[发明专利]金属氨基磺酸盐的制备

说明书

各种金属（镍、钴、铜、铬、锡、铅、铁、金、银、锌、铱、铂、钯、镓、铟、锆等等）氨基磺酸盐，已相当广泛的用于电镀（包括电铸和铝的电解着色）工业中，它与一般的硫酸盐、氯化物、氰氢酸和硅氟化物电镀液相比较，具有操作简，控制易，沉积速度快，毒性小、腐蚀低等特点，而且电镀产品光泽美观，内应力也小，其晶粒结构和延展性能都十分优良。

这些盐类物质中，数镍、锌、铜盐用量大。我国过去仅有氨基磺酸镍一种而且采用的还是苏联专利452543号介绍的碳酸盐法，以氨基磺酸分解碳酸镍制取的。因为原料碳酸镍杂质含量太高，致使产品质量低劣，不适用于电镀，特别是电铸行业。美国专利3321273号介绍了一种在空气作用下，用粉状金属与氨基磺酸溶液相反应，以制取数种金属氨基磺酸盐的方法。但因该反应速度慢得几乎难以察觉，事实上不能应用。后来，美国专利3620669号进而推荐用纯氧代替空气，以实现粉状金属的转变。但其反应速度，特别是镍粉也相当缓慢。通常要数小时，乃至数十小时才能完成。而且氧气的利用率也很低（1%），大部分都逸至空间，不经济，故工业上也很难接受。

由于氨基磺酸是一种中等偏强的酸（PKa＝1），酸性仅大于HSO₄。所以大多数金属是不能为其溶解的。本发明的特征是：在过氧化氢的参与下，籍助于活性氧的作用，即使最难反应的镍粉，也可以实现其转变，现以该元素为例说明之。

本反应使用的原料镍，可为电解法镍粉，或还原法镍粉。粒度200目，纯度99.8%以上。

往5倍以上（按化学当量）过量镍粉中，加入适量无离子水，在强烈搅拌作用下，不断的把氨基磺酸和过氧化氢加入其中，同时保持悬浮液在35～45℃温度，pH＝3～5的范围（即在pH＝5时加入氨基磺酸，使pH值降至3，待反应进行，溶液的pH值再次升到5时，又加入第二份氨基磺酸，这样反复进行，直到定量的氨基磺酸加完为止）。过程中反应按下式进行：

Ni+2HSO₃NH₂+H₂O₂→

Ni（SO₃NH₂）₂+2H₂O（1）

生成的氨基磺酸镍溶解于水中，反应完成后停止搅拌，澄清并滗出溶液，沉淀继续用于反应。溶液可以直接出售，或蒸发浓缩，最后干燥成固体产品。

本反应有下列几个特点：

1、过氧化氢的用量

因为反应式（1）系一液-固相反应，可以预见过氧化氢中的活性氧可以全部参与反应。事实也是这样，按（1）式，每2个克分子的氨基磺酸只需要1克分子的过氧化氢，换算成工业级（27.5%含量）产品，约需123克，在下表中也基本上是这个数值，只不过随着温度的升高，用量有此增加（挥发损失）。

表：按（1）式，2克分子氨基磺酸在不同的条件下，完全反应时，所需要的时间（镍粉过量5倍）