JP2009298647A - Nickel oxide and production method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高純度のニッケル酸化物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a high-purity nickel oxide and a method for producing the same.
高純度ニッケルは、半導体素子、電子デバイス、記録素子等の分野において、使用されている。そのような分野で使用される高純度ニッケルのニッケル純度は、通常、２Ｎ（９９．０重量％）〜５Ｎ(９９．９９９重量％)である。なお、「ニッケル純度」は、［ニッケルの総量／（ニッケルの総量＋不純物の総量）］×１００重量％によって、表される。 High-purity nickel is used in the fields of semiconductor elements, electronic devices, recording elements and the like. The nickel purity of high purity nickel used in such fields is usually 2N (99.0 wt%) to 5N (99.999 wt%). The “nickel purity” is represented by [total amount of nickel / (total amount of nickel + total amount of impurities)] × 100 wt%.
しかしながら、近年、それらの素子等の高集積度化や新規構造素子の製造に伴って、高純度ニッケルに僅かに含まれている種々の不純物、例えば、重金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらのイオン、が問題となってきている。例えば、鉄は、界面接合部のトラブルの原因になる。また、ナトリウム、カリウム等の、アルカリ金属元素は、ゲート絶縁膜中を容易に移動するため、ＭＯＳ−ＬＳＩ界面特性の劣化の原因になる。それ故に、不純物の少ない高純度ニッケルが求められている。 However, in recent years, various elements contained in high-purity nickel, such as heavy metals, alkali metals, alkaline earth metals, or Those ions are becoming a problem. For example, iron causes troubles at the interface junction. In addition, alkali metal elements such as sodium and potassium easily move in the gate insulating film, causing deterioration of MOS-LSI interface characteristics. Therefore, there is a need for high-purity nickel with few impurities.
不純物の少ない高純度ニッケルを得るためには、それらの原料として用いるニッケル酸化物に含まれる種々の不純物（重金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属等）の含有量を、事前に低減する必要があり、更には、ニッケル酸化物の原料として用いるニッケル化合物に含まれる種々の不純物（重金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属等）の含有量を、事前に低減する必要がある。 In order to obtain high-purity nickel with few impurities, it is necessary to reduce the contents of various impurities (heavy metal, alkali metal, alkaline earth metal, etc.) contained in the nickel oxide used as a raw material in advance. Furthermore, it is necessary to reduce in advance the content of various impurities (heavy metal, alkali metal, alkaline earth metal, etc.) contained in the nickel compound used as the nickel oxide raw material.
従来の、高純度ニッケルを製造する方法としては、例えば、次の方法が知られている。
（１）溶媒抽出、イオン交換、電解精製等の、湿式処理によって、金属元素を分離する方法。
（２）乾燥水素ガス処理によって、酸素等のガス性元素を、除去する方法。
（３）フロートゾーンメルト精製法（特許文献１参照）。
As a conventional method for producing high purity nickel, for example, the following method is known.
(1) A method of separating metal elements by wet processing such as solvent extraction, ion exchange, electrolytic purification, and the like.
(2) A method of removing gaseous elements such as oxygen by dry hydrogen gas treatment.
(3) Float zone melt purification method (see Patent Document 1).
しかしながら、上記方法は、いずれも、制御が難しいため、工業的規模で安定して高純度ニッケルを得ることが難しい、という問題がある。 However, each of the above methods has a problem that it is difficult to obtain high-purity nickel stably on an industrial scale because it is difficult to control.
一方、高純度コバルトを製造する方法として、次の（ｉ）〜（iv）の工程を経る方法が知られている（特許文献２、３参照）。
（ｉ）コバルト原料としての塩化コバルト材料を、塩酸によって処理して、コバルトイオンを含む塩酸酸性水溶液、すなわち塩化コバルト水溶液を、得る。
（ii）上記塩化コバルト水溶液をイオン交換クロマトグラフィーによって処理して、上記塩化コバルト水溶液から、銅イオン等の不純物を除去する。
（iii）不純物が除去された上記塩化コバルト水溶液を、加熱蒸発乾固処理し、又は、水酸化アンモニウム水溶液によって中和処理して、コバルト塩化物又はコバルト水酸化物を得る。
（iv）上記で得たコバルト塩化物又はコバルト水酸化物を、還元して、高純度コバルトを得る。
On the other hand, as a method for producing high-purity cobalt, methods through the following steps (i) to (iv) are known (see Patent Documents 2 and 3).
(I) A cobalt chloride material as a cobalt raw material is treated with hydrochloric acid to obtain a hydrochloric acid acidic aqueous solution containing cobalt ions, that is, a cobalt chloride aqueous solution.
(Ii) The cobalt chloride aqueous solution is treated by ion exchange chromatography to remove impurities such as copper ions from the cobalt chloride aqueous solution.
(Iii) The cobalt chloride aqueous solution from which impurities have been removed is subjected to heat evaporation to dryness treatment or neutralized with an ammonium hydroxide aqueous solution to obtain cobalt chloride or cobalt hydroxide.
