CN107190146B - 处理红土镍矿的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了处理红土镍矿的系统，包括：流化床，冷却装置，分解装置，其中，流化床内限定出适于红土镍矿与一氧化碳接触并进行还原反应和羰化反应得到第一混合气体和含有四氧化三铁的残渣的反应腔室，流化床设有进料口、进气口、出气口以及排渣口；冷却装置具有冷却进口、气相出口和液相出口，冷却进口与流化床的出气口相连，以便将第一混合气体进行冷却处理得到液态羰基镍和第二混合气体；以及分解装置与液相出口相连，以便将液态羰基镍进行分解处理获得一氧化碳和镍。利用上述系统可以显著提高红土镍矿处理效率，降低能耗，提高镍提取率。

Description

处理红土镍矿的系统
技术领域
本发明属于冶金领域，具体而言，本发明涉及处理红土镍矿的系统。
背景技术
传统的处理红土镍矿提取镍的方法多采用硫酸等溶剂浸出的方法进行提取。该方法多存在工艺流程长，成本高，能耗大的缺陷。虽然相关技术中也有在上述溶剂浸出法的基础上进行改进的工艺，以克服上述缺陷，但是效果不理想。因此关于红土镍矿的处理仍存在进一步改进的需求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理红土镍矿的系统。利用该系统可以显著提高红土镍矿的处理效率，降低能耗。
根据本发明实施例的处理红土镍矿的系统包括：
流化床，所述流化床内限定出适于红土镍矿与一氧化碳接触并进行还原反应和羰化反应得到第一混合气体和含有四氧化三铁的残渣的反应腔室，所述流化床设有进料口、进气口、出气口以及排渣口；
冷却装置，所述冷却装置具有冷却进口、气相出口和液相出口，所述冷却进口与所述流化床的出气口相连，以便将所述第一混合气体进行冷却处理得到液态羰基镍和第二混合气体；以及
分解装置，所述分解装置与所述液相出口相连，以便将所述液态羰基镍进行分解处理获得一氧化碳和镍。
利用上述实施例的处理红土镍矿的系统可以使的红土镍矿在流化床内发生流态化还原和羰化反应，进而将红土镍矿中的镍以其气态形式的羰基镍提取出来，并通过冷却装置和分解装置即可将气态形式的羰基镍转化成镍单质。该系统结构简单、能耗低、镍提取效率可以得到显著提高。
根据本发明实施例的处理红土镍矿的系统还包括干燥装置，所述干燥装置与所述流化床相连且适于预先对加入所述反应腔室内的所述红土镍矿进行干燥处理。由此可以提高红土镍矿的还原和羰化反应效率。
根据本发明实施例的处理红土镍矿的系统还包括除尘装置，所述除尘装置设置在所述流化床和所述冷却装置之间且分别与所述出气口和所述冷却进口相连，以便适于将所述第一混合气体进行除尘处理。由此可以进一步提高镍纯度。
在本发明的一些实施例中，所述除尘装置的粉尘出口与所述进料口相连，以便适于将所述除尘装置收集的粉尘返回至所述流化床进行所述还原反应和羰化反应。由此可以节省能耗。
在本发明的一些实施例中，所述流化床为多级流化床。由此可以进一步提高还原和羰化反应效率。
在本发明的一些实施例中，所述干燥装置进行干燥的温度为200～400摄氏度。由此可以进一步提高干燥效率。
在本发明的一些实施例中，所述还原反应和羰化反应是在600～900摄氏度的温度下以及5～30MPa的压力下进行的。由此可以使氧化镍与一氧化碳发生还原反应和羰化反应，并提高反应效率。
根据本发明实施例的处理红土镍矿的系统进一步包括：
变压吸附装置，所述变压吸附装置与所述气相出口相连，
碱液清洗装置，所述碱液清洗装置与所述变压吸附装置相连，所述变压吸附装置和所述碱液清洗装置适于将经过所述冷却装置内排出的第二混合气体进行变压吸附和碱液清洗，以便获得纯净的一氧化碳。由此可以将纯净的一氧化碳用于还原反应和羰化反应，以便进一步节省能耗。
在本发明的一些实施例中，所述碱液清洗装置与所述进气口相连，以便将所述碱液清洗装置内获得的一氧化碳送入所述流化床中用于所述还原反应和羰化反应。由此可以进一步节省能耗，提高资源利用率。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的处理红土镍矿的系统的结构示意图。
图2是根据本发明另一个实施例的处理红土镍矿的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1描述根据本发明实施例的处理红土镍矿的系统。
根据本发明的具体实施例，处理红土镍矿的系统100包括：流化床10，冷却装置20和分解装置30，
其中，流化床10内限定出适于红土镍矿与一氧化碳接触并进行还原反应和羰化反应得到第一混合气体和含有四氧化三铁的残渣的反应腔室11，流化床10设有进料口12、进气口13、出气口14以及排渣口15；
冷却装置20具有冷却进口21、气相出口22和液相出口23，冷却进口21与流化床的出气口14相连，以便将第一混合气体进行冷却处理得到液态羰基镍和第二混合气体；以及
分解装置30具有分解进口31、气体出口32和镍粉出口33，其中分解进口31与液相出口23相连，以便将液态羰基镍进行分解处理获得一氧化碳和镍粉，一氧化碳和镍粉分别从气体出口32和镍粉出口33排出。
