羰基法精炼镍及安全环保_滕荣厚、赵宝生_9787502475154

本书系统讲述了羰基法精炼镍技术的基本概念、原理、工艺流程及产品的开发应用。全书共分十二章，主要内容有：羰基冶金的基本概念、已经获得的羰基金属络合物；羰基镍络合物的发现、制取及物理化学性质；羰基法精炼镍技术的国内外发展；羰基法精炼镍的基本原理；国内外羰基法精炼镍产业化流程及特点；羰基法精炼镍的产品及应用，安全及环境保护。

　　羰基冶金（Carbonyl Metallurgy），也称羰基法精炼金属（Carbonyl Refining Metal），属于气相冶金领域中的一个分支。其原理是在一定的温度及压力下，原料中含有能够形成羰基络合物的金属元素（Fe、Ni、Co等）与一氧化碳气体进行化合反应，生成羰基金属络合物。该反应是一个可逆反应，它是利用羰基金属络合物的合成与分解反应特性[Me+n，COrMe（CO）。]提取金属的方法。
　　羰基法精炼镍是羰基冶金家族中一个重要成员。羰基法精炼镍的产业化已经有100多年的历史，追根求源还得从羰基镍的发现开始。四羰基镍络合物是英国科学家蒙德（Dr Ludwing Mond）于1889年发现的，它是羰基金属络合物家族中，第一个被发现的羰基金属络合物。那是在一个非常偶然的情况下，英国科学家蒙德在实验室里做实验时，当具有一定压力的一氧化碳气体通过镍制造的阀门时，发现在排放燃烧的气体中带有紫红色的火焰。他认为该火焰不同一般，蒙德经过研究发现：被点燃的混合气体中含有一种容易挥发的气体化合物。通过冷冻混合气体，很容易地将该种化合物分离出来，获得无色透明的液体——四羰基镍络合物。
　　蒙德通过对于四羰基镍络合物的物理及化学特性研究后，发现四羰基镍络合物在低温条件下，容易分解成金属镍和一氧化碳气体。于是，他马上就意识到：四羰基镍络合物的冶金意义及商业价值。蒙德和朗格尔（DrCarlLanger）于1902年在英国威尔士Clydach建立世界上第一座Mond常压羰基法精炼镍工厂，年产量达到28000t，开创了羰基法精炼镍的先河。
　　羰基法精炼镍技术不但具有工艺流程短、节能、无废物、高效及富集贵金属的优点，而且还能够获得高纯度、形状各异、物理及化学性能独特的金属材料，如金属纳米颗粒材料、微米级粉末、薄膜材料、海绵态金属等。羰基冶金产品被广泛地应用在冶金、化工、机械、电子、航空航天及国防工业上，也是发展高科学技术领域中不可缺少及不可以替代的材料。因此，羰基法精炼镍技术发展快、产量高、产品应用广。
　　第二次世界大战前，德国苯胺与苏打公司（BASF）率先采用高压羰基法精炼镍和铁工艺，建立年产6000t的高压法精炼镍工厂；1953年，俄罗斯诺列斯克采用高压羰基法精炼镍技术，建立年产5000t的羰基镍厂。1973年，加拿大国际镍公司在铜崖（INCO Copper-Cliff Refming）建立羰基法精炼镍的新工艺，年产量为56000t（镍丸、镍粉末及铁镍合金粉末）。加拿大国际镍公司铜崖精炼厂不仅产量居世界第一，而且技术及环保也处于领先位置。同年加拿大国际镍公司在新碦里多尼亚新建的布瓦兹精炼厂投产，年产50000t镍丸。从上述可见.1973年后国际镍公司扩产就超过10万吨。
　　我国于1958年由原冶金工业部钢铁研究院粉末冶金研究室开始研发羰基法精炼镍技术。在极其困难的条件下，经过五年艰苦的努力，终于成功地研发出羰基镍合成及热分解技术，制取出超细羰基镍粉末。又在实验室获得的研究成果基础上，由钢铁研究院和钢铁设计研究院联合设计，于1965年建立我国第一座lOOt级羰基法精炼镍工厂——冶金工业部西南金属制品厂。该厂的科技人员创造性开发并批量生产纳米级、微米级羰基镍粉末、包覆粉末等产品，供应国内高科技领域的急需。
　　进入2000年后，羰基冶金在中国获得高速发展。2003年在金川镍公司建成500t级羰基法精炼厂；吉林吉恩镍业股份有限公司在2007年建立了2000t羰基法精炼镍生产线；金川集团公司于2010年由我国科学技术人员自行设计，具有自主知识产权的现代化的羰基法精炼镍工艺已经投产，年产量达到万吨。
　　本书的另一个重点就是安全生产及环境保护。因为羰基镍络合物是具有剧毒、易燃、易爆特点的化合物，所以羰基法精炼镍的车间具有高度的危险性。为此，首要的是对工作人员做好防护措施，进行安全生产及环境保护。为了达到此目的，也必须从羰基法精炼镍车间设计、设备的制造、安装、通风设置及监控分析等各项着手，每一项设置都要按照国家标准，不得有丝毫马虎。
　　我在钢铁研究总院粉末冶金研究室羰基冶金实验室工作40多年，如今退休了，离开了工作40多年的实验室，依旧有很多的不舍，多年积累下来的记事本及一些手稿，翻开看看都是自己当年工作的笔记，舍不得扔掉，于是统统装进麻袋，用自行车托回家。看着纸张已经变黄，钢笔的字迹也已经变浅，尽管两眼已经昏花，但是我依然清楚地记得当时工作的热情，于是便将这些手稿汇集成册，并在此基础上查阅相关资料将其整理成一本书稿，以供读者阅读参考。
　　本书可为从事羰基法精炼镍的技术人员提供一个比较完整系统的资料，也可为从事羰基法精炼镍的科研工作者提供参考，还可作为冶金院校相关专业的辅助教学资料。
　　我和赵宝生高级工程师合作过多年，他多年来致力于羰基法精炼镍技术的研究，是钢铁研究总院羰基实验室的主要设计者，特别在羰基镍络合物精馏提纯工艺上具有很深的造诣。
　　由于作者专业水平有限，书中难免有不完善及不当之处，敬请业内学者及涉猎本书的广大读者批评指正。

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