阅读说明：本技术 一种大颗粒氢氧化亚镍的制备方法 (Preparation method of large-particle nickel hydroxide ) 是由 任兴庭 王键 郝丽娜 杨靖宇 龙书林 李燕 于 2018-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大颗粒氢氧化亚镍制备方法。其中需要加入的氢氧化钠溶液分次加入硫酸镍溶液中。大颗粒氢氧化亚镍的制备方法包括：(1)配液；(2)连接反应装置,硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液通过进液装置底端的分散器同时进入反应釜,并通过搅拌作用快速均匀混合；(3)启动搅拌搅拌装置和计量泵；(4)进行沉淀反应；(5)过滤；(6)氢氧化亚镍湿渣洗涤、烘干,得到大颗粒的氢氧化亚镍。本发明制备的氢氧化亚镍颗粒具有优异的过滤性能。改善了常规方法制备的氢氧化亚镍颗粒的过滤性能。(The invention discloses a preparation method of large-particle nickel hydroxide. Wherein the sodium hydroxide solution to be added is added into the nickel sulfate solution in several times. The preparation method of the large-particle nickel hydroxide comprises the following steps: (1) preparing a liquid; (2) connecting the reaction device, and simultaneously feeding the nickel sulfate solution and the sodium hydroxide solution into the reaction kettle through a disperser at the bottom end of the liquid inlet device, and quickly and uniformly mixing the nickel sulfate solution and the sodium hydroxide solution under the stirring action; (3) starting a stirring device and a metering pump; (4) carrying out a precipitation reaction; (5) filtering; (6) and washing and drying the wet nickel hydroxide slag to obtain large-particle nickel hydroxide. The nickel hydroxide particles prepared by the method have excellent filtering performance. Improves the filtering performance of nickel hydroxide particles prepared by the conventional method.)

一种大颗粒氢氧化亚镍的制备方法

技术领域

本发明属于氢氧化亚镍生产技术领域，具体涉及一种大颗粒氢氧化亚镍的制备方法。

背景技术

以镍盐溶液加入氢氧化钠溶液或氨水进行反应生成的氢氧化亚镍，是新型电池的电极活性材料。其常规生产过程是将氢氧化钠溶液或氨水直接注入镍盐溶液中，生成氢氧化亚镍沉淀。此过程化学反应方程式如下：

Ni²⁺+2OH^-＝Ni(OH)₂↓+SO₄ ^2-

Ni²⁺+2NH₃·H₂O＝Ni(OH)₂↓+2NH₄ ⁺

将生成的氢氧化亚镍沉淀进行压滤烘干，制得氢氧化亚镍颗粒。氢氧化亚镍的形成经历了形核、晶核长大和聚集三个过程。结晶过程包括成核和晶体长大两个过程，这两个过程决定了氢氧化亚镍微晶的尺寸。如果成核速率快而晶体长大速度慢，变会形成胶装固体；反之长成大晶体。

此常规生产氢氧化亚镍的方法中，氢氧化钠溶液或氨水直接注入，造成局部氢氧根离子(OH-)浓度过大，生成极细的氢氧化亚镍沉淀，而且反应迅速，晶种来不及长大。上述细小的氢氧化亚镍沉淀在压滤过程中极易堵塞滤布，导致过滤不畅。

发明内容

为克服上述缺点，本发明提供一种大颗粒氢氧化亚镍的制备方法。它将氢氧化钠溶液或氨水与镍盐溶液分别通过一个分散器同时注入反应釜底部，并通过搅拌作用快速均匀混合，这样生成的细小颗粒受引力影响向晶核聚集、并在晶核表面重新排列，最终长大成为大颗粒。此方法对结晶成核和晶体长大速率进行了控制，解决现有技术中氢氧化亚镍颗粒小，压滤过程中容易堵塞滤布的问题。

本发明解决其技术问题采用的大颗粒氢氧化亚镍制备方法包括以下步骤：

(1)进行配液，钴萃车间生产的硫酸镍溶液，加水进行稀释，水和硫酸镍溶液比例为1-5:1，,配置成硫酸镍水溶液并放入硫酸镍水溶液储槽备用；取生产用氢氧化钠溶液，加水进行稀释，水和氢氧化钠溶液比例为2-5:1，配置成氢氧化钠水溶液并放入氢氧化钠水溶液储槽备用；

(2)进行反应装置安装，在反应釜内安装蒸汽加热盘管、搅拌装置，反应釜通过硫酸镍水溶液和氢氧化钠水溶液的进液装置分别与硫酸镍溶液水储槽和氢氧化钠水溶液储槽连接；反应釜外的进液装置上装有计量泵、电磁流量计和 PH在线检测装置，反应釜内的进液装置一端是分散器，伸入反应釜底部，反应釜釜壁安装一根溢流管；