(Iv) The cobalt chloride or cobalt hydroxide obtained above is reduced to obtain high-purity cobalt.
そして、この製造方法をニッケルに応用すれば、図２に示されるようにして、高純度ニッケルが得られる、と考えられる。 And if this manufacturing method is applied to nickel, it is thought that high purity nickel is obtained as shown in FIG.
しかしながら、この製造方法では、工程（iii）において蒸発乾固を行う場合において、加熱処理に過大なコストを要し、また、塩化水素ガスが放出される。それ故、コスト及び作業環境の点で問題があった。 However, in this production method, when evaporating to dryness in the step (iii), an excessive cost is required for the heat treatment, and hydrogen chloride gas is released. Therefore, there were problems in terms of cost and work environment.
そこで、工程（iii）において、水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液によって中和処理することが、提案されている。それによれば、低コストで、大量に、しかも環境に優しい条件で、高純度ニッケルを製造することが可能となる、と考えられる。
しかしながら、水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液によって中和処理した場合には、ナトリウム又はカリウムというアルカリ金属が、中和処理で得られたニッケル化合物に、多量に混入する、という問題がある。 However, when neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution, there is a problem that an alkali metal such as sodium or potassium is mixed in a large amount in the nickel compound obtained by the neutralization treatment.
ところで、高純度ニッケルの原料であるニッケル酸化物は、電子部品のセラミック材料や、触媒材料として、用いられている。そのニッケル酸化物に、ナトリウム又はカリウムというアルカリ金属が、含まれている場合には、アルカリ金属の反応性が高いために、製造工程における焼成時に不具合が生じたり、電気抵抗が減少したりする恐れがある。 By the way, nickel oxide, which is a raw material of high-purity nickel, is used as a ceramic material for electronic parts and a catalyst material. If the nickel oxide contains an alkali metal such as sodium or potassium, the alkali metal is highly reactive, which may cause problems during firing in the manufacturing process or reduce electrical resistance. There is.
従来、その解決方法として、ニッケル酸化物からのアルカリ金属の除去が、試みられてきた。しかしながら、アルカリ金属を除去するために一般的に実施されている、湿式洗浄方法又は加熱による揮発方法では、ニッケル酸化物からアルカリ金属を効率的に且つ完全に除去することは、困難であった。 Conventionally, removal of alkali metals from nickel oxide has been attempted as a solution. However, it has been difficult to efficiently and completely remove the alkali metal from the nickel oxide by a wet cleaning method or a heating volatilization method that is generally performed to remove the alkali metal.
本発明者らは、高純度ニッケルの原料である高純度ニッケル酸化物を、低コストで、大量に、しかも環境に優しい条件で、製造する方法を、開発すべく鋭意研究した結果、本発明を完成した。 As a result of earnest research to develop a method for producing high-purity nickel oxide, which is a raw material for high-purity nickel, at a low cost, in large quantities and under environmentally friendly conditions, completed.
本願の第１発明は、ニッケル純度が４Ｎ以上であり且つナトリウム含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とするニッケル酸化物である。 1st invention of this application is nickel oxide characterized by nickel purity being 4N or more and sodium content being 100 ppm or less.
本願の第２発明は、ニッケル純度が４Ｎ以上であり且つナトリウム含有量が１００ｐｐｍ以下である、ニッケル酸化物を、製造する方法であって、ニッケルイオンの酸水溶液を水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液によって中和処理して、ニッケル純度が３Ｎ以上であるニッケル化合物を析出させる、中和工程と、上記ニッケル化合物を加熱処理してニッケル酸化物を生成し、該ニッケル酸化物を水洗処理する、加熱水洗工程と、を有することを特徴とするニッケル酸化物の製造方法である。 A second invention of the present application is a method for producing a nickel oxide having a nickel purity of 4N or more and a sodium content of 100 ppm or less, wherein the nickel ion acid aqueous solution is a sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide. Neutralizing with an aqueous solution to precipitate a nickel compound having a nickel purity of 3N or more, and the nickel compound is heated to produce nickel oxide, and the nickel oxide is washed with water. And a heated water washing step.
上記第２発明は、次の構成を採用するのが好ましい。
（ａ）中和工程の前に、ニッケルイオンの酸水溶液をイオン交換クロマトグラフィーによって処理して、ニッケルイオンの酸水溶液から重金属不純物を除去する、クロマトグラフィー工程、を有する。
（ｂ）加熱水洗工程において、加熱処理を、付着水の無い状態のニッケル酸化物の重量減少率が１７．０〜２３．０重量％となるよう、行う。
（ｃ）中和工程において、ｐＨ８．０〜１３．０の条件下で、中和処理を行う。
（ｄ）中和工程において、中和処理後に、得られたニッケル化合物を脱水処理又は水洗処理する。
The second invention preferably adopts the following configuration.
(A) Before the neutralization step, there is a chromatography step in which the nickel ion acid aqueous solution is treated by ion exchange chromatography to remove heavy metal impurities from the nickel ion acid aqueous solution.
