CN103146935B - 一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉及制备镍棒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉，包括炉体、炉体冷却系统、镍管、进气口、尾气出口和油加热系统，炉体壁设有炉体冷却系统，进气口设置在炉体底部中间，油加热系统的导热油进口和导热油出口沿进气口对称设置，尾气出口设置于炉体底部侧边，镍管连通导热油进口和导热油出口，镍管中部位于进气口正上方，炉体冷却系统为水冷系统，额定工作温度为50~60℃，油加热系统工作温度为150℃～350℃，羰基镍气体和CO气体按1：1-4的比例混合后通入热解炉生产直径800mm-1200mm的镍棒，热解炉结构简单、投资少、本发明生产效率高，羰基镍加热后分解得到金属镍和CO，相对于传统的电解镍生产具有工艺流程短、自动化程度高、污染小、冶炼过程金属损失少等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉及制备镍棒的方法。
背景技术
纯金属镍棒材可用作炼钢、化工材料等领域。国内外企业利用电解镍做主要原料，加入必要的辅助材料，进行冶炼、锻造、轧制和拉拔制备。工艺流程为电解镍经过非真空感应炉冶炼、浇注棒材、扒皮、加热锻造、方坯、轧制、退火、酸洗、对焊、拉拔、重复退火至拉拔工艺等复杂过程才能得到金属线材或棒材。该工艺流程长、操作复杂、能耗高、生产成本高。
羰基镍加热后分解得到金属镍和CO，利用热解这一特性生产金属镍相对于传统的电解镍生产过程具有工艺流程短、自动化程度高、污染小、冶炼过程金属损失少等优点。但是利用羰基镍分解制备纯金属镍棒的生产工艺和设备在国内外还没有应用，目前利用羰基镍生产的产品只有镍粉、镍铁粉和镍丸三种。
发明内容
本发明的目的在于针对羰基镍受热分解的特性，提出一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉及制备镍棒的方法，对于传统工艺具有结构简单、投资少、生产效率高等优点。
为达到上述技术效果，本发明采用如下的技术方案：一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉包括：炉体、炉体冷却系统、镍管、进气口、尾气出口和油加热系统，炉体壁设有炉体冷却系统，进气口设置在炉体底部中间，油加热系统的导热油进口和导热油出口沿进气口对称设置，尾气出口设置于炉体底部侧边，镍管连通导热油进口和导热油出口，镍管中部位于进气口正上方。
优选的，所述炉体冷却系统为水冷系统，换热部为沿炉体壁设置的冷却夹套，炉体冷却系统进水口设置于炉体侧壁下部，出水口设置于炉体侧壁上部，冷却系统的额定工作温度为50~60℃。
优选的，所述油加热系统的热源与炉体分离设置，由输油管连通，由外置泵提供循环动力，热源工作温度为150℃～350℃。
优选的，所述尾气出口处设有抽真空系统，额定工作气压为0.01～0.25MPa。
优选的，所述镍管为倒U字型或者为缺少底边的矩形或者为缺少底边的长方形。
一种使用气相化学沉积法制备镍棒的热解炉制备镍棒的方法：将液态羰基镍气化后与CO气体按照1：1-4的比例混合后通入热解炉中的镍管内，保持热解炉炉内工作压力为0.01～0.25MPa，镍管中导热油温度为150℃～350℃，待镍管生长为直径800mm-1200mm的镍棒时，完成一次生产。
本发明的有益效果：
本发明公开的一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉，利用羰基镍热解生产镍棒，具有结构简单、投资少、生产效率高等优点。羰基镍加热后分解得到金属镍和CO，利用热解这一特性生产金属镍相对于传统的电解镍生产过程具有工艺流程短、自动化程度高、污染小、冶炼过程金属损失少等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1—炉体；2—镍管；3—进气口；4—进水口；5—出水口；6—尾气出口；7—导热油进口；8—导热油出口；9—冷却夹套；10—热源；11—泵。
具体实施方式
如图1所示，一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉包括：炉体1、炉体冷却系统、镍管2、进气口3、尾气出口6和油加热系统，炉体壁设有炉体冷却系统，炉体冷却系统为水冷系统，换热部为沿炉体壁设置的冷却夹套9，炉体冷却系统进水口4设置于炉体侧壁下部，出水口5设置于炉体侧壁上部，进气口3设置在炉体1底部中间，油加热系统的导热油进口7和导热油出口8沿进气口3对称设置，油加热系统的热源10与炉体1分离设置，由输油管连通，由外置泵11提供循环动力，尾气出口6设置于炉体1底部侧边，镍管2连通导热油进口7和导热油出口8，镍管2中部位于进气口3正上方。
