简述镍铝合金催化剂的生产原理及注意事项根
2014年第25期 1925年，美国工程师森和雷尼用等量的镍和铝熔融在一起，制成骨架金属催化剂，获得了意想不到的结果，其活性是普通镍的5倍以上。次年，森和雷尼就为他的催化剂申请了专利，所以今天的骨架镍也叫雷尼镍。它是将具有催化活性的镍金属与铝在高温下熔化形成合金，再用烧碱或氢氧化钠溶液洗去合金中的铝，便形成了一种多孔的金属骨架。下面举例简单说明它的生产原理及注意事项。 装置简要说明 新材料车间催化剂装置建于1985年5月，是我国专业生产镍铝合金粉的生产厂家，原生产能力为80吨/年，经过1998年、2005年两次改扩建，生产能力提高到450吨/年。生产工艺流程是：首先称量铝锭，再按用户要求的配比称量镍板，这里所用的重熔铝锭的纯度不低于99.7%，镍板的纯度不低于99.9%。然后将铝锭放入中频感应炉中进行感应加热，同时将镍板放入电阻炉中进行预热，当铝锭熔化成金属液并变成橙色时，将预热到770-810℃的镍板放入，此时二者在中频感应炉的坩埚中进行合金反应。待镍板完全熔化后，用碳棒搅拌，使合金反应更加充分。然后将熔液倒入中间包，再从中间包倒入铁沟中，让其自然冷却。冷却后即可得到晶格排列均匀的镍铝合金块。具体工艺指标如下： 该院项目单位设计值790 镍板预热时间-浇注时间KWh 中频输出电压A 循环水出水温度 完全冷却后的合金块硬度较差，可用锤子砸碎，可得到尺寸较小，规格不均的合金块。小合金块经大型颚式破碎机粗碎后再经钢磨机或破碎整形机细磨，再经振动筛、旋振筛筛分，可得到不同规格的镍铝合金粉末。将此合金粉用氢氧化钠溶液处理，使镍铝合金中的铝浸出，同时放出氢气，其反应过程为：2Al+6NaOH+3H2O。通过以上化学反应，得到多孔不溶性金属骨架催化剂，又称雷尼镍催化剂。反应释放出的氢气能被雷尼镍长时间有效吸附，因而具有加氢、脱氧、甲烷化等作用。它的市场范围很广，主要用于石油化工、医药、油脂、香料、染料、合成纤维等行业。雷尼镍的制备工艺比较复杂，其中以下几个环节值得注意：3.
3.1原料危害及预防 制备雷尼镍催化剂的主要原料之一镍是银白色的金属，国际研究机构认为它具有致癌、致畸作用。另外，金属镍的密度为8.902g/cm3，在运输过程中易脱落伤手脚。另一种原料铝在剧烈的合金反应过程中会形成氧化铝，这种细小的颗粒会随热空气漂浮在空气中，人吸入后会引起尘肺病，对人体健康构成威胁。因此，在生产雷尼镍过程中应做好防护措施，操作人员应佩戴耐高温隔热手套、密闭式安全帽、防砸鞋等防护用品，避免在狭小空间内熔炼合金，保持通风。 3.2高温危害及预防 将770℃-810℃的镍板放入熔融的铝液中，会发生剧烈的合金反应。当两种合金充分混合后，合金液的温度一般在1200℃左右。如此高温的合金液如果处理不当，会对操作人员造成伤害，尤其是在人工搅拌、浇注的过程中，直接烫伤的几率会大大增加。如果高温合金液溅到水面上或者潮湿的地面上，接触到的水会瞬间汽化，由于水体积的迅速膨胀，会形成小范围的爆炸，将合金液散开喷出，间接对人体造成伤害。考虑到以上原因，在实际生产中，除了操作人员佩戴有效的防护设备外，还可以在操作区铺设导热地毯。这种特殊的地毯其实有50mm厚，是由钢板焊接而成的，它有两个作用：一是导热快，当合金液溅到钢板上时，钢板通过自身良好的导热性，可以很快将其冷却成固态。二是避免水分的沉积。钢板表面致密，不利于水分滞留，可防止合金液遇水后再次飞溅。3.
