[发明专利]高纯度硫酸镍的制造方法

说明书

本发明是申请号为201280057314.4(国际申请号为PCT/JP2012/079985)，申请日为2012年11月19日、发明名称为“高纯度硫酸镍的制造方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明是可在为了从含有镍的酸性溶液获得可用作杂质少，特别是镁、锰、钙少的电池材料的高纯度硫酸镍的领域中利用的高纯度硫酸镍的制造方法。

背景技术

镍作为不锈钢或耐蚀合金的材料而广泛使用，此外，最近也多作为在混合动力电动汽车、移动电话、电脑等中使用的镍氢电池或锂离子电池的材料使用。

用作这样的材料的镍，是采掘、冶炼作为硫化物矿或氧化物矿而存在的矿石而制造的。

例如，作为处理硫化矿石时的一个方法，将矿石装入炉中熔融，分离作为炉渣的杂质，获得浓缩了镍的锍，用硫酸或盐酸溶解该锍，从该溶解溶液分离杂质获得镍溶液，通过中和或结晶析出等手段，制造硫酸镍或氧化镍等镍盐类。或者，有时进行电解制取而制造镍金属。

另一方面，作为处理氧化矿石时的一个方法，进行例如和焦炭等还原剂共同加热熔融，与炉渣分离，获得作为镍与铁的合金的镍铁，将其制成为不锈钢的原料。

但是，这样的冶炼方法均需要大量的能量，在杂质的分离中需要高成本和大量的时间和劳力。

特别地，近年来高品质的矿石正在枯竭，矿石的确保变得困难，其结果，可获得的矿石中的镍品位呈降低的倾向，为了由这些低品位原料获得镍，变得更需要成本与时间和劳力。

因此，最近开发了将以往不用作原料的低品位的氧化矿石在高温加压下进行酸浸出，通过消石灰等碱中和该浸出溶液，获得镍盐类或镍金属的方法。

该方法为可有效且以较少的能量有效利用低品位的资源的技术，但在要获得如上所述的镍盐类时，也产生了在以往的冶炼方法中没发现的新的课题。

例如，在上述的使用炉的冶炼方法中，包含于矿石中的镁或锰等大部分被分配于炉渣中，向锍的分配变少。其结果，向镍盐类的混入停留在极少的量，几乎不会成为问题。

与此相对，在使用高温加压浸出的冶炼方法中，镁或锰被酸良好地浸出，其结果，向镍盐类的混入也增加了。另外，在高温加压浸出中，进行向获得的浸出浆料中添加碱来调整pH的操作，但不能忽视在中和剂中所使用的钙向镍盐类混入的影响。

特别地，在将镍用作锂离子电池或镍氢电池的材料时，如果镁、钙和氯化物离子共存，则因为对完成为制品的电池的特性影响大，所以优选尽可能地自制造镍盐阶段排除了混入而得到的高纯度镍盐。

不过，为了以高纯度获得作为镍盐之一的硫酸镍，也考虑了例如通过电解制取镍等方法，获得一次金属，将该金属再次溶解于硫酸中，接着将溶解而成的液体浓缩等，使硫酸镍结晶析出的方法。但是，为了获得金属需要相当的电力和相应规模的设备，如果考虑能量效率或成本，并不是有利的方法。

而且，含有镍的矿物中也多同时含有钴。钴也是有价值的金属，因为不需要与镍共存，所以进行分离而分别将其回收。

作为将硫酸溶液中的镍和钴分离的有效率且实用的方法，多使用溶剂提取。另外，在专利文献1中示出了，通过将商品名PC88A(大八化学工业株式会社制)用作提取剂的溶剂提取，提取钴，将镍与钴分离的实例。

将PC88A用作该提取剂时，镁和钙的提取行为也与镍的行为类似。因此，在对以高浓度含有镍的溶液进行溶液提取时，产生镁和钙的提取率降低等分离镁与钙的效率降低的问题。

另一方面，在专利文献2中，示出了使用作为提取剂的含镍的烷基膦酸酯或烷基次膦酸从含有作为杂质的钙、镁、钴等的镍水溶液提取分离镍水溶液中的杂质，且制造不含钠和氨的高纯度镍水溶液的方法。

通过专利文献2中提出的预先以高pH值将镍提取到有机溶剂中，使该提取了镍的有机溶剂和含有杂质的镍溶液接触的方法，引起比镍更易于提取的元素向有机相移动，有机相中的镍向水相侧移动的交换反应，可去除镍溶液中的杂质。

另外，作为防止包含于pH调节剂中的钠等杂质元素向镍溶液混入而污染制品的方法也是有效的。

但是，即使在专利文献2中提出的硫酸镍的净液工序中，溶液中的镁具有与镍相似的行为，因而去除镁是困难的。

另外，在成为原料的含镍物中大量地含有铁和铝等杂质时，通过将其中和等方法而进行分离需要大量的中和剂，而且在杂质沉淀时，镍和钴等有价值物质可能共同沉淀而产生损失，不容易进行有效率的操作。

由于这样的理由，希望可效率良好地从含有较多镁等金属离子和氯化物离子的硫酸酸性溶液获得镁和氯化物的品位低、可用作电池原料的高纯度的硫酸镍的实用方法。