(B) In the heated water washing step, the heat treatment is performed so that the weight reduction rate of the nickel oxide without adhering water is 17.0 to 23.0% by weight.
(C) In the neutralization step, neutralization is performed under conditions of pH 8.0 to 13.0.
(D) In the neutralization step, after the neutralization treatment, the obtained nickel compound is dehydrated or washed with water.
上記第１発明のニッケル酸化物によれば、還元することにより、５Ｎのニッケル純度を有する高純度ニッケルを得ることができる。 According to the nickel oxide of the first invention, high purity nickel having a nickel purity of 5N can be obtained by reduction.
上記第２発明の製造方法においては、加熱水洗工程においてニッケル化合物を加熱処理するので、生成したニッケル酸化物中に混入しているナトリウムが抜けやすくなる。そして、加熱処理後に水洗処理するので、ニッケル酸化物中のナトリウムが洗い流される。したがって、本発明の製造方法によれば、ナトリウム含有量を大きく低減でき、それ故に、ニッケル含有割合を大きく向上でき、したがって、ニッケル純度が４Ｎ以上であり且つナトリウム含有量が１００ｐｐｍ以下である、ニッケル酸化物を、得ることができる。得られたニッケル酸化物を還元すると、５Ｎのニッケル純度を有するニッケルを得ることができる。 In the manufacturing method of the second aspect of the invention, since the nickel compound is heat-treated in the heated water washing step, sodium mixed in the produced nickel oxide is easily removed. And since it wash-processes after heat processing, the sodium in nickel oxide is washed away. Therefore, according to the production method of the present invention, the sodium content can be greatly reduced, and therefore the nickel content ratio can be greatly improved. Therefore, the nickel purity is 4N or more and the sodium content is 100 ppm or less. Oxides can be obtained. When the obtained nickel oxide is reduced, nickel having a nickel purity of 5N can be obtained.
しかも、本発明の製造方法によれば、中和処理、加熱処理、及び水洗処理という、簡単で緩和な処理を行うだけであるので、高純度ニッケル酸化物を、低コストで、大量に、しかも環境に優しい条件で、得ることができる。 Moreover, according to the production method of the present invention, since only simple and mild treatments such as neutralization treatment, heat treatment, and water washing treatment are performed, high-purity nickel oxide is produced in a large amount at a low cost. Can be obtained in environmentally friendly conditions.
上記構成（ａ）によれば、ニッケルイオンの酸水溶液から重金属不純物を除去できるので、中和工程で得られるニッケル化合物における重金属不純物の含有量を、大きく低減できる。 According to the said structure (a), since a heavy metal impurity can be removed from the acid aqueous solution of nickel ion, content of the heavy metal impurity in the nickel compound obtained at a neutralization process can be reduced significantly.
上記構成（ｂ）によれば、加熱処理後のニッケル酸化物におけるナトリウム含有量を、良好に低減できる。 According to the said structure (b), the sodium content in the nickel oxide after heat processing can be reduced favorably.
上記構成（ｃ）によれば、ニッケル化合物の析出を促進でき、また、生成するニッケル化合物への不純物の混入を抑制できる。 According to the said structure (c), precipitation of a nickel compound can be accelerated | stimulated and mixing of the impurity to the nickel compound to produce | generate can be suppressed.
上記構成（ｄ）によれば、ニッケル化合物におけるナトリウム又はカリウムの混入量を低減できる。 According to the said structure (d), the mixing amount of sodium or potassium in a nickel compound can be reduced.
本発明のニッケル酸化物は、ニッケル純度が４Ｎ以上であり且つナトリウム含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴としている。このニッケル酸化物を還元すると、５Ｎ（９９．９９９重量％）以上のニッケル純度を有する、高純度ニッケルを、得ることができる。 The nickel oxide of the present invention is characterized in that the nickel purity is 4N or more and the sodium content is 100 ppm or less. When this nickel oxide is reduced, high-purity nickel having a nickel purity of 5N (99.999% by weight) or more can be obtained.
本発明の上記ニッケル酸化物の製造方法を、図１を参照しながら、説明する。本発明の製造方法は、（１）溶解工程、（２）クロマトグラフィー工程、（３）中和工程、及び（４）加熱水洗工程を、有している。但し、クロマトグラフィー工程は、必須ではないが、採用するのが好ましい。 The method for producing the nickel oxide of the present invention will be described with reference to FIG. The production method of the present invention includes (1) a dissolution step, (2) a chromatography step, (3) a neutralization step, and (4) a heated water washing step. However, the chromatography step is not essential, but is preferably employed.
（１）溶解工程
本工程では、ニッケル原料を酸によって処理して、ニッケルイオンの酸水溶液を生成する。すなわち、本工程では、ニッケル原料から、ニッケルイオンの酸水溶液が、得られる。
(1) Dissolution process In this process, the nickel raw material is treated with an acid to produce an acid aqueous solution of nickel ions. That is, in this step, an acid aqueous solution of nickel ions is obtained from the nickel raw material.
