羰基冶金工藝是氣化冶金技術的重要分支。近年來，我國*大的鎳鈷生產企業(yè)--金川集團公司通過技術創(chuàng)新掌握了其核心技術，打破了外國100多年來對羰化冶金技術的壟斷。該技術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業(yè)整體水平的提升。隨著金川集團公司羰基鎳生產線的建成，我國將結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獲得的。利用該技術可生產羰基鎳粉、羰基鎳丸等上千種性能獨特的高質量產品，產品廣泛應用于軍工、
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，該技術被少數國家掌握并一直實行技術封鎖。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*條完整的500噸／年生產線并打通流程，成為世界第三家掌握羰化冶金技術和工程化裝備的公司。
技術長期受制于人
金川集團公司羰基鎳項目負責人在接受中國知識產權報記者采訪時介紹，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)材料在內的形狀不同、性能各異的鎳(鐵)產品。隨著當前材料科學與技術的突飛猛進的發(fā)展，以這些形狀各異、性能奇特的羰基鎳(鐵)產品為原料，可以研制許多性能優(yōu)異的高新技術產品，它們在電子、化工、能源以及國防等領域中都有著廣泛的應用前景和極大的市場需求。
羰基法生產鎳的技術于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年實現了工業(yè)化生產。該工藝具有流程短、生產成本低、無污染等特點，自發(fā)明以來，技術擁有國對其一直實行技術封鎖，經百年改進完善后，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)化生產線。
據介紹，我國國內20世紀50年代末開始進行羰基法生產鎳技術的研究，60年代中期曾建設小規(guī)模生產廠，為軍工和原子能工業(yè)服務，但由于工藝落后、技術裝備水平低、環(huán)境污染嚴重、生產成本高，產品質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)化生產技術的開發(fā)，“應用羰基法技術從銅鎳合金中制取鎳產品富集貴金屬工藝”項目也被列入國家“十五”科技攻關課題，并于2003年建成國內*條完整的500噸／年生產線，先后生產出合格羰基鎳粉、羰基鎳鐵粉和鎳丸產品，成為世界第三家掌握羰化冶金技術和工程化裝備的公司。
自主創(chuàng)新添實力
據該負責人介紹，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，通過國內聯(lián)合攻關和自主創(chuàng)新，逐步解決了羰基鎳生產的工藝、設備、控制、安全、環(huán)保等一系列核心技術與工程難題。這項被國家列為“十五”重大攻關項目的成功開發(fā)，標志著中國全面掌握了羰化冶金這一國際先進技術，實現了鎳產品的多樣化，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)展提供質優(yōu)價廉的原料，從而結束我國對羰基產品依賴進口、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，金川集團公司實現了羰基鎳丸工序的連續(xù)生產，開發(fā)出具有自主知識產權的羰基鎳丸生產專用設備，該項技術成果獲得了1項中國發(fā)明專利、5項實用新型專利，經檢測和用戶使用，產品性能與國外同類產品相當。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的壟斷和封鎖。在此基礎上，10000噸／年羰基鎳項目和5000 噸／年羰基鐵項目已經開始設計，金川集團公司已經成為國內氣化冶金研究和產業(yè)化的基地。
金川集團公司的羰基鎳生產工藝技術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。經過3年的生產實踐，金川集團公司開發(fā)出了一系列專有技術，已經申請36項發(fā)明與實用新型專利，其中獲得授權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，利用生產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，有了羰基冶金技術這項技術，貴金屬的回收率將提高10％，同時，依靠這個生產平臺可以開發(fā)出更多的產品。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。
產業(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權報記者采訪時介紹，羰基鎳粉及其合金粉末是許多高技術、新材料的重要原料，在粉末冶金、催化、電子及新材料等領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、新材料的快速發(fā)展，羰基鎳的用量還在不斷增加。
據柳學全介紹，我國羰基法精煉鎳技術近年來發(fā)展較快，除四川江油核寶公司年產50噸、金川集團公司年產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2000噸羰基鎳項目建設也將于近期建成投產。產品不僅供應國內市場，而且還銷往國外，標志著我國羰基法精煉鎳技術已進入工業(yè)化生產規(guī)模時代。
