形式的情况下，干燥步骤是特别重要 的。通常，在至少100°C的温度下进行干燥步骤。通常，在不大于120°C的温度下进行干燥步骤。通常，基于在105°C下干燥产物以后确定的干物质，供给到干燥步骤的镍中间产物 包含 25-50wt. %镍。通常，供给到干燥步骤的镍中间产物包含30_75wt. %自由水并且产物以糊或浆料 的形式。镍中间产物可以是通过湿法冶金处理含镍矿石或矿石的浓缩物而生产的氢氧化 镍产物。氢氧化镍产物可以是含铁的氢氧化镍产物。含铁的氢氧化镍产物可以具有高浓度的铁，即，至少3wt. %的铁。通常，熔融金属包含至少98wt. %的在镍中间产物中的镍。优选地，熔融金属包含至少99wt. %的在镍中间产物中的镍。优选地，熔炼步骤包括选择熔炼条件，该熔炼条件使在熔融金属中镍的量最大化 并且使在炉渣中镍的量和在熔炼步骤中产生的废气中镍的量最小化。正如上文所述，鉴于 镍的高成本以及在炉渣和粉尘的下游处理中除去镍的高成本，这是特别重要的步骤。优选地，熔炼步骤包括添加熔剂(助熔剂，flux)以促进熔渣的形成，该熔渣包含 在镍中间产物中的被视为镍产物中的污染物的元素。一种适宜的熔剂是石灰。优选地，熔炼步骤包括选择熔炼条件以促进熔渣的形成，该熔渣包含在镍中间产 物中的被视为镍产物中的污染物的元素。本文中的术语“污染物”被理解为包括以元素形式和氧化物形式的镁、钙、钴、铜、 锰、硅、以及铝中的任何一种或多种。5优选地，熔炼步骤包括使用含碳材料作为还原剂的来源用于熔炼干燥的氢氧化镍产物。优选地，含碳材料是固体含碳材料，通常为木炭、焦炭、或煤炭。优选地，熔炼步骤包括在产生最少粉尘的条件下熔炼干燥的镍中间产物。优选地，熔炼步骤包括处理在熔炼步骤中产生的废气以及从废气中除去镍。通常，在电弧炉或另一种基于熔融浴的熔炉中进行熔炼步骤。电弧炉可以是交 流(ac)或直流(dc)炉。其它基于熔融浴的熔炉包括感应炉和硫化熔炉(硫化物熔炉， sulphide smelter)如快速溶炉(flash smelter)。优选地，该方法包括处理干燥的镍中间产物以从产物中除去结合水，即结晶水，以 及产生变成熔炼步骤的原料(进料材料)的经处理的产物。优选地，结合水处理步骤包括在至少400°C的温度下煅烧干燥的镍中间产物。更优选地，结合水处理步骤包括在至少600°C的温度下煅烧干燥的镍中间产物。通常，结合水处理步骤包括在至少900°C的温度下煅烧干燥的镍中间产物。用来除去结合水的煅烧步骤可以在氧化条件或还原条件下进行。干燥步骤和煅烧步骤可以实际上作为以干燥阶段和煅烧阶段的单一步骤或作为 分开的干燥步骤和煅烧步骤进行。在其中镍中间产物包含的硫的量在镍产物中可能是个问题(issue)的情况下，优 选地，该方法包括处理来自干燥步骤的干燥的镍中间产物以从产物中除去硫、以及产生变 成熔炼步骤的原料的经处理的产物。可以作为单一步骤或作为分开的步骤来进行结合水处理步骤和硫处理步骤。优选地，硫处理步骤至少基本上从来自干燥步骤的干燥的镍中间产物中除去硫。优选地，硫处理步骤包括在800-1300°C范围内的温度下在氧化条件下煅烧来自干 燥步骤的干燥的镍中间产物。优选地，煅烧步骤至少基本上从来自干燥步骤的干燥的镍中间产物中除去硫作为 SO2和SO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从镍中间产物生产镍产物的方法，所述方法包括以下步骤：在基于熔融浴的熔炉中熔炼干燥形式的所述镍中间产物以及形成包含熔融金属和炉渣的熔池，其中，所述熔融金属包含至少９５ｗｔ．％的在所述镍中间产物中的镍，并且其中，所述熔融金属是所述镍产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊万拉特舍维，格兰特卡费里，西蒙菲利普沙利文，勒内伊格纳西奥奥利瓦雷斯，格雷戈里戴维里格比，
申请(专利权)人：BHP比利顿创新公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]