（1-1）ニッケル原料
ニッケル原料としては、ニッケルを含有している材料であれば、特に制限無く、使用できるが、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、ニッケルメタル等を、好ましく使用できる。
(1-1) Nickel raw material As a nickel raw material, any material containing nickel can be used without particular limitation, but nickel chloride, nickel nitrate, nickel sulfate, nickel metal, and the like can be preferably used.
ニッケル原料は、２Ｎ（９９．０重量％）〜３Ｎ（９９．９重量％）程度のニッケル純度を有していればよく、不純物として通常含有される他の金属イオンを含んでいてもよい。 The nickel raw material only needs to have a nickel purity of about 2N (99.0% by weight) to 3N (99.9% by weight), and may contain other metal ions normally contained as impurities.
（1-2）酸
ニッケル原料を処理する酸としては、ニッケルを溶解できる酸であれば、特に制限無く、使用できるが、塩酸、硫酸、弗酸、硝酸等を、好ましく使用できる。しかしながら、不純物をできるだけ含まない酸を使用するのが、好ましい。ここで、不純物としては、重金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が、挙げられる。市販されている酸をそのまま使用してもよい。
(1-2) Acid The acid for treating the nickel raw material is not particularly limited as long as it is an acid that can dissolve nickel, but hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, nitric acid and the like can be preferably used. However, it is preferred to use an acid that contains as little impurities as possible. Here, examples of the impurities include heavy metals, alkali metals, alkaline earth metals, and the like. A commercially available acid may be used as it is.
塩酸を使用する場合は、高純度水に高純度の塩酸ガスを吹き込んで調製した塩酸を、使用するのが、好ましい。 When hydrochloric acid is used, it is preferable to use hydrochloric acid prepared by blowing high purity hydrochloric acid gas into high purity water.
酸の濃度は、ニッケル原料を十分に溶解できる濃度であれば、特に制限は無いが、３ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましい。 The concentration of the acid is not particularly limited as long as it can sufficiently dissolve the nickel raw material, but is preferably 3 mol / L or more.
処理方法としては、ニッケルを酸によって溶解できる方法であれば、特に制限無く、実施できる。しかしながら、不純物の混入を防止できる形態を有し、且つ、不純物を溶出しない材料で形成された、容器を、用いて、ニッケルを、攪拌しながら少しずつ溶解させる、方法が、好ましい。 Any treatment method can be used without particular limitation as long as it can dissolve nickel with an acid. However, a method in which nickel is dissolved little by little with stirring using a container that has a form that can prevent contamination of impurities and that does not elute impurities, is preferable.
（1-3）なお、本工程で得られたニッケルイオンの酸水溶液については、次の工程の前に、元素分析を行うことが好ましい。元素分析の方法としては、特に制限はないが、ニッケル、他の重金属、アルカリ金属、又はアルカリ土類金属についての、検出限界が、１ｐｐｔ程度である、方法又は装置を、使用するのが好ましい。そのような装置としては、具体的には、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）が挙げられる。 (1-3) It should be noted that the nickel ion acid aqueous solution obtained in this step is preferably subjected to elemental analysis before the next step. Although there is no restriction | limiting in particular as an elemental analysis method, It is preferable to use the method or apparatus whose detection limit is about 1ppt about nickel, another heavy metal, an alkali metal, or an alkaline-earth metal. Specific examples of such an apparatus include an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS).
（２）クロマトグラフィー工程
本工程では、ニッケルイオンの酸水溶液をイオン交換クロマトグラフィーによって処理して、ニッケルイオンの酸水溶液から重金属不純物を除去する。
(2) Chromatography step In this step, the nickel ion acid aqueous solution is treated by ion exchange chromatography to remove heavy metal impurities from the nickel ion acid aqueous solution.
イオン交換クロマトグラフィーによる処理方法としては、公知の種々の方法を使用できる。具体的には、除去すべき不純物が２価の陽イオン（銅イオン、コバルトイオン等）の場合には、公知の陰イオン交換クロマトグラフィー装置（Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ ４６１（２００４）９４−９８）を使用できる。 Various known methods can be used as a treatment method by ion exchange chromatography. Specifically, when the impurities to be removed are divalent cations (copper ions, cobalt ions, etc.), a known anion exchange chromatography apparatus (Thin Solid Films 461 (2004) 94-98) is used. it can.
（３）中和工程
本工程では、ニッケルイオンの酸水溶液をアルカリ水溶液によって中和処理して、ニッケル純度が３Ｎ以上であるニッケル化合物（ニッケル水酸化物）を析出させる。
(3) Neutralization step In this step, an acid aqueous solution of nickel ions is neutralized with an alkaline aqueous solution to precipitate a nickel compound (nickel hydroxide) having a nickel purity of 3N or higher.
