专利名称：羰基镍的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种羰基镍的合成方法。
背景技术：
羰化提镍工艺是近代发展的冶金技术，其工艺过程为将纯镍、铜镍合金或者氧化镍等含镍原料，通过与一氧化碳反应得到羰基镍Ni(CO)4。从1902年在英国建立蒙德镍公司克莱达奇精炼厂以来，羰基法经过近百年的发展，现已形成以国际镍公司(INCO)克莱达奇镍精炼厂为代表的常压、国际镍公司(INCO)铜崖镍精炼厂为代表的中压、俄罗斯北镍公司曼切哥尔斯克厂为代表的高压羰化法的三种工艺。国际镍公司(INCO)英国克莱达奇镍精炼厂常压法合成操作是连续式的，常压羰化法设备与工艺过程简单，但效率低，加料、排料、合成及CO循环与补充等整个系统的操作连续进行，某一环节受阻都会影响全过程的进行，故生产控制管理、系统的热平衡以及CO的平衡要求均极为严格，不易掌握。且因无精馏工序，对原料的适应性差。俄罗斯北方镍公司采用高压羰化法具有操作简单，设备易解决，工程造价低的优势，但由于压力、温度偏高，其合成设备壁厚，散热排料困难，羰化过程中对原料中所含多种金属元素的选择性差，要求原料含铁不能太高。而且会造成贵金属流失，难于发挥高压反应速度快的优点。
国际镍公司(INCO)加拿大铜崖镍精炼厂和新喀里多尼亚布瓦兹厂采用中压羰化法具有压力适中，合成设备效率高，对原料的适应性较强的优点，但其设备结构复杂，合成釜需实施中压条件下动态旋转密封，技术要求难度高，造价昂贵。但是，从世界上镍的羰化技术现状和发展趋势考虑，中压羰化技术最具竞争力。
发明内容
本发明的目的在于获得中压条件下选择性高效羰基化提镍技术。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种羰基镍的合成方法，其特征是将镍铜合金或者镍铜一次合金置于固定床反应器中，连续通入含有催化剂的一氧化碳气体，控制反应压力5.0-15.0MPa、温度150-250℃进行反应；其中催化剂为氨气、甲胺、乙胺、乙二胺或三乙胺。
含有催化剂的一氧化碳气体中催化剂的体积百分含量为0.5％-10％。
我们采用的反应原料铜镍合金或镍铜一次合金，镍的重量百分含量为25-75％。
本发明的突出特点是(1)用此法合成羰基镍收率高，反应时间短，反应压力适中(5.0-15.0MPa)；(2)此法合成羰基镍反应温度低且温度适用范围宽泛，150-250℃下均能得到较理想结果；(3)此法对反应原料要求不高，适应性广。(4)此法反应工艺简单且原料廉价易得，可以进行大规模生产。
本发明为铜镍合金或镍铜一次合金在中压条件下羰化提镍合成技术。由于压力温度比较适中，对设备及原料的要求不及俄罗斯的高压法严格；同时，通过对原料独特的活化处理，又可在反应器实现镍的选择性高效羰化，跨越了INCO公司中压羰化动态旋转反应釜的技术难度要求，工程造价将大为降低。
具体实施例方式
为进一步阐述本发明特提供以下实施例，显然本发明的实施方式并不限于下属实施例。
实施例1在反应器中加入30g镍铜一次合金颗粒，反应器经过抽真空并用一氧化碳置换空气后，连续通入含有氨气的一氧化碳，其中在压力7.0MPa、温度180℃条件下进行反应48小时，含有羰基镍的反应混合气体导入冷凝气液分离器，收集羰基镍，尾气循环利用。
实施例2-4按照实例1的方法与步骤，但改变羰化反应中体系的压力为(2)5.0MPa(3)12.0MPa(4)15.0MPa实施例5-8按照实例1的方法与步骤，将实例1-4的体系反应温度分别设置为150℃、210℃、250℃。
实施例9-12在反应器中加入30g镍铜一次合金，反应器经过抽真空并用一氧化碳置换空气后，连续通入含有适量甲胺(或乙胺、乙二胺、三乙胺之一)的一氧化碳气体，在压力7.0MPa，温度180℃进行反应48小时，含有羰基镍的反应混合气体导入冷凝气液分离器，收集羰基镍，尾气循环利用。
实施例13在反应器中加入30g镍铜合金，反应器经过抽真空并用一氧化碳置换空气后，连续通入含有适量氨气的一氧化碳气体，在压力10MPa、温度200℃条件下进行反应48小时，含有羰基镍的反应混合气体导入冷凝气液分离器，收集羰基镍，尾气循环利用。
表1实施例1-14镍的羰化收率
权利要求
1.一种羰基镍的合成方法，其特征是将镍铜合金或者镍铜一次合金置于固定床反应器中，连续通入含有催化剂的一氧化碳气体，控制反应压力5.0-15.0MPa、温度150-250℃进行反应；其中催化剂为氨气、甲胺、乙胺、乙二胺或三乙胺。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于含有催化剂的一氧化碳气体中催化剂的体积百分含量为0.5％-10％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于反应原料铜镍合金或镍铜一次合金，镍的重量百分含量为25-75％。
全文摘要
本发明公开了一种羰基镍的合成方法。本发明将镍铜合金或者镍铜一次合金置于固定床反应器中，连续通入含有催化剂的一氧化碳气体，控制反应压力5.0－15.0MPa、温度150－250℃进行反应，使原料中镍的羰化效率很高，大幅度提高了试验安全系数。
文档编号C01G53/00GK1603240SQ0313504
公开日2005年4月6日 申请日期2003年9月29日 优先权日2003年9月29日
发明者齐彦兴, 索继栓, 吕高孟, 钱广, 雒旭, 杨军, 朱秉泰, 曹洲宏, 夏春谷 申请人:中国科学院兰州化学物理研究所