羰基镍粉性质、用途与生产工艺
羰基镍粉因其独特的晶形结构和高纯度的颗粒而成为与其它金属混合的理想材料，其树枝状的表面使其能与大颗粒紧密结合，在粉末烧结前形成稳固而均匀的分布，在随后的烧结过程中能和其它粉末渗滤均匀，最后能形成具有平衡冶金结构的精密部件，其性能大大优于普通镍粉。因此，可广泛应用于镍-镉、镍-氢电池,过滤器、军工、高密度和高熔点材料的粘结剂、粉末冶金添加剂、精密合金、特种钢、不锈钢焊条、石化用催化剂和新型化合物、电子显象管用吸气剂、高频或超高频磁性材料等。
羰基镍粉是采用羰基镍分解生产的镍粉，羰基镍粉具有纯度高、金属杂质含量低的特点，它相对于其它工艺生产的镍粉具有杂质金属含量低、非金属杂质可根据需要进行调整的特点，广泛用于粉末冶金工业。由于分解过程伴受镍催化的影响，存在一氧化碳发生歧化反应生成碳和二氧化碳，羰基镍分解制备的羰基镍粉中，会有一定的碳含量，通常为游离碳、碳化镍。
图1为微米级羰基镍粉的主要理化参数
图2为纳米级羰基镍粉的主要理化参数
有关羰基镍粉的概述、理化性质、制备方法、应用等是由Chemicalbook的丁红编辑整理。（2015-11-16）
1.由镍、铜、铁和钻的氧化物与硫化物, 其它粗制金属及部分处理过的贵金属和精炼厂的含镍废料组成的混合料为原料, 将混合料与焦碳一起装人两个64t的顶吹酸性旋转炉内熔化。随后, 将转炉处理过的热料注人, 通过高速水喷射流加以粒化。粒化后装人三个1 36 t 容量的长5 米,直径4.5 米的卧式回转反应器内, 反应器内有搅拌器和冷却器装置。在约180℃的温度和70大气压( 7091.7KPa )压力下, 使金属颗粒与一氧化碳反应, 镍和铁以粗制羰基合物蒸气状被提取。
2.从进料到挨基镍粉的生产顺序如图所示:
图3为生产羰基镍粉的工艺流程图
生产镍粉有两种不同的欲基化过程,一种是大气压过程, 另一种是高压过程,前者需要从矿渣中选出活性镍, 后者就可以利用低纯的炼油厂原料，并加速了羰基化反应过程。
(1)镍硫
镍矿首先捣碎成小块, 然后碾碎并与水形成泥浆, 在犀选过程中通过浮选试剂和控制气泡来集中泥浆中的硫化物粉, 浓缩了的泥桨经过滤成滤饼, 即成为焙烧的原料,滤饼放入流动床, 熔浇炉上部吹空气, 并掌握温度大致为620℃ , 焙烧过的产品进入电炉, 大致在1250℃ 发生熔化, 熔化后的硫含有25%的镍和好肠的铁, 然后在转炉中鼓风氧化, 在转炉中加入石英岩熔剂来氧化铁, 形成铁一硅炉渣, 这种硫被用作为下述羰基化过程的原料。
(2)大气压过程
以镍硫形式的原料在流动床上焙烧,温度为1000℃ , 时间约为6小时, 此过程释放二氧化硫, 并转化原料为氧化镍, 然后对热的氧化镍注水冷却至150℃以下, 在还原炉中通过氢气流( 温度为425℃ ) 还原成金属镍。金属镍与一氧化碳作用形成4羰基镍(大致温度为50℃) 是在挥发炉中完成。最后, 这种羰基镍气体分解为纯镍粉, 这是在粉末分解器中, 壁温被加热到大致为500℃在不同条件下, 分解生成符合不同特性要求的镍粉。
(3)高压过程
原料压型可减少随后操作过程中的灰尘, 型砖放入上部鼓风的转炉中(1370℃ )熔化。当高压氧气进入转炉来搅动槽中的熔融体时, 温度几乎增加到1650℃ , 槽中的硫大约从19%减少到4%, 转移到注模槽的热金属。通过高速水流浇注造粒, 在加压的羰基化反应器中, 金属粒子与一氧化碳作用生成 4 羰基镍。
羰基化时, 带有部分析出铁的镍, 同时还有铜、钴等宝贵的金属和杂质仍留在残渣中, 它再转入电解冶金过程. 得到的羰基蒸汽液化; 再在蒸锡柱中提纯, 纯的羰基镍蒸汽在加热分解器中分解为镍粉,另外, 残液通过蒸馏过程来生产羰基镍和羰基铁的混合物, 它被蒸发并分解为铁镍粉。
1.在冶金工业和粉末制品工业上, 既能生产各种精密合金、特殊钢, 又能生产各种粉末制品和多孔制品( 零件、带材、棒材、过滤器、电池极片、电子合金和焊接产品) 等。
2.用来作为金刚石工具的粘结剂和金刚石合成触媒剂等。
3.作为各种合金化的添加剂, 来改善和提高材料的性能。通过轧制、烧结后生产的镍带材, 它的物理机械性能逊于铸锭生产的带材。用混有了Al2O3粉合金的碳基镍粉来生产镐一镍蓄电池极片和过滤器用的材料。
4.可使用碳基铁一镍合金取代钻来制造硬质合金。
5.可制造各种复合材料和金属陶瓷材料，应用于航空、宇航和热反应堆材料。同时用气相热解沉积法在不同材料表面镀层, 制造现代尖端技术的火箭、宇航的难熔材料和电子计算机装置上铁磁金属膜。
6.可作为化工、石油工业上的催化剂, 用来合成橡胶、重油脱硫、合成树脂和高分子合成的催化剂, 如用羰基锗、羰基铱、羰基钥等, 同时用羰基络合物来替代目前四乙铅作为汽油中的防爆剂, 如羰基锰、羰基镍的衍生物和羰基铁等。
7.可用于探伤、油漆和颜料、农业和医疗等方面。
羰基镍粉
上下游产品信息
上游原料
下游产品