3粉尘危害及防治将冶炼好的合金液倒入冷却槽中，自然冷却，得到晶格排列均匀、质地酥脆的合金块，经颚式破碎机破碎成直径5-8mm的合金颗粒，再经破碎整形机破碎成20目以下的细粉，细粉还要经过旋振筛、振动筛的筛选。这样，生产过程中会产生大量的金属粉尘，通常采用XLD。生产过程中产生的粉尘采用陶瓷多管除尘设备回收，但设备产生的离心力只能回收粉尘中80%的粗粉，其余20%的细粉则随气流排入空气中。这些粉尘经呼吸道进入人体，在此过程中可引起咽炎、喉炎、气管炎等呼吸道疾病。这些粉尘最终沉积在肺内，可引起肺组织纤维化，即尘肺病。同时，还会造成环境污染和经济损失。为了弥补陶瓷多管除尘设备的不足，常采用袋式脉冲除尘器进行二次除尘。该设备能有效处理直径小于200目的细粉，除尘率达99.9%，消除了环境污染，提高了经济效益。3.4贮存及后处理合金粉末根据颗粒大小分为不同的规格，通常在20-400目。目前考虑到金属粉末与水分接触会降低活性，贮存时通常采用防潮塑料包装袋密封，再放入金属桶内密封。雷尼镍经活化处理后，由于表面积增大，会不断吸收反应释放的氢气，使其具有中等可燃性。因此，雷尼镍参与的反应应在惰性气体环境下处理，过量的雷尼镍应使用脱氧水密封，防止其因氧化而引起燃烧的危险。反应后的雷尼镍催化剂由于活性较差，通常被称为废催化剂，但其中仍含有大量的氢气，是危险的可燃物，不能随意处理。考虑到这种废催化剂本身含有大量的镍，回收价值很高，因此建议采用相关技术手段回收利用。由于镍属于第四周期元素，具有铁磁性，因此可以通过磁吸附回收利用。如果想得到纯度更高的镍，可以采用化学沉淀法回收利用。废催化剂的有效处理，不仅可以带来经济效益，还可以为环境保护做出贡献。镍铝催化剂的制备工艺相对复杂，不安全因素较多，希望每个企业在追求利润的同时，注意细节，始终把安全环保放在第一位。参考文献：夏绍武，刘洪田，赵春杰。
Raney镍活性本质的探讨[J].工业催化2003(02) 供稿人陈江，沈德龙，张海燕。Raney-Ni催化剂的制备[J].浙江化工2004(04) 供稿人余振涛，高云凯，冯占雄。废镍催化剂的回收利用[J].当代化工2001(03) 供稿人田福政，王平，李晓丽，刘志虎，何培林。从废镍铝催化剂中回收镍[J].化学世界，1996(05) 简述镍铝合金催化剂的生产原理及注意事项冯希源锦州市开元石油化工有限公司辽宁锦州摘要将铱预热至770～810摄氏度，镍板与铝液在中频感应炉坩埚中发生反应。反应后的熔液通过中间包倒入铁槽中，让其自然冷却，合金冷却后通过各种机械设备粉碎、筛分为所需粒度的粉末产品，这种粉末产品就叫镍铝合金粉。镍铝合金粉经过碱处理后可制成骨架催化剂，又称雷镍镍催化剂，具有加氢、脱氧、甲烷化等作用，镍铝合金粉的市场范围很广，主要用于石油化工、医药、油脂、香料、染料、合成纤维等行业。关键词：铱镍铝合金，催化剂，金属粉尘控制指标，770-810，2030-50，1-2，160，750，320，60，备注：镍板预热温度，0.03min，min-搅拌次数，镍熔化均匀，中频功率V根据生产要求调整，中频输出电流根据生产要求调整，0.03min...