[发明专利]镍的生产

说明书

本发明涉及镍的生产。

本文中的术语“镍”被理解为包括镍自身、包含镍的合金如镍铁、以及也包含镍的产物如镍冰铜。

镍是一种重要的工业金属并且该金属的最终用途包括不锈钢、高温合金如Inconel(因科镍合金)(注册商标)、以及催化剂。

本发明尤其涉及从镍中间产物来生产镍。

本文中的术语“镍中间产物”被理解为指通过湿法冶金处理含镍矿石或矿石的浓缩物而生产的含镍产物。湿法冶金处理可以包括大气酸浸、加压酸浸、以及在酸性条件下堆浸中的任何一种或多种。

含镍矿石可以是任何矿石，如氧化物矿石(即，红土矿石)或硫化物矿石。

镍中间产物包括，例如，如在申请人的Yabulu精炼厂通过Caron方法所生产的碳酸镍。

镍中间产物还包括，例如，氢氧化镍产物。

本发明特别(虽然并不仅仅)涉及从以氢氧化镍产物形式的镍中间产物来生产镍，其中氢氧化镍产物通过湿法冶金处理含镍矿石或矿石的浓缩物来生产。

本文中的术语“氢氧化镍产物”被理解为指通过湿法冶金处理含镍矿石或矿石的浓缩物而生产的包含氢氧化镍的任何产物，并且包括这样的产物，其还包含其它化合物如氢氧化铁、硫酸镁、硫酸钙、氧化锰和/或氢氧化锰、氢氧化钴、氧化铝、二氧化硅、以及硫酸钠中的任何一种或多种，以及微量的其它元素。

通常，氢氧化镍产物以糊或浆料的形式，其中水(即，水分)含量为30-75wt％(即自由水和结合水)。在任何给定情况下，水含量取决于一系列因素，包括固体成分的粒径分布、机械过滤或脱水的程度、以及蒸发。

可以通过(a)使镍进入水溶液中的任何适宜的湿法冶金方法(如加压酸浸、在酸性条件下堆浸、以及大气酸浸-或组合)以及(b)例如使用化合物如MgO、CaO、CaCO₃、和Na₂CO₃从溶液中沉淀氢氧化镍来生产氢氧化镍产物。

湿法冶金方法的一种特别的但并不是仅有的实例是这样一种方法，其包括：从水溶液中将镍和铁提取到离子交换树脂上、使用酸从树脂上解吸镍和铁并形成另一种水溶液、然后沉淀镍和铁作为镍铁氢氧化物(nickel iron hydroxide)产物。

以申请人名义的国际申请PCT/AU2005/001360(WO2006/029443)描述并要求一种用于从至少含有镍、钴、铁、以及杂质的水溶液来生产以镍铁或镍冰铜形式的镍的方法，上述方法包括一系列步骤，其包括在电弧炉中熔炼以镍铁氢氧化物产物形式的镍中间产物。

该国际申请的权利要求1以下列术语限定了发明：

“一种从至少包含镍、钴、铁以及酸可溶性杂质的产物液体溶液生产以镍铁或镍冰铜形式的镍的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)使包含所述镍、钴、铁以及酸可溶性杂质的所述产物液体溶液与离子交换树脂接触，其中所述树脂从所述溶液选择性地吸收镍和铁，在残液中留下所述钴和所述酸可溶性杂质；

(b)用硫酸溶液从所述树脂中解吸所述镍和铁以生产含有镍和铁的洗脱液；

(c)中和所述洗脱液以沉淀混合的镍铁氢氧化物产物；以及

(d)还原和熔炼所述混合的镍铁氢氧化物产物以生产镍铁或镍冰铜。”

关于熔炼镍中间产物，申请人已进行了进一步的研究和开发工作。

上述描述并不看作承认是在澳大利亚或其它地方的共同的一般知识。

广义上讲，本发明是一种从如上所述的镍中间产物生产镍产物(包括镍合金产物和如镍冰铜的产物)的方法，该方法包括在基于熔融浴的熔炉中熔炼干燥的镍中间产物以及形成包含熔融金属和炉渣的熔池，其中熔融金属是镍产物。

根据本发明，提供了一种从如上所述的镍中间产物生产镍产物(包括镍合金产物和如镍冰铜的产物)的方法，该方法包括以下步骤：在基于熔融浴的熔炉中熔炼干燥形式的镍中间产物以及形成包含熔融金属和炉渣的熔池，其中熔融金属包含至少95wt.％的在镍中间产物中的镍，并且其中熔融金属是镍产物。

优选地，该方法包括在将产物供给到熔炉以前干燥镍中间产物的步骤。

优选地，干燥步骤包括干燥镍中间产物以至少基本上除去在供给到该方法的镍中间产物中的自由水。

在其中供给到干燥步骤的镍中间产物以糊形式的情况下，干燥步骤是特别重要的。

通常，在至少100℃的温度下进行干燥步骤。

通常，在不大于120℃的温度下进行干燥步骤。

通常，基于在105℃下干燥产物以后确定的干物质，供给到干燥步骤的镍中间产物包含25-50wt.％镍。