镍基催化剂：雷尼镍的制备与应用——精品论文解析

镍基催化剂：雷尼镍的制备与应用——精品论文解析

优秀 论文题目：镍 实验日期：2011.11.19.优秀 1、镍的基础知识： 镍基催化剂一般指雷尼镍，雷尼镍是一种由细小的镍铝合金颗粒组成的具有多孔结构的固体非均相催化剂。它最早是由美国工程师Maury Raney在植物油的加氢过程中作为催化剂使用的。它的制备过程是将镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理，在这个过程中，大部分的铝会和氢氧化钠发生反应而溶解，剩下非常干燥的活性雷尼镍，上面有许多大小不一的微孔。这样，雷尼镍从表面上看是细小的灰色粉末，但从微观上看，粉末中每一个微小的颗粒都是三维的多孔结构，这种多孔结构大大增加了它的表面积，极大的表面积带来了很高的催化活性，使得雷尼镍被广泛用作有机合成和工业生产中加氢反应的非均相催化剂。我们说的骨架镍就是由镍铝合金制成的。 该合金用氢氧化钠处理后生成2Ni-Al+2NaOH+2H2O=2Ni++3H2。雷尼镍主要用于烯烃、炔烃、腈、二烯、芳烃、含羰基的物质等不饱和化合物，甚至含有不饱和键的聚合物的加氢。有时用雷尼镍加氢甚至不需要加氢，在活化的雷尼镍上吸附大量氢气即可完成反应，反应后得到的产物为顺式加氢产物。此外，雷尼镍还可用于杂原子-杂原子键的还原。

雷尼镍除了作为加氢催化剂外，还会作为试剂参与缩硫醇等有机含硫化合物的脱硫生成烃类。镍催化剂表现出较高的加氢活性，由于其具有催化活性好、机械强度高、对毒物不敏感、导热性好等优点，不仅用于各种不饱和烃的加氢，而且是脱氢、氧化脱卤、脱硫等某些转化过程的良好催化剂，在石油、化工、医药、油脂、香精、双氧水、合成纤维，特别是山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇等行业都有应用。2、镍催化剂发展现状近年来，LME镍价一直在3万美元/吨以下震荡，3月初，受停产消息刺激，镍价一度反弹至3万美元/吨上方，之后相继失守关键点。 二季度末，各大不锈钢企业开始减产去库存，给镍价的回升蒙上阴影，此后人们纷纷寄希望于不锈钢市场能在下半年复苏，拖累整个商品期货价格。虽然综合类商品各有供需体系不同，但信贷市场整体收紧，以及实体经济运行不确定性带来的悲观消费预期，导致投资者纷纷退出商品市场。由于镍价快速下跌，近几年准备投资的镍项目大多将暂停，已投资的项目也将推迟，从而减少镍的供给。我国镍产量为22.9万吨，消费量为31.3万吨。为应对全球金融危机对我国降级的影响，中国政府采取了一系列灵活的调控措施，建议下一步可进一步调整相关政策，帮助企业渡过难关。 目前全球镍资源储量总体呈现稳步增长趋势，供应保障能力总体提升。

世界镍资源主要为红土矿和硫化矿，其中以红土矿为主，约占60%；硫化矿占40%。此外，深海特别是太平洋深海锰结核中也有富镍矿。随着镍矿开采量的不断增加，传统硫化镍矿开采难度加大，因此目前全球镍资源开发利用的重点逐渐向资源相对丰富、储量占全球一半以上的红土镍矿转移。中国镍矿以硫化铜矿为主，约占全国90%。镍资源分布高度集中，甘肃、陕西、吉林、新疆四省区镍储量约占全国9707%。近十几年来，我国镍精矿产量增长缓慢，国内镍矿主要集中在甘肃，约占全国90%。3. 镍催化剂研发生产机构的技术路线、规模及发展方向 镍冶炼的生产方法及技术发展方向 （1）生产方法 镍的矿物原料是硫化镍矿和氧化镍矿。硫化镍矿经浮选可得含镍矿石。以硫化镍精矿为原料冶炼镍，一般需经过焙烧、冶炼（先进的已将二者合二为一）、吹炼三道工序，生成高镍硫矿。经缓冷结晶、分离细磨，再经磁选、浮选，分别生成硫化镍、硫化亚铜和少量富含铂族金属的合金。高镍锍选生成的硫化镍（二次镍精矿）可铸成阳极直接电解硫化镍得金属镍，也可经焙烧脱硫生成氧化镍，再经还原得粗镍，再经电解精炼生产电解镍。 硫化镍全湿法生产工艺是将二次镍精矿经过浸出、净化、电解等处理，再经过堆积等工序生产电解镍。氧化镍矿含镍1-2%，选矿方法不能有效富集镍，所以只有直接冶炼，主要方法有直接镍铁冶炼、硫化物冶炼、氨浸出和高压酸浸。硫化镍精矿大多采用火法冶炼。半个世纪以来，镍的生产技术发生了重大变化，镍的火法冶炼经历了传统的鼓风炉冶炼、电炉冶炼，现已发展为计算机在线控制的闪速冶炼技术，大大提高了生产效率，降低了成本，并取得了良好的环保效果。 20世纪90年代，国外闪速熔炼技术成功引进、消化、吸收，使得我国镍火法冶金装备和技术进入世界先进行列，但由于资源、原料、环境条件等差异，我国高炉、电炉冶炼镍技术不仅仍然存在，而且将与闪速熔炼技术共存一段时间。大部分生产规模大、历史悠久冶炼企业的镍精炼工艺仍以高硫磨矿浮选—硫化镍阳极电解精炼为主，如金川冶炼厂、成都冶炼厂等。部分新建厂多采用湿法冶金浸出电积工艺。 湿法冶金浸出电积工艺主要有硫酸选择性浸出-电积法、硫酸选择性浸出-氢气还原法、加压氨浸出-氢气还原法、盐酸浸出法、氯化浸出法等。如重庆冶炼厂采用高冰镍阳极直接电解工艺生产精炼镍，采用高冰镍硫酸选择性浸出-黑镍除钴-镍电积湿法精炼工艺生产氧化镍。冶炼工艺仍为电炉冶炼镍铁两种不同工艺并存，湿法冶炼生产氧化镍、镍粉、镍块等不同产品。湿法镍冶炼有加压酸法、加压氨浸出-氢气还原法、盐酸浸出法、氯化浸出法等。目前，世界镍产量主要来源于硫化矿，随着世界经济的发展，可供开发的高品位硫化镍资源日益匮乏，我国尤为如此。 国内硫化镍矿资源单靠已不能满足国民经济发展的需要。放眼世界镍工业发展趋势，低品位硫化矿生物浸出技术和红土矿加压酸浸技术备受全球镍业公司的关注。金川公司紧跟国际镍钴提取技术发展趋势，在这两个方面开展技术开发。4、镍催化剂的发展特点及技术优势（1）发展特点由于我国镍矿资源埋藏较深，大多需地下开采，开采成本逐年提高且产量较低，长期以来，我国矿山镍年产量较低，我国镍资源供应严重短缺。

