[发明专利]球形微粒氢氧化镍制造法

说明书

本发明属于球形微粒氢氧化镍的制造法。该制法的特征在于氢氧化镍是在有稳定含量的氨、铵存在下的碱性反应液中析出的。

氢氧化镍主要用作镉镍电池和氢镍电池的正极活性物质，目前通用的传统制法是：将硫酸镍溶液喷啉到不断搅拌的氢氧化钠的溶液中，反应结束时保持溶液有5～10%的过量碱;陈化数天，生成的胶体沉淀物经压滤与母液分离;滤饼于110～140℃下进行干燥，充分洗涤，使硫酸根含量不大于1%;于110～140℃二次干燥，粉碎过420μ（筛孔直径，旧称40目）筛，即得成品。（宋文顺，《化学电源工艺学》，郑州轻工业学院教材，1990：220）。还有一些方法，如在镍盐溶液中加铵盐或先制成镍氨络合物，然后添加苛性碱沉淀氢氧化镍的方法（特公昭53～6119号，特开昭56～143671号，特开昭61～181074号）;镍盐溶液和苛性碱溶液连续同时加料由溢出悬浊液分离氢氧镍的连续法（特开昭63～1655号，特开昭63～1656号）。所有这些方法制得的氢氧化镍固体都需要粉碎，从而成为有破断面的不规则形状的粉末，粒度分布极宽，填充密度低（见图2）。

日本公开特许公布了氢氧化镍的最新制法：将硝酸镍溶液和苛性碱溶液连续同时导入第一反应槽内，控制PH值为10.4～10.7，生成的氢氧化镍悬浊液溢流出来后，又连续导入第二反应槽中，同时在第二反应槽中也连续导入硝酸镍溶液和苛性碱溶液，导入的硝酸镍的量为第一反应槽的5～20%。控制第二反应槽PH＝10.8～11.3，从第2反应槽溢出的悬浊液可得到有稳定性的球形氢氧化镍产品，敲实密度可达1.7～1.9克/毫升（特开平1～187765号）。

这种球形微粒氢氧化镍很适宜用于镍电极的制造，但由于工艺复杂，难于控制，很容易生成胶体氢氧化镍，给生产者带来困难。

本发明的目的和任务在于开发一种便于控制和便于工业化生产的球形微粒氢氧化镍的制造方法。这种氢氧化镍密度大，粒度分布较窄，作为电极活性物质与导电剂混合后制成的糊状物流动性好，填充密度高。这是目前为提高镉镍电池和氢镍电池比容量所急需的正极活性材料。

为解决上述任务，本发明采用的解决方案是：将镍盐溶液和苛性碱溶液连续加入反应器，让氢氧化镍在有稳定氨、铵含量的碱性反应液中结晶并连续取出来。保持反应液中稳定氨、铵含量的方法是在镍盐溶液中加入一定比例的铵盐，或在苛性碱溶液中加入一定比例的氨或将氨、铵也单独连续加入反应液中来实现的。

这就是说，本发明是关于球形微粒氢氧化镍的制造法，其特征为反应物是0.5～1.7摩尔/升的硫酸镍溶液或1.0～3.5摩尔/升的硝酸镍溶液，和含有苛性碱摩尔数2.5～35%氨的2～12摩尔/升的苛性碱溶液;其最佳浓度为2～2.5摩尔的硝酸镍或1.4～1.6摩尔/升的硫酸镍溶液，和含有苛性碱摩尔数10～25%氨的4～8摩尔/升的苛性碱溶液。反应物也可以是含镍盐摩尔数5～60%铵盐（Ⅰ）的“2～2.5摩尔/升硝酸镍或0.5～1.7摩尔/升的硫酸镍溶液”和2～12摩尔/升的苛性碱溶液;最佳浓度为含镍盐摩尔数30～45%铵盐（Ⅰ）的“2～2.5摩尔/升的硝酸镍或1.4～1.6摩尔/升的硫酸镍溶液”，和4～8摩尔/升的苛性碱溶液。反应物还可以是1.0～3.5摩尔/升的硝酸镍溶液或0.5～1.7摩尔/升的硫酸镍溶液，2～12摩尔/升苛性碱溶液和4～14摩尔/升的氨溶液，按1.0比1.8-2.2比0.6-0.05的摩尔比加入反应器;其最佳浓度为2～2.5摩尔硝酸镍或1.4～1.6摩尔/升的硫酸镍溶液，4～8摩尔/升的苛性碱溶液和10～13摩尔/升的氨水，按1.0比1.9-2.1比0.2-0.5的摩尔比确定相对流量。反应物在反应器中平均停留时间可在5～100小时间选定，最佳值为10～24小时，通过调整镍盐溶液和碱液相对流量实现，温度可在室温至80℃间选定，最佳值为55～65℃;反应液的PH值在8.5～11.5之间选定，最佳值为9.5～10.5，通过调整镍盐和碱液相对流速实现。在上述范围内调整这些参数或改变反应悬浊液的固液比，可以控制氢氧化镍微粒的大小。

按以上所述的反应条件，反应物连续加入具有进料分布器和搅拌的加盖反应器中，进行反应，当反应体系稳定后，连续取出予期的球形微粒氢氧化镍，经固液分离、水洗、烘干，即得成品。