本发明上述实施例的处理红土镍矿的系统具有流化床10，通过巧妙地控制流化床10内的温度和压力，使红土镍矿中的氧化镍在反应腔室11内发生还原和羰化反应得到气态形式的羰基镍，进一步通过与流化床10相连的冷却装置20将气态形式的羰基镍进行冷却得到液体羰基镍，同时将液体羰基镍与气态的含有二氧化碳和一氧化碳的第二混合气体进行分离，由此可以提高羰基镍的纯度，最后通过与冷却装置20相连的分解装置30将液体羰基镍进行分解，从而获得单质镍。上述处理红土镍矿的系统结构简单，利用其对红土镍矿进行处理工艺流程短、能耗低、镍提取效率可以得到显著提高。
根据本发明的具体实施例，流化床10可以为多级流化床。由此可以方便达到还原反应和羰化反应的反应条件。具体地，还原反应和羰化反应可以在600～900摄氏度的温度下以及5～20MPa的压力下进行。由此可以显著提高反应效率。多级流化床的耐压强度可以达到30MPa，由此可以充分地满足还原反应和羰化反应所需要的最高20MPa的压力。
根据本发明的具体实施例，上述处理红土镍矿的系统还包括干燥装置40，干燥装置40与流化床10相连且适于预先对加入反应腔室11内的红土镍矿进行干燥处理。根据本发明的具体实施例，干燥装置40进行干燥的温度可以为200～400摄氏度。由此可以进一步提高干燥效率。经过干燥处理后的红土镍矿的含水量在1～5重量％，进而可以提高反应效率。
如图2所示，根据本发明的具体实施例，上述处理红土镍矿的系统还包括除尘装置50，除尘装置50设置在流化床10和冷却装置20之间且分别与出气口14和冷却进口21相连，以便适于将第一混合气体进行除尘处理。
根据本发明的具体实施例，除尘装置50的粉尘出口51与进料口12相连，以便适于将除尘装置收集的粉尘返回至流化床10进行还原反应和羰化反应。由此可以将气体中的残余粉尘进行分离后再提取，进而提高第二混合气体的纯度和避免资源浪费。
根据本发明上述实施例的处理红土镍矿的系统还可以进一步包括：变压吸附装置60和碱液清洗装置70，其中，变压吸附装置60与气相出口22相连，碱液清洗装置70与变压吸附装置60相连，变压吸附装置60和碱液清洗装置70适于将经过冷却装置20内排出的第二混合气体进行变压吸附和碱液清洗，以便获得纯净的一氧化碳。
根据本发明的具体实施例，碱液清洗装置70与进气口13相连，以便将碱液清洗装置70内获得的一氧化碳送入流化床10中用于还原反应和羰化反应。由此可以提高资源利用率，节省能耗。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种处理红土镍矿的系统，其特征在于，包括：
流化床，所述流化床内限定出适于红土镍矿与一氧化碳接触并进行还原反应和羰化反应得到第一混合气体和含有四氧化三铁的残渣的反应腔室，所述流化床设有进料口、进气口、出气口以及排渣口；
冷却装置，所述冷却装置具有冷却进口、气相出口和液相出口，所述冷却进口与所述流化床的出气口相连，以便将所述第一混合气体进行冷却处理得到液态羰基镍和第二混合气体；以及
分解装置，所述分解装置与所述液相出口相连，以便将所述液态羰基镍进行分解处理获得一氧化碳和镍，
还包括干燥装置，其中，所述流化床为多级流化床，所述还原反应和羰化反应是在600～900摄氏度的温度下以及5～30MPa的压力下进行的。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干燥装置与所述流化床相连且适于预先对加入所述反应腔室内的所述红土镍矿进行干燥处理。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括除尘装置，所述除尘装置设置在所述流化床和所述冷却装置之间且分别与所述出气口和所述冷却进口相连，以便适于将所述第一混合气体进行除尘处理。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述除尘装置的粉尘出口与所述进料口相连，以便适于将所述除尘装置收集的粉尘返回至所述流化床进行所述还原反应和羰化反应。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干燥装置进行干燥的温度为200～400摄氏度。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
变压吸附装置，所述变压吸附装置与所述气相出口相连，
碱液清洗装置，所述碱液清洗装置与所述变压吸附装置相连，所述变压吸附装置和所述碱液清洗装置适于将经过所述冷却装置内排出的第二混合气体进行变压吸附和碱液清洗，以便获得纯净的一氧化碳。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述碱液清洗装置与所述进气口相连，以便将所述碱液清洗装置内获得的一氧化碳送入所述流化床中用于所述还原反应和羰化反应。
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