镍矿是不锈钢行业的重要原料，占国内镍消费量的70%。近年来，随着汽车、建筑等行业的快速发展，我国不锈钢消费量以每年25%以上的速度增长，有力地带动了我国镍消费需求的增加。同时，随着全球制造业中心逐步向我国转移，相应的耗镍生产环节也开始向我国转移，直接带动了我国相应行业镍消费量的增加。我国镍矿资源供应不足与需求快速增长之间的矛盾，直接导致进口量激增。我国稀土产业发展特点稀土作为基质元素，可以制造出稀土永磁材料、荧光发光材料、储氢材料、催化剂材料、激光材料、超导材料、半导体材料等多种高科技领域具有特殊“光、电、磁”性能的功能材料。 目前，我国稀土分离技术已达到世界先进水平，分离纯度可达99.9999%。随着稀土行业的发展，我国稀土行业产品结构日趋合理，由初级产品生产迅速转向高附加值产品生产，标志着我国稀土产品已步入国际领先行列。高纯度、高附加值单一稀土化合物及金属产量逐年增加，单一高纯产品已占到商品总量的50%，使我国成为世界上唯一能够大量供应各品位、各品种稀土产品的国家。 （二）技术优势 1、资源优势：公司是国内最大的镍盐供应商，拥有硫酸镍20000吨、氯化镍2000吨、氢氧化镍1000吨、电解镍1500吨的生产能力。 付家矿、大岭矿两座镍矿已探明金属储量近5万吨，服务年限为12年。

公司拥有大黑山钼矿，钼矿储量6.5亿吨，为亚洲第二大钼资源后备基地。2008年12月，公司完成对小南山铜镍矿98.5%股权的收购。2007年底，镍矿储量约105.65万吨，镍金属储量7141.80吨；选矿加工能力10万吨，产出镍金属486吨、铜金属177.12吨。目前，公司资源自给率已达60%。 2、技术优势：公司核心技术——镍精矿氧化镁还原工艺技术、热电炉冶炼技术、硫酸选择性浸出高品位冰镍生产硫酸镍技术等在国内同行业中处于领先地位，部分新产品技术达到国际先进水平。主导产品高品位冰镍、硫酸镍市场占有率分别达到70%、36%，并具有一定的自主定价权。2008年10月，公司被公布为第十五批国家认定企业技术中心，公司技术中心用于科研、试验等进口产品将享受免征进口关税、进口环节增值税、消费税的优惠政策。3、发展高附加值产品：针对镍金属价格变动较大，公司延伸产业链，重点发展附加值高、抗风险能力强的硫酸镍、羰基镍等高端产品。 4、税收优惠：2009年1月公司被认定为吉林省高新技术企业、吉林省第二批创新型企业，在认定三年有效期内（含2008年），享受15%税率税收优惠。

2008年10月，公司被国家发展改革委、科技部、财政部、海关总署、国家税务总局在2008年第60号公告中认定为第十五批国家企业技术中心，公司技术中心对国外进口科研、测试用耗材享受免征进口关税、进口环节增值税、消费品税等优惠政策。 5、发展趋势 运用数据结构分析、趋势分析方法，探索我国镍行业可持续发展的道路。我国镍行业发展需加大政策扶持力度，实施集团化经营战略，利用新技术改进现有的镍精选工艺，调整产品结构，充分利用两种资源、两个市场，提高镍行业整体竞争力。 如有侵权请联系我们删除，谢谢合作！