本工程では、ニッケルイオンの酸水溶液を、湿式処理すなわちアルカリ水溶液によって中和処理することによって、ニッケル化合物を沈澱させている。すなわち、本工程では、ニッケルイオンが不溶性のニッケル化合物として沈殿し、他の不純物（他の金属イオン等）が反応溶液中に溶解したままとなり、その結果、ニッケルのみが分離される。 In this step, the nickel compound is precipitated by neutralizing the acid aqueous solution of nickel ions with a wet treatment, that is, an alkaline aqueous solution. That is, in this step, nickel ions are precipitated as an insoluble nickel compound, and other impurities (other metal ions and the like) remain dissolved in the reaction solution, and as a result, only nickel is separated.
（3-1）アルカリ水溶液
アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を、使用する。半導体製造用として市販されている、高純度水酸化ナトリウム水溶液を、そのまま使用してもよい。或いは、高純度ナトリウム又は高純度水酸化ナトリウムを高純度水に溶解して調製した、水酸化ナトリウム水溶液を、使用してもよい。また、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムが、不純物として問題とならない場合には、水酸化ナトリウム水溶液を使用するのが好ましい。また、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムが、不純物として問題となる場合には、中和時の反応条件、特にｐＨを、制御すれば、結晶構造内へのナトリウム又はカリウムの混入量を低減できる。また、中和処理後の脱水処理及び水洗処理によっても、ニッケル化合物へのナトリウム又はカリウムの混入量を低減できる。アルカリ水溶液の濃度は、特に制限は無いが、５〜２０ｍｏｌ／Ｌの範囲が好ましい。
(3-1) Alkaline aqueous solution As the alkaline aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution is used. A high-purity sodium hydroxide aqueous solution commercially available for semiconductor production may be used as it is. Alternatively, an aqueous sodium hydroxide solution prepared by dissolving high purity sodium or high purity sodium hydroxide in high purity water may be used. In addition, when sodium, potassium, and magnesium are not problematic as impurities, it is preferable to use an aqueous sodium hydroxide solution. When sodium, potassium, and magnesium are problematic as impurities, the amount of sodium or potassium mixed into the crystal structure can be reduced by controlling the reaction conditions during neutralization, particularly pH. Also, the amount of sodium or potassium mixed into the nickel compound can be reduced by the dehydration treatment and the water washing treatment after the neutralization treatment. The concentration of the aqueous alkaline solution is not particularly limited but is preferably in the range of 5 to 20 mol / L.
（3-2）中和処理
（3-2-1）ｐＨ
反応中の水溶液のｐＨとしては、ニッケルイオンが不溶性のニッケル化合物となる範囲であれば、特に制限は無いが、８以上の範囲が好ましい。本工程では、ニッケル化合物が十分に沈殿して反応溶液から分離され、且つ、不純物がその沈殿に混入しない、条件として、ｐＨが８．０〜１３．０に維持されるのが好ましい。
(3-2) Neutralization (3-2-1) pH
The pH of the aqueous solution during the reaction is not particularly limited as long as nickel ions are in an insoluble nickel compound, but a range of 8 or more is preferable. In this step, the pH is preferably maintained at 8.0 to 13.0 as a condition that the nickel compound is sufficiently precipitated and separated from the reaction solution, and impurities are not mixed into the precipitate.
（3-2-2）処理方法
ニッケルイオンの酸水溶液とアルカリ水溶液との反応方法としては、特に制限は無いが、両水溶液を同時に反応槽中の水に添加する方法が好ましい。その場合の添加速度は、特に制限はない。また、反応槽中の両水溶液は攪拌装置で十分攪拌することが好ましい。反応終了後は、沈殿を十分に熟成するために、しばらく攪拌を続けることが好ましい。反応温度については、特に制限は無いが、２０〜８０℃の範囲を維持することが好ましい。
(3-2-2) Treatment Method The reaction method of the nickel ion acid aqueous solution and the alkaline aqueous solution is not particularly limited, but a method of simultaneously adding both aqueous solutions to the water in the reaction vessel is preferable. In this case, the addition rate is not particularly limited. Moreover, it is preferable that both aqueous solutions in the reaction vessel are sufficiently stirred with a stirring device. After completion of the reaction, it is preferable to continue stirring for a while in order to sufficiently mature the precipitate. Although there is no restriction | limiting in particular about reaction temperature, It is preferable to maintain the range of 20-80 degreeC.
反応形式としては、特に制限は無く、いわゆるバッチ式又は連続式のいずれでもよい。連続式の場合には、反応装置に設けたオーバーフローパイプから、生成したニッケル化合物の沈殿を連続的に取り出すことができるので、効率的に実施できる。 There is no restriction | limiting in particular as a reaction format, Either what is called a batch type or a continuous type may be sufficient. In the case of the continuous type, since the precipitate of the produced nickel compound can be continuously taken out from the overflow pipe provided in the reaction apparatus, it can be carried out efficiently.