更进一步的是在尾气出口处增设抽真空系统，保证本发明的额定工作压力在0.01～0.25MPa的范围内，热解尾气（主要为一氧化碳）从热解炉底部尾气出口6引出；将镍管加工为倒U字型，还可以为缺少底边的矩形或者缺少底边的长方形。
使用如图1所示气相化学沉积法制备镍棒的热解炉生产镍棒：
实施例1：控制热解炉工艺参数：镍管内导热油温150℃～250℃，炉内气压0.01Mpa，炉壁温度50℃～53℃，将流量为1900L/min的羰基镍蒸气和流量为7600L/min一氧化碳气体经混合槽充分混合后，使羰基镍蒸气和一氧化碳气体以1:4配比形成混合气体从下部通入热解炉，经过72小时生产后得到长度2.4米，直径为800毫米的镍棒。
实施例2：控制热解炉工艺参数：镍管内导热油温250℃～300℃，炉内气压0.05Mpa，炉壁温度53℃～56℃，将流量为1900L/min的羰基镍蒸气和流量为3800L/min一氧化碳气体经混合槽充分混合后，使羰基镍蒸气和一氧化碳气体以1:2配比形成混合气体从下部通入热解炉，经过66小时生产后得到长度2.4米，直径为1000毫米的镍棒。
实施例3：控制热解炉工艺参数：镍管内导热油温300℃～350℃，炉内气压0.25Mpa，炉壁温度56℃～60℃，将流量为1900L/min的羰基镍蒸气和流量为1900L/min一氧化碳气体经混合槽充分混合后，使羰基镍蒸气和一氧化碳气体以1:1配比形成混合气体从下部通入热解炉，经过85小时生产后得到长度2.4米，直径为1200毫米的镍棒。
本发明的油加热系统和镍管内循环导热油，由泵提供循环动力，温度为150℃～350℃，冷却系统保证炉体温度为55℃左右，这样当羰基镍从进气口进入炉体内时遇到镍管受热分解为镍和CO气体，但是不会在碰到热解炉壁时分解，镍管外壁沉积金属镍不断长大，最终得到直径为800mm-1200mm的镍棒，，其热解尾气，主要为一氧化碳，从热解炉底部的尾气出气口引出，外部设置的抽真空系统，能彻底排净设备和管道中的有害残存气体，达到对人和环境的保护。
本发明的导热油系统可以为这样一个循环系统，导热油被注入导热油贮槽后由电加热器加热到需要温度，泵送至热解炉中的镍管内，经与热解炉内的羰基镍气体交换热量后，回流到贮槽内再次加热后送至炉内循环。
本发明公开的一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉，利用羰基镍热解生产镍棒，具有结构简单、投资少、生产效率高等优点。羰基镍加热后分解得到金属镍和CO，利用热解这一特性生产金属镍相对于传统的电解镍生产过程具有工艺流程短、自动化程度高、污染小、冶炼过程金属损失少等优点。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉，包括：炉体、炉体冷却系统、镍管、进气口、尾气出口和油加热系统，其特征在于：炉体壁设有炉体冷却系统，进气口设置在炉体底部中间，油加热系统的导热油进口和导热油出口沿进气口对称设置，尾气出口设置于炉体底部侧边，镍管连通导热油进口和导热油出口，镍管中部位于进气口正上方，使用该热解炉制备镍棒时：将液态羰基镍气化后与CO气体按照1：1-4的比例混合后通入热解炉中的镍管内，保持热解炉炉内工作压力为0.01～0.25MPa，镍管中导热油温度为150℃～350℃，待镍管生长为直径800mm-1200mm的镍棒时，完成一次生产。
2.一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉，包括：炉体、炉体冷却系统、镍管、进气口、尾气出口和油加热系统，其特征在于：炉体壁设有炉体冷却系统，进气口设置在炉体底部中间，油加热系统的导热油进口和导热油出口沿进气口对称设置，尾气出口设置于炉体底部侧边，镍管连通导热油进口和导热油出口，镍管中部位于进气口正上方，所述炉体冷却系统为水冷系统，换热部为沿炉体壁设置的冷却夹套，炉体冷却系统进水口设置于炉体侧壁下部，出水口设置于炉体侧壁上部，冷却系统的额定工作温度为50~60℃，使用该热解炉制备镍棒时：将液态羰基镍气化后与CO气体按照1：1-4的比例混合后通入热解炉中的镍管内，保持热解炉炉内工作压力为0.01～0.25MPa，镍管中导热油温度为150℃～350℃，待镍管生长为直径800mm-1200mm的镍棒时，完成一次生产。
3.根据权利要求1或2所述一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉，其特征在于：所述油加热系统的热源与炉体分离设置，由输油管连通，由外置泵提供循环动力，热源工作温度为150℃～350℃。
4.根据权利要求3所述一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉，其特征在于：所述尾气出口处设有抽真空系统，额定工作气压为0.01～0.25MPa。
5.根据权利要求3所述一种气相化学沉积法制备镍棒的热解炉，其特征在于：所述镍管为倒U字型或者为缺少底边的矩形或者为缺少底边的长方形。
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