Responsive Joomla Templates by BlueHost Coupon

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПАКТНОГО НИКЕЛЯ

Category: Изобретения Published: Friday, 17 October 2014 Written by Alexander

A.C. 377370 (17.XII.1971/17.IV.1973)C 22b 23/02

Авторы изобретения А. Я. Кипнис и Н. Ф. Михайлова

Заявитель       Проектный и научно-исследовательский институт «Гипроникель»

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПАКТНОГО НИКЕЛЯ

Изобретение относится к области карбо­нильной металлургии, в частности к получе­нию компактного никеля термическим раз­ложением карбонила никеля.

Известен способ получения компактного карбонильного никеля в виде дроби путем термического разложения паров карбонила никеля, разбавленных окисью углерода, на движущихся нагретых шариках никеля. Про­цесс ведут при 170—230"С и объемной скорости парогазовой смеси порядка 500 м33 реакционного объема в час.

Недостатком известного способа является сравнительно невысокая производительность, особенно при малых (2—3%) содержаниях карбонила в парогазовой смеси.

Цель изобретения – повышение производи­тельности процесса. Это достигается путем введения в парогазовую смесь кислородсодер­жащих газов в количестве, отвечающем содержанию кислорода не более 0,6% от объема парогазовой смеси на входе в реакционное пространство. Процесс ведут в интервале температур никеля 130—230°С при скорости по­дачи парогазовой смеси 1000—10000 м33

реакционного объема в час, занятого движущейся дробью никеля.

Проведенные исследования показывают, что присутствии указанных количеств кислорода скорость гетерогенного разложения карбонила никеля на никеле возрастает в 2—8 раз в за­висимости от условий и содержания кислорода (степень ускорения реакции выше в области более высоких температур и более низких кон­центраций карбонила). Указанный эффект объясняется тем, что в присутствии кислорода облегчается и ускоряется протекание начальных стадий выделения фазы никеля на нагре­той поверхности благодаря тому, что легко образующиеся поверхностные окислы никеля служат центрами кристаллизации никеля. Уж при 0,05 об. % кислорода достигается двукратное ускорение процесса; меньшие концен­трации кислорода также оказывают благо­приятное влияние на процесс, но незначитель­ное. Верхний предел концентрации кислорода определяется необходимостью исключения разложения   карбонила никеля в объеме с образованием порошка, особенно при кон­центрациях карбонила выше 20 об. %.

При использовании добавки кислорода с концентрацией до 0,6 об. % отлагающийся на дроби никель прочно сцепляется с нижележа­щими слоями; содержание кислорода в нем не превышает 0,1%, в среднем 0,03—0,05%.

Большей скорости реакции гетерогенного разложения карбонила никеля должна соот­ветствовать большая объемная скорость пото­ка парогазовой смеси, подаваемой в запол­ненное нагретой никелевой дробью реакционное пространство. Если в известном процессе она составляет 400—600, то в предлагаемом процессе она равна 1000—10000 м33 реак­ционного объема в час. Этим обеспечивается не только введение большего количества кар- 5 бонила никеля, отвечающего повышенной про­изводительности процесса, но и снижение внешнедиффузионных ограничений, вызывае­мых большей скоростью реакции.

Интервал температур проведения процесса может быть несколько расширен по сравнению с принятым в известном способе в сторону более низких температур; в зависимости от начальной концентрации карбонила никеля процесс эффективно ведут при температурах 130—230°С.

В зависимости от того, в каких конкретных случаях применяется предлагаемый способ, возможны различные варианты его осущест­вления.

При разложении паров чистого карбонила никеля в смеси с чистой окисью углерода в основном карбонильном цикле отходящая из реактора окись углерода направляется на син­тез карбонила никеля. В этом случае содержание кислорода в ней должно быть мини­мальным (по регламенту действующего произ­водства не более 0,2 об. %, в связи с чем разложение карбонила целесообразно вести при концентрациях кислорода в подаваемой 30 парогазовой смеси 0,05—0,2%.

При разложении паров карбонила никеля, содержащихся в сдувках карбонильного про­изводства, отходящая окись углерода не яв­ляется оборотной и содержание кислорода 35 в ней не лимитируется. В этом случае целесо­образно разлагать карбонил никеля в присут­ствии 0,2—0,6% кислорода, причем проще и дешевле вводить в парогазовую смесь не чи­стый кислород, а эквивалентное количество воздуха. Следовательно, создается возмож­ность экономичной переработки газовых сдувок карбонил-процесса и существенного повышения извлечения никеля.

Пример 1. В реакционную камеру, запол­ненную нагреваемой до 200°С дробью никеля, подают парогазовую смесь с 15 об. % пара карбонила никеля с чистой окисью углерода и с 0,15 об. % кислорода при скорости потока 9000 м^м3 реакционного объема в час. Ско­рость отложения никеля на поверхности дроби составляет 0,01 г\см2.мин. Содержание кисло­рода в полученном металле 0,035%.

В отсутствие кислорода в парогазовой смеси скорость отложения никеля на дроби 0,003 г/см2. мин, т. е. в 3 раза меньше, чем в предлагаемом способе.

Пример 2. Удельная производительность реактора для получения дроби никеля из газо­вых сдувок, содержащих 2% карбонила никеля в смеси окиси углерода с азотом, при началь­ной температуре никеля 230°С и объем­ной скорости газа 600 час~1 составляет 30 кг/м3 • час при степени извлечения никеля из карбонила в металл 95%. При введении в парогазовую смесь 0,5 об. % кислорода и повышении скорости подачи газа до 3300 м33 реакционного объема в час удельная произво­дительность реактора возрастает до 165 кг\м3• час, т. е. в 5,5 раза. Степень извлечения нике­ля из газа в металл при этом не уменьшается.

Предмет изобретения

Способ получения компактного никеля пу­тем термического разложения паров карбони­ла никеля, разбавленного окисью углерода, на поверхности нагретого гранулированного никеля, движущегося в объеме реактора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, в парогазовую смесь вводят кислородсодержащие газы в ко­личестве, содержащем кислорода не более 0,6% от объема смеси на входе в реакцион­ное, пространство, и ведут процесс при скоро­сти подачи парогазовой смеси 1000-10000 м33 реакционного объема в час, заня­того движущимися гранулами никеля, и тем­пературе никеля 130—.230° С.

Hits: 907