（3-3）濾取・乾燥
得られたニッケル化合物の沈澱は、種々の公知の方法、例えば、デカンテーション方法、フィルタによる濾取方法によって、反応溶液から容易に分離できる。
(3-3) Filtration / drying The resulting nickel compound precipitate can be easily separated from the reaction solution by various known methods such as decantation and filtration using a filter.
また、沈殿中に溶液の形態で混入している不純物イオンは、高純度水によって、数回、十分に洗浄することによって、容易に洗い流すことができる。 Impurity ions mixed in the form of a solution during precipitation can be easily washed away by sufficiently washing several times with high-purity water.
反応溶液から分離されたニッケル化合物は、通常の公知の乾燥方法によって、十分に乾燥でき、具体的には、真空乾燥装置内にて、４０〜１００℃で１０〜２０時間保持することによって、乾燥できる。 The nickel compound separated from the reaction solution can be sufficiently dried by an ordinary known drying method. Specifically, the nickel compound is dried by being held at 40 to 100 ° C. for 10 to 20 hours in a vacuum drying apparatus. it can.
（４）加熱水洗工程
本工程では、ニッケル化合物を加熱処理（すなわち脱水縮合処理）してニッケル酸化物を生成し、該ニッケル酸化物を水洗処理する。
(4) Heated water washing process In this process, a nickel compound is heat-processed (namely, dehydration condensation process), nickel oxide is produced | generated, and this nickel oxide is water-washed.
加熱処理は、３００〜１０００℃で行う。 The heat treatment is performed at 300 to 1000 ° C.
表１は、加熱処理による、付着水の無い状態のニッケル酸化物の重量減少率と、ナトリウム残存率と、の関係を示している。ナトリウム残存率（％）は、［加熱処理後のナトリウム含有量／加熱処理前のナトリウム含有量］×１００である。ナトリウム残存率は、１５％以下が好ましく、したがって、好ましい重量減少率は、１７．０〜２３．０重量％である。重量減少率が１７．０重量％未満である場合には、ニッケル酸化物の濾過性が悪化し、作業効率が悪くなる。一方、重量減少率が２３．０重量％を超える場合には、凝集が起こるために、ニッケル化合物に含まれているナトリウム又はカリウムを低減するのが困難となる。それ故、本工程では、加熱処理は、重量減少率が１７．０〜２３．０重量％となるよう、行うのが、好ましい。 Table 1 shows the relationship between the weight reduction rate of nickel oxide in the state without adhering water and the sodium residual rate due to heat treatment. The sodium residual rate (%) is [sodium content after heat treatment / sodium content before heat treatment] × 100. The sodium residual rate is preferably 15% or less, and therefore the preferred weight loss rate is 17.0 to 23.0% by weight. When the weight reduction rate is less than 17.0% by weight, the filterability of the nickel oxide is deteriorated and the working efficiency is deteriorated. On the other hand, when the weight reduction rate exceeds 23.0% by weight, aggregation occurs and it is difficult to reduce sodium or potassium contained in the nickel compound. Therefore, in this step, it is preferable to perform the heat treatment so that the weight reduction rate is 17.0 to 23.0% by weight.
そして、加熱処理後に、得られたニッケル酸化物を水洗処理することによって、ニッケル酸化物に混入しているナトリウム又はカリウムを洗い流すことができる。 And the sodium or potassium mixed in nickel oxide can be washed away by carrying out the water washing process of the obtained nickel oxide after heat processing.
次に、本発明を、実施例に基づいて、詳しく説明する。但し、本発明は、これらの実施例に限定されない。なお、以下の実施例及び比較例において、製造途中の元素分析は、ＩＣＰ−ＭＳ（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製 Ｏｐｔｉｍａ ４３００ＤＶ）を用いて行った。また、その測定データは、測定した元素の、ニッケルに対する濃度である。すなわち、測定元素の濃度＝測定元素の総量／ニッケルの総量、である。 Next, the present invention will be described in detail based on examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the following Examples and Comparative Examples, elemental analysis during production was performed using ICP-MS (Optima 4300 DV manufactured by PerkinElmer). The measurement data is the concentration of the measured element with respect to nickel. That is, the concentration of the measurement element = total amount of measurement element / total amount of nickel.
以下に示すようにして、ニッケル酸化物を製造した。 Nickel oxide was produced as shown below.
（１）溶解工程
ニッケル原料１６１０ｇを、粉砕して、３５％の塩酸（関東化学社製、製品番号１８０７８−８０）１５Ｌ中に投入して溶解した。これにより、ニッケルイオンの酸水溶液を得た。この酸水溶液に、蒸留水を５Ｌ加え、酸水溶液の全量を２０Ｌとした。得られたニッケルイオンの酸水溶液について、元素分析を行った。その結果を表２に示す。
(1) Melting step 1610 g of nickel raw material was pulverized and charged into 15 L of 35% hydrochloric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., product number 18078-80) and dissolved. Thereby, an acid aqueous solution of nickel ions was obtained. 5 L of distilled water was added to this acid aqueous solution to make the total amount of the acid aqueous solution 20 L. The obtained nickel ion acid aqueous solution was subjected to elemental analysis. The results are shown in Table 2.
