一种利用废氧化铝基镍触媒提炼镍铁的方法

一种利用废氧化铝基镍触媒提炼镍铁的方法

专利名称：一种利用废氧化铝基镍催化剂精炼镍铁的方法

技术领域：

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种镍铁合金的精炼方法。

背景技术：

氧化铝基镍催化剂是广泛应用于石油、化工、化肥、制药等行业的工业催化剂。目前，我国每年废弃的氧化铝基镍催化剂总量超过10万吨，其典型化学组成（重量百分比）为60.5%Al2O3、5.1%Ni、4.31%Fe、2.83%CaO、1.43%MgO、5.41%SiO2、2%C、1%P、0.2%S。目前大部分废弃氧化铝基镍催化剂中各组分含量与上述类似。

目前从废旧氧化铝基镍催化剂中提炼镍的方法和专利较多，主要是通过酸浸后再选择性沉淀得到镍金属沉淀物或镍盐，如专利申请号2.8、名称为“一种废旧氧化镍催化剂的溶解处理方法”的中国发明专利申请；也有通过碱焙烧得到冰镍，再将镍渣还原制成冰铜冶炼的方法，如专利申请号2.x、名称为“一种从废旧铝基含镍催化剂中回收镍和铝的方法”。这些方法虽然可以处理一部分氧化铝基镍催化剂，但工艺复杂、流程长、处理能力不强、利用率低、污染严重，难以实现工业化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、利用率高、环境友好、易于实现工业化的方法。

一种标准化、规模化生产过程中利用废氧化铝基镍催化剂精炼镍铁的方法。实现上述目的的技术方案是：一种利用废氧化铝基镍催化剂精炼镍铁的方法，其特征在于包括如下步骤

a.根据镍催化剂中氧化铝的含量加入钠盐，所述钠盐为烧碱或纯碱，加入的钠盐的量为与镍催化剂中氧化铝反应生成铝酸钠所需摩尔量的1～3倍。将上述成分混合后，在600～1300℃温度下焙烧；b.将焙烧产物粉碎后投入水中加热至沸腾，沸腾10～20分钟后，至沸水中可见大气泡时停止加热；c.将步骤b所得溶液过滤、洗涤，得到铝酸钠水溶液和含镍的镍渣；d.将步骤c所得镍渣干燥，加入碳质还原剂和造渣辅料，加入电弧炉或矿山中。

在热炉、高炉或热风炉中冶炼，得到镍铁合金和炉渣。冶炼采用常规冶炼方法。本方案中涉及的化学反应方程式为氧化铝与烧碱的反应方程式Al203+2NaOH=+H20；

氧化铝与纯碱的反应方程式为Al2O3+=+C02；按上述方法得到的镍铁合金的成分范围(重量百分比)为：Ni：20-60％；C：0.5-4％；P：0.5-5％；S：0.1-5％；Fe：余量。将按上述方案得到的镍铁合金进一步精炼，即对上述镍铁合金进行脱硫、脱磷、脱碳处理。精炼后得到的镍铁合金的成分范围(重量百分比)为：Ni：20-60％；

C<0.5%；P<0.5%；S<0.1%；Fe余量。脱硫、脱磷、脱碳处理采用目前冶炼行业常规冶炼方法。上述方法步骤d中碳​​质还原剂为煤或碳粉或石墨，造渣辅料为石灰、萤石中的一种或两种。本发明的有益效果是工艺简单，生产周期短，成本低，产量高，环境污染小，易于工业化，经济效益和社会效益明显。

下面给出本发明的两个具体实施例。

实施例1将废氧化铝基镍催化剂干燥、研磨后进行检测，其组分重量百分比为：60.1％Al2O3、4.82％Ni、4.31％Fe、2.83％Ca0、1.43％Mg0、5.41％

SiO2、2XC、1%P、0.2%S。取上述废氧化铝基镍催化剂5吨，加3.070吨烧碱混匀成球，将球放入回转窑中在600℃左右焙烧2小时，出炉后自然冷却至室温，粉碎，将所得粉末放入水中加热，水沸腾20分钟后，反应釜内可见大气泡，停止加热，用冷水冷却后，即可开始过滤。在此期间，不断洗涤滤渣(含镍镍渣)，回收滤液，得到铝酸钠水溶液。回收赤泥(即镍渣)，烘干，重1.788吨。 其化学成分为(重量百分比，下同)：α12​​O3 9.54%、Ni 13.41%、Fe 12.05%、CaO 8.21%、MgO 8.14X、SiO2 9.2%、C 0.69%、P 0.1%、S 0.01%。将赤泥与适量碳粉混合制成球状，碳含量为Ni+Fe：C=1：1.2(摩尔比)。将赤泥球放入电弧炉进行还原冶炼，加入50kg石灰、15kg萤石制成炉渣。 反应完全结束后，排渣、排铁，得到430公斤镍铁合金，化学成分为：55%Ni、2.3%C、0.6%P、0.1%S，余量为Fe。

