羰基法从含镍废催化剂中回收镍的研究.pdf

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!作者简介"滕荣厚#%'()$%&男&本科&教授&从事粉末冶金研究'!收稿日期"收到修改稿羰基法从废旧雷尼镍催化剂中回收镍的研究对废旧雷尼镍催化剂中回收镍进行了研究！重点研究了废旧雷尼镍催化剂的预处理条件及羰基合成温度、压力对羰基合成率的影响',关键词-废催化剂#羰基镍#羰基法#合成率,中图分类号-化工行业每年要消耗大量的含镍催化剂，但废催化剂中镍的回收效果并不理想，目前采用感应炉从废旧雷尼镍催化剂中回收镍，不仅回收率很低，而且回收率仅为...)/约%&较多的镍杂质被回收，因此应用受到限制。 羰基法回收镍是使镍在一定的温度和压力下与活性一氧化碳分子发生反应，生成的羰基镍配合物在一定条件下经热分解可得到性能优异的羰基镍粉。用羰基法从废旧雷尼镍催化剂中回收镍，镍回收率可达10%以上。羰基镍粉在电子、化工、粉末冶金等领域有广泛的应用。理论基础是依据Mond和(1789:5;6)建立的羰基合成与热分解反应基本原理，其表 现为羰基化试验在钢铁研究总院羰基合成实验高压反应器中进行，试验工艺流程见图1。一氧化碳气体。实验室所用的一氧化碳气体是由二氧化碳与木炭在电弧炉中反应生成的，半工业试验所用的一氧化碳气体是由焦炭与氧气反应生成的。 废雷尼镍催化剂。废雷尼镍催化剂为浆状。辽阳石化公司废催化剂6化学组成如下。将废雷尼镍催化剂洗至KD！。

@从洗涤槽中取出烘干，烘干后放入还原炉中还原，还原温度为1.5℃。为了便于羰基镍合成过程中的装填和残渣去除，将还原后的粉末状废雷尼镍催化剂压制成型，成型后的尺寸为MM#%。MM。密度为(C)$!C)NOPM。羰基镍合成条件和方法。羰基镍合成条件。高压反应器温度。 %!)%%)"&羰基镍合成热分解工艺流程图。一氧化碳气体还原雷尼镍渣。高压羰基合成。冷凝收集。热分解。制粉。羰基镍蒸发。粗羰基混合物蒸馏。羰基镍粉末。羰基法从含镍废催化剂中回收镍的研究。$$羰基合成采用间歇合成法，首先在高压反应器中加入一定量的废催化剂和高压一氧化碳气体，当压力降到某一设定值时，重新输入一氧化碳至设定压力，此时不断放出羰基镍产品，此操作过程不断重复，直至羰基镍合成完成。羰基镍合成速率的计算设还原后原料中镍含量为，残渣中镍含量为*)，羰基合成进料量为+废雷尼镍催化剂还原温度对反应的影响羰基化反应废雷尼镍催化剂经过洗涤、干燥、还原处理后，需要在一定的条件下才能进行羰基化反应。实验中，还原温度低于3℃时，羰基化反应速度不但慢，而且羰基化合成速率低，主要原因是镍氧化膜未被还原。当还原温度高于4℃时，被还原为金属镍，不但加快了镍与一氧化碳的羰基化反应速度，而且镍的羰基化合成速率高达。还原温度对羰基化反应的影响如图所示！可见，在还原温度下还原的废催化剂控制在$。在一定的温度范围内，羰基化合成速率随着温度的升高而增大，当羰基化合成的反应温度达到某一值时，羰基化合成速率达到一个最大值，这个温度即为最佳羰基化反应温度。 在$条件下还原的废催化剂，最佳羰基化反应温度为$低温还原的废催化剂的最佳羰基化反应温度为6.8℃，此时废催化剂中镍的羰基化率也最高，可达459%以上。由于羰基镍合成反应发生在固体镍与一氧化碳的界面上，根据羰基化反应的原理，首先活化分子在镍表面进行物理吸附，然后发生羰基化反应。随着温度的升高，一方面活化分子的数量不断增多，另一方面活化分子在镍表面的物理吸附速率也不断增大，因此镍的羰基化合成速率随温度的升高而增大。羰基镍合成反应按如下步骤进行。一氧化碳气体分子被固体镍表面吸附，生成羰基镍分子。 由于黏附作用，附着在原料固体颗粒表面的羰基镍分子形成分子层，导致羰基镍分子层的出现。吸附0此时，羰基镍向气相的转化还未发生，在分子运动学的作用下，羰基镍分解为羰基镍。羰基镍从吸附层扩散到气相中，转化为气体。冷凝器对羰基镍气体进行冷却，使羰基镍蒸气向液相转化，使气态羰基镍蒸气变成液态羰基镍。由于在此温度下，上述步骤进行得非常快，因此羰基镍的合成速度和合成速率极高。可以看出温度对羰基化反应的影响。当一氧化碳气体的压力高于羰基镍合成温度时，羰基镍的分解反应加快。相当数量的镍沉积在反应器内壁上，形成镍涂层。 另外，新型生态镍具有很高的活性。一氧化碳气体在镍的催化作用下发生反应，一是一氧化碳气体浓度下降，二是游离碳沉积在镍表面，影响羰基镍分子在镍表面的吸附。综合利用，环保。废旧雷尼镍催化剂压制成型后羰基化试验结果。样品号羰基化条件原料物理性质温度、压力、时间、规格、密度。

!/-01重量'。%2%!43#546!437$6&!43#546!43756!"21!43#546!!43#"1$6&!"33!43#"1$6&!"337$6$&21!43#"1$6&!"&24!43#"1$6&!"33一氧化碳压力对羰基化反应的影响羰基镍合成反应为体积减少反应9所以提高压力有利于合成反应向产物形成方向进行"提高压力#有利于向颗粒内扩散#相同条件下提高压力#废雷尼镍的还原温度越高，镍的羰基合成速率越高，说明在高温条件下镍的还原非常彻底。以上是对粉末状废雷尼镍催化剂还原后进行羰基化试验的结果。 由于粉状材料松散，一方面装填量小，另一方面容易随羰基镍液流入管道，造成管道堵塞。为了便于工业应用，将还原后的废雷尼镍催化剂压制成型，然后进行羰基化试验。压制成型后的废雷尼镍催化剂羰基化试验将还原后的废雷尼镍催化剂在高压反应釜中压制成型进行羰基化试验，试验结果见表，试验结果表明，压制成型后的废雷尼镍催化剂羰基化率可达7! (或以上。废雷尼镍催化剂羰基化后在热分解器中进行热分解、制粉，制得的羰基镍粉完全符合国家标准，微米级羰基镍粉粒度为36331(。该粉末广泛应用于化工、电子、冶金、航空航天等行业。废雷尼镍催化剂经洗涤、干燥、还原处理后可作为羰基镍合成原料，还原温度控制在733%333'热分解后制得的羰基镍粉完全符合国家标准。废雷尼镍与电解镍、铜镍合金相比，合成羰基镍成本可降低13%(43("C 参考文献 D 冶金工业部情报研究所 6 国外有色厂！镍钴 C)D 6 北京 $ 冶金工业出版社 #%75!##$#2#$46 滕荣厚 等 6 钢铁研究学报 #%781#&1'$1524#+H@@L#)*OF+LP+QH#"78$#5"2516*'+-/'*0.

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