（２）クロマトグラフィー工程
得られたニッケルイオンの酸水溶液２０Ｌを、陰イオン交換樹脂３０Ｌ（三菱化学株式会社製、製品名ＤＩＡＩＯＮ ＳＡ１０Ａ、直径１２ｃｍの塩化ビニル製カラムに充填）に流した、すなわち、イオン交換クロマトグラフィーによって処理した。これにより、ニッケルイオンは、陰イオン交換樹脂に吸着され、その他の元素イオンから分離された。次に、溶離液（濃度が４ｍｏｌ／Ｌの塩酸）を流して、ニッケルイオンを溶離した。得られた溶離液について、元素分析を行った。その結果を表３に示す。
(2) Chromatography step The obtained nickel ion acid aqueous solution 20L was passed through an anion exchange resin 30L (Mitsubishi Chemical Corporation, product name DIAION SA10A, packed in a 12 cm diameter vinyl chloride column), that is, Processed by ion exchange chromatography. As a result, nickel ions were adsorbed on the anion exchange resin and separated from other element ions. Next, an eluent (hydrochloric acid having a concentration of 4 mol / L) was flowed to elute nickel ions. The obtained eluent was subjected to elemental analysis. The results are shown in Table 3.
表２及び表３からわかるように、クロマトグラフィー工程を経ることによって、ニッケルイオンの酸水溶液から、重金属不純物が大きく低減されている。 As can be seen from Table 2 and Table 3, through the chromatography step, heavy metal impurities are greatly reduced from the acid aqueous solution of nickel ions.
（３）中和工程
反応槽として、１５Ｌ容積の塩化ビニル製円筒容器（半径１３ｃｍ、高さ２５ｃｍ）を用いた。そして、予め、反応槽に、イオン交換蒸留水を３Ｌ入れた。この反応槽に、ニッケルイオンの酸水溶液８Ｌと、４８％水酸化ナトリウム水溶液（鶴見曹達株式会社製、Ultra Pureグレード、製品名CLEARCUT-S）３．５Ｌとを、同時に、定量滴下装置を用いて６時間かけて滴下した。ニッケルイオンの酸水溶液の滴下速度は、２１ｍｌ／分であった。なお、滴下作業中においては、反応槽内の溶液の温度を４０℃に制御し、また、反応槽内の溶液のｐＨを、ｐＨ制御計によって、１１．２に維持し、また、反応槽内の溶液を、反応槽の中心に配置した、半径３．５ｃｍのプロペラ形状撹拌器によって、回転速度４００ｒｐｍで攪拌した。
(3) Neutralization process As a reaction tank, a 15 L volume vinyl chloride cylindrical container (radius 13 cm, height 25 cm) was used. And 3L of ion exchange distilled water was put into the reaction tank in advance. In this reaction tank, 8 L of nickel ion acid aqueous solution and 3.5 L of 48% sodium hydroxide aqueous solution (manufactured by Tsurumi Soda Co., Ltd., Ultra Pure grade, product name CLEARCUT-S) were simultaneously used. It was dripped over 6 hours. The dropping rate of the nickel ion acid aqueous solution was 21 ml / min. During the dropping operation, the temperature of the solution in the reaction vessel is controlled to 40 ° C., and the pH of the solution in the reaction vessel is maintained at 11.2 by a pH controller. The solution was stirred at a rotational speed of 400 rpm by a propeller-shaped stirrer having a radius of 3.5 cm and placed in the center of the reaction vessel.
反応槽においては、上記滴下に伴って、黄緑色の沈殿が生成した。上記滴下後、反応槽内の沈澱を、デカンテーションにより２回水洗し、吸引濾過機によって濾取した。そして、得られた沈殿を、約６０℃で、真空下で、１０時間乾燥した。これにより、ニッケル化合物２５０ｇが得られた。 In the reaction vessel, a yellowish green precipitate was generated with the dropping. After the dropping, the precipitate in the reaction vessel was washed with water twice by decantation and collected by a suction filter. The resulting precipitate was dried at about 60 ° C. under vacuum for 10 hours. As a result, 250 g of a nickel compound was obtained.
得られたニッケル化合物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、６３．３重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｐ−３ｍ１に属している。
・ニッケル純度は、９９．９６８５重量％である。
・マンガン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、及び鉛の含有量は、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、２７０．６ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel compound were as follows.
-Nickel content is 63.3% by weight.
The crystal structure belongs to the space group P-3m1 from the X-ray diffraction pattern.
Nickel purity is 99.9685% by weight.
-Content of manganese, cobalt, iron, copper, zinc, and lead are all 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 270.6 ppm.
すなわち、得られたニッケル化合物では、ニッケル純度が３Ｎである。 That is, in the obtained nickel compound, the nickel purity is 3N.
