羰基冶金工藝是氣化冶金技術(shù)的重要分支。近年來，我國*大的鎳鈷生產(chǎn)企業(yè)--金川集團公司通過技術(shù)創(chuàng)新掌握了其核心技術(shù)，打破了外國100多年來對羰化冶金技術(shù)的壟斷。該技術(shù)可使與鎳伴生的鉑族貴金屬的回收率提高10％，帶動了我國鉑族貴金屬產(chǎn)業(yè)整體水平的提升。隨著金川集團公司羰基鎳生產(chǎn)線的建成，我國將結(jié)束羰基鎳粉長期依賴進口的歷史。
羰基冶金工藝是氣化冶金技術(shù)的重要分支，其原理是利用Ⅷ過渡金屬與一氧化碳反應，生成易揮發(fā)的羰基化合物進行分離提取金屬的一種方法，普通鎳氫電池的主要原料羰基鎳粉就是使用該技術(shù)獲得的。利用該技術(shù)可生產(chǎn)羰基鎳粉、羰基鎳丸等上千種性能獨特的高質(zhì)量產(chǎn)品，產(chǎn)品廣泛應用于軍工、
粉末冶金、化工、電子、能源、航天、通訊、汽車及其他特種行業(yè)。長期以來，該技術(shù)被少數(shù)國家掌握并一直實行技術(shù)封鎖。金川集團公司從2000年啟動該項目的研發(fā)，于2003年建成國內(nèi)*條完整的500噸／年生產(chǎn)線并打通流程，成為世界第三家掌握羰化冶金技術(shù)和工程化裝備的公司。
技術(shù)長期受制于人
金川集團公司羰基鎳項目負責人在接受中國知識產(chǎn)權(quán)報記者采訪時介紹，羰基鎳(Ni(CO)4)和羰基鐵(F e(CO)5)絡合物都是一種易揮發(fā)的液體，它們分別是利用金屬Ni和Fe，在一定溫度、壓力作用下，與CO氣體反應而合成的。羰基鎳(或鐵)極不穩(wěn)定，在較低溫下極易離解成金屬Ni(或Fe)和CO，通過控制羰基化合物的熱解溫度、時間等，可以大批量制備出從納米級到微米級、甚至到厘米級的包括零維(納米、微米級顆粒材料)、一維(針狀及絲狀材料 )、二維(薄膜材料)和三維(丸、包覆、梯度及空心材料)材料在內(nèi)的形狀不同、性能各異的鎳(鐵)產(chǎn)品。隨著當前材料科學與技術(shù)的突飛猛進的發(fā)展，以這些形狀各異、性能奇特的羰基鎳(鐵)產(chǎn)品為原料，可以研制許多性能優(yōu)異的高新技術(shù)產(chǎn)品，它們在電子、化工、能源以及國防等領(lǐng)域中都有著廣泛的應用前景和極大的市場需求。
羰基法生產(chǎn)鎳的技術(shù)于1898年由英國科學家L·蒙德(LudwigMond)及C·蘭格爾(CarLa nger)發(fā)明，并于1902年實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。該工藝具有流程短、生產(chǎn)成本低、無污染等特點，自發(fā)明以來，技術(shù)擁有國對其一直實行技術(shù)封鎖，經(jīng)百年改進完善后，世界上只有加拿大國際鎳公司與俄羅斯北方鎳公司兩家擁有工業(yè)化生產(chǎn)線。
據(jù)介紹，我國國內(nèi)20世紀50年代末開始進行羰基法生產(chǎn)鎳技術(shù)的研究，60年代中期曾建設小規(guī)模生產(chǎn)廠，為軍工和原子能工業(yè)服務，但由于工藝落后、技術(shù)裝備水平低、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量和品種無法滿足市場的需求。金川集團公司于2000年5月開始羰基鎳工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)，“應用羰基法技術(shù)從銅鎳合金中制取鎳產(chǎn)品富集貴金屬工藝”項目也被列入國家“十五”科技攻關(guān)課題，并于2003年建成國內(nèi)*條完整的500噸／年生產(chǎn)線，先后生產(chǎn)出合格羰基鎳粉、羰基鎳鐵粉和鎳丸產(chǎn)品，成為世界第三家掌握羰化冶金技術(shù)和工程化裝備的公司。