实施例2将废氧化铝基镍催化剂干燥、研磨后进行检测，其组分重量百分比为：60.1%Al2O3、4.82%Ni、4.31%Fe、2.83%CaO、1.43%Mg0、5.41%

SiO2、2XC、1%P、0.2%S。取上述废氧化铝基镍催化剂5吨，加入3.2吨纯碱混匀成球，将球放入回转窑中在1300℃左右烧2小时，出炉后自然冷却至室温，粉碎，将所得粉末放入水中加热，水开10分钟后，见反应器内有大气泡，停止加热，用冷水冷却后即可开始过滤。其间不断洗涤滤渣，回收滤液，得到铝酸钠水溶液，回收赤泥(即滤渣)，干燥。 重量为1.68吨，化学成分为：A1203 8.95%、Ni 14.3%、Fe 12.88%、Ca0 7.22%、Mg0 7.64%、Si02 8.71%、C 0.39%、P 0.1%、S 0.01%。将赤泥与适量碳粉混合制成球状，碳含量为Ni+Fe：C=1：1.2（摩尔比）。将赤泥球放入电弧炉进行还原冶炼，加入50kg石灰、20kg萤石制成炉渣，反应充分结束后，排渣。反应进入精炼循环，进行氧化脱磷脱碳、还原脱硫等。 产物P、S、C等微量元素到达要求后出炉，得镍铁合金400kg，其化学成分为：58.5%Ni、0.02%C、0.015%

4P、O.02X、S、Fe过量‖

权利请求

一种利用废氧化铝基镍触媒精炼镍铁的方法，其特征在于包括以下步骤：a、根据镍触媒中氧化铝的含量加入钠盐，所述钠盐为烧碱或纯碱，加入的钠盐的量为与镍触媒中氧化铝反应生成铝酸钠所需摩尔量的1～3倍，混合后进行焙烧，焙烧温度为600～1300℃；b、将焙烧产物粉碎后放入水中加热至沸腾，当沸水中出现大气泡即停止加热；c、将步骤b所得溶液过滤、洗涤，得到铝酸钠和含镍镍渣的水溶液； d、将步骤c得到的镍渣烘干，加入碳质还原剂及造渣辅料，加入电弧炉、矿热炉、高炉或热风炉中冶炼，得到镍铁合金和炉渣。

2.根据权利要求1所述的利用废旧氧化铝基镍催化剂精炼镍铁的方法，其特征在于：所得镍铁合金各组分的重量百分比为：Ni：20～60％；C：0.5～4％；P：0.5～5％；S：0.1～5％；Fe：余量。

3.根据权利要求1所述的利用废旧氧化铝基镍催化剂精炼镍铁的方法，其特征在于：对镍铁合金进行进一步精炼，对镍铁合金进行脱硫、脱磷、脱碳处理，精炼后得到的镍铁合金中Ni的重量百分比为：20～60％；C<0.5％；P<0.5％；S<0.1％；Fe

4.根据权利要求1所述的一种利用废旧氧化铝基镍催化剂精炼镍铁的方法，其特征在于：步骤d中碳​​质还原剂的加入量与镍渣中含有的镍和铁的总量的摩尔比为ii.5:i.

5.根据权利要求1或4所述的一种利用废旧氧化铝基镍催化剂精炼镍铁的方法，其特征在于：步骤d中碳​​质还原剂为煤或碳粉或石墨，造渣辅料为石灰、萤石中的一种或两种。

全文摘要

本发明涉及一种利用废氧化铝基镍催化剂精炼镍铁的方法，涉及冶金技术领域。该方法主要包括将氧化铝基镍催化剂用烧碱或纯碱等钠盐进行焙烧，再用沸水溶解催化剂，得到含镍的铝酸钠和镍渣的水溶液；用镍渣通过电弧炉、矿热炉、高炉或热风炉冶炼镍铁合金。该方法方法简单、成本低、利用率高、污染小，可直接得到适合钢铁企业使用的高含量纯镍铁，适合规模化生产，符合国家循环经济发展政策。

文件号码/

公开日期 2010 年 8 月 4 日 申请日期 2010 年 3 月 26 日 优先权日期 2010 年 3 月 26 日

发明人：殷晓东、盛国达、盛晓刚、张建培、姜伟、陈维文申请人：常州兴昌盛合金制品有限公司； 常州市茂盛特种合金制品厂