(3)进行反应，启动搅拌装置、蒸汽加热盘管、硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液计量泵；打开硫酸镍水溶液和氢氧化钠水溶液的进液装置，将硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液按照相同的流量同时加入反应釜中的分散器内进行分散，分散后两者通过搅拌作用快均匀混合进行反应，搅拌后进行沉淀反应，反应过程中实施检测反应PH和反应温度并按需调控；

(4)过滤，当硫酸镍水溶液和氢氧化钠水溶液充分反应后，反应釜中的物料输送至压滤设备进行压滤；

(5)将氢氧化亚镍湿滤渣洗涤、烘干，得到大颗粒的氢氧化亚镍。

所述步骤(2)中，硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液进液装置各装有一个分散器，伸入反应釜底部，采取下端进液方式，使硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液在搅拌作用下快速均匀分布。

所述步骤(3)中，蒸汽加热盘管加热温度是50～60℃。

所述步骤(3)中，搅拌装置的转速为200r/mim。

所述步骤(3)中，反应釜安装在线PH检测装置，控制反应PH在7～9。

所述步骤(4)中，沉淀反应时间3小时。

本发明的有益效果为：本发明将氢氧化钠溶液或氨水与镍盐溶液分别通过一个分散器同时注入反应釜底部，并通过搅拌作用快速均匀混合，这样生成的细小颗粒受引力影响向晶核聚集、并在晶核表面重新排列，最终长大成为大颗粒。此方法对结晶成核和晶体长大速率进行了控制，解决现有技术中氢氧化亚镍颗粒小，压滤过程中容易堵塞滤布的问题。本发明制备的氢氧化亚镍，颗粒大，容易过滤。本发明制备氢氧化亚镍的合成方法、工艺简单，设备普通，易于大规模生产。

附图说明

图1为实施例中制备大颗粒氢氧化亚镍的反应装置。

如图，硫酸镍溶液储槽1、硫酸镍计量泵2、电磁流量计3、反应釜4、硫酸镍分散器5、搅拌装置6、在线PH计7、导流板8、蒸汽加热盘管9、电磁流量计10、液碱计量泵11、液碱储槽12、液碱分散器13、料液储槽14、溢流管 15。

具体实施方式

用下述实例具体说明本发明，实例的目的是做演示，而不是限制本发明的保护范围。

实施例1

(1)配液。钴萃车间生产的硫酸镍溶液，稀释至镍浓度30g/L，置于硫酸镍储槽1中。取生产用氢氧化钠溶液，稀释至质量浓度20％，置于氢氧化钠储槽12中。

(2)安装反应装置。在反应釜4内部安装蒸汽加热盘管9、搅拌装置6。反应釜通过硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液的进液装置分别与硫酸镍溶液储槽1和氢氧化钠溶液储槽连接。反应釜外的进液装置上装有硫酸镍计量泵2和液碱计量泵11、电磁流量计3和电磁流量计10、PH在线检测装置7。反应釜内的进液装置一端是分散器5和液碱分散器13，伸入反应釜底部。反应釜釜壁安装一根溢流管15。

(3)启动搅拌装置和蒸汽加热装置，将转速调至200r/min。

(4)将硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液分别以2L/h和0.35L/h的流速，同时加入反应釜中，进行反应。反应过程中实时监测PH值，控制PH在8-9之间。反应过程中监控温度，控制在65℃。

(5)过滤。反应完成后，将物料输送至压滤设备进行压滤，记录压滤时间，计量滤液体积和滤渣湿重。本实施例压滤时间320秒。得到滤液5L，氢氧化亚镍湿渣937.14g。

(6)所述氢氧化亚镍湿渣进行洗涤，烘干，计量称重，得到氢氧化亚镍干渣315.44g。根据上述压滤时间，计算压滤1g渣需要1.02秒。

(7)所述步骤(5)中滤液检测到镍0.0016g/L。

(8)为了研究不同PH反应条件对大颗粒氢氧化亚镍过滤性能的影响，进行了不同PH反应条件下的反应过程。

(9)不同之处在于：所述步骤(4)中反应PH控制在7-8之间，压滤1g 渣需要3.13秒，所述步骤(5)中滤液检测镍是0.26g/L.

(10)为了研究不同反应温度对大颗粒氢氧化亚镍过滤性能的影响，进行了不同温度条件下的反应过程。

(11)不同之处在于：所述步骤(4)中反应温度控制在50℃，压滤1g渣需要1.07秒，所述步骤(5)中滤液检测镍是0.0016g/L.

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。