自主創(chuàng)新添實力
據(jù)該負責人介紹，金川集團公司與中國有色工程設計研究總院、鋼鐵研究總院等合作，通過國內(nèi)聯(lián)合攻關(guān)和自主創(chuàng)新，逐步解決了羰基鎳生產(chǎn)的工藝、設備、控制、安全、環(huán)保等一系列核心技術(shù)與工程難題。這項被國家列為“十五”重大攻關(guān)項目的成功開發(fā)，標志著中國全面掌握了羰化冶金這一國際先進技術(shù)，實現(xiàn)了鎳產(chǎn)品的多樣化，提高了鎳銅礦中低品位鉑族金屬的回收率，將為我國的電鍍、超合金鋼、航空工業(yè)、原子能工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展提供質(zhì)優(yōu)價廉的原料，從而結(jié)束我國對羰基產(chǎn)品依賴進口、受制于人的被動局面。目前圍繞該項目已申請了60余項專利。
2006年8月，金川集團公司實現(xiàn)了羰基鎳丸工序的連續(xù)生產(chǎn)，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的羰基鎳丸生產(chǎn)專用設備，該項技術(shù)成果獲得了1項中國發(fā)明專利、5項實用新型專利，經(jīng)檢測和用戶使用，產(chǎn)品性能與國外同類產(chǎn)品相當。該項目的成功研發(fā)，打破了加拿大和俄羅斯等國對該項技術(shù)的壟斷和封鎖。在此基礎(chǔ)上，10000噸／年羰基鎳項目和5000 噸／年羰基鐵項目已經(jīng)開始設計，金川集團公司已經(jīng)成為國內(nèi)氣化冶金研究和產(chǎn)業(yè)化的基地。
金川集團公司的羰基鎳生產(chǎn)工藝技術(shù)采用金川富含貴金屬中間物料，完成了原料制備、合成工藝、精餾提純、粉末分解、鎳丸制作、CO循環(huán)等工藝的研發(fā)，所有主要設備全部自主開發(fā)與設計。經(jīng)過3年的生產(chǎn)實踐，金川集團公司開發(fā)出了一系列專有技術(shù)，已經(jīng)申請36項發(fā)明與實用新型專利，其中獲得授權(quán)13項，23項正在公示，另有28項正在申請中。金川集團公司已全面擁有了鎳冶金核心技術(shù)，利用生產(chǎn)過程中間物料提高金屬回收率，提升了鎳精煉流程整體技術(shù)水平，為我國能源、軍工、航天、電子等行業(yè)提供了一個新功能材料需求的重要手段。
金川集團公司羰基鎳項目負責人張強林表示，有了羰基冶金技術(shù)這項技術(shù)，貴金屬的回收率將提高10％，同時，依靠這個生產(chǎn)平臺可以開發(fā)出更多的產(chǎn)品。另外，金川集團還相繼開發(fā)出了非金屬化高鎳锍加壓浸出生產(chǎn)電積鎳、低品位鎳鈷硫化礦生物冶金等13項具有國際先進水平的核心技術(shù)。
產(chǎn)業(yè)化前景可觀
鋼鐵研究總院粉末冶金研究室主任，教授級高工柳學全在接受中國知識產(chǎn)權(quán)報記者采訪時介紹，羰基鎳粉及其合金粉末是許多高技術(shù)、新材料的重要原料，在粉末冶金、催化、電子及新材料等領(lǐng)域有著極其重要的應用，2006年全世界羰基鎳制品用量已達14萬噸／年，可以預期，隨著新技術(shù)、新材料的快速發(fā)展，羰基鎳的用量還在不斷增加。
據(jù)柳學全介紹，我國羰基法精煉鎳技術(shù)近年來發(fā)展較快，除四川江油核寶公司年產(chǎn)50噸、金川集團公司年產(chǎn)5 00噸，羰基法精煉鎳試驗廠建成外，吉林吉恩鎳業(yè)公司的年產(chǎn)2000噸羰基鎳項目建設也將于近期建成投產(chǎn)。產(chǎn)品不僅供應國內(nèi)市場，而且還銷往國外，標志著我國羰基法精煉鎳技術(shù)已進入工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模時代。