（４）加熱水洗工程
得られたニッケル化合物を、５００℃で加熱処理した後、デカンテーションにより１回水洗処理して、１００℃で、乾燥した。これにより、ニッケル酸化物２００ｇが得られた。
(4) Heated water washing process After the obtained nickel compound was heat-treated at 500 ° C, it was washed once with decantation and dried at 100 ° C. Thereby, 200 g of nickel oxide was obtained.
得られたニッケル酸化物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、７８．４重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｒ−３ｍに属している。
・ニッケル純度は、９９．９９１４重量％である。
・マンガン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、及び鉛の含有量は、ニッケル化合物の場合と同様に、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、ニッケル化合物の場合と比較すると、約６分の１に低減しており、４０．８７ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel oxide were as follows.
-Nickel content is 78.4 weight%.
The crystal structure belongs to the space group R-3m from the X-ray diffraction pattern.
-Nickel purity is 99.9914 weight%.
-Content of manganese, cobalt, iron, copper, zinc, and lead is 1.0 ppm or less similarly to the case of the nickel compound.
-Sodium content is reduced to about 1/6 compared with the case of a nickel compound, and is 40.87 ppm.
すなわち、得られたニッケル酸化物では、ニッケル純度が４Ｎであり、また、ナトリウム含有量が１００ｐｐｍ以下である。 That is, the obtained nickel oxide has a nickel purity of 4N and a sodium content of 100 ppm or less.
以下に示すようにして、ニッケル酸化物を製造した。実施例２は、クロマトグラフィー工程を実施しなかった点が、実施例１とは異なっている。 Nickel oxide was produced as shown below. Example 2 differs from Example 1 in that the chromatography step was not performed.
（１）溶解工程
実施例１と同様に実施した。
(1) Dissolution process It carried out like Example 1.
（２）クロマトグラフィー工程
実施しなかった。
(2) Chromatography step Not performed.
（３）中和工程
実施例１と同様に実施した。これにより、ニッケル化合物２５０ｇが得られた。
(3) Neutralization step The same procedure as in Example 1 was performed. As a result, 250 g of a nickel compound was obtained.
得られたニッケル化合物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、６３．５重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｐ−３ｍ１に属している。
・ニッケル純度は、９９．９６７５重量％である。
・マンガン及び鉛の含有量は、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、２７２．６ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel compound were as follows.
-Nickel content is 63.5 weight%.
The crystal structure belongs to the space group P-3m1 from the X-ray diffraction pattern.
Nickel purity is 99.9675 wt%.
-Both manganese and lead content are 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 272.6 ppm.
すなわち、得られたニッケル化合物では、ニッケル純度が３Ｎである。 That is, in the obtained nickel compound, the nickel purity is 3N.
（４）加熱水洗工程
実施例１と同様に実施した。これにより、ニッケル酸化物２００ｇが得られた。
(4) Heated water washing process It implemented similarly to Example 1. FIG. Thereby, 200 g of nickel oxide was obtained.
得られたニッケル酸化物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、７８．０重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｒ−３ｍに属している。
・ニッケル純度は、９９．９９０３重量％である。
・マグネシウム、マンガン、及び鉛の含有量は、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、４２．８７ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel oxide were as follows.
-Nickel content is 78.0 weight%.
The crystal structure belongs to the space group R-3m from the X-ray diffraction pattern.
-Nickel purity is 99.9033 weight%.
-Content of magnesium, manganese, and lead are all 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 42.87 ppm.
すなわち、得られたニッケル酸化物では、ニッケル純度が４Ｎであり、また、ナトリウム含有量が１００ｐｐｍ以下である。 That is, the obtained nickel oxide has a nickel purity of 4N and a sodium content of 100 ppm or less.
以下に示すようにして、ニッケル酸化物を製造した。実施例３は、中和工程を連続法で行った点が、実施例１とは異なっている。 Nickel oxide was produced as shown below. Example 3 differs from Example 1 in that the neutralization step was performed by a continuous method.
（１）溶解工程
ニッケル原料１６１０ｇを、粉砕して、３５％の塩酸１５Ｌに投入して溶解し、更に蒸留水を５Ｌ加えて、ニッケル濃度が２０ｇ／Ｌの、塩化ニッケル水溶液すなわちニッケルイオンの酸水溶液２０Ｌを得た。
(1) Dissolution step 1610 g of nickel raw material is pulverized, dissolved in 15 L of 35% hydrochloric acid, dissolved, and 5 L of distilled water is further added to form a nickel chloride aqueous solution, ie, nickel ion acid, having a nickel concentration of 20 g / L. 20 L of aqueous solution was obtained.
（２）クロマトグラフィー工程
実施例１と同様に実施した。
(2) Chromatography step The same procedure as in Example 1 was performed.
（３）中和工程
実施例１と同様に実施した。但し、連続法により実施した。すなわち、生成したニッケル化合物を、オーバーフロー管からオーバーフローさせて取り出し、水洗し、脱水処理した。これにより、ニッケル化合物２５０ｇが得られた。
(3) Neutralization step The same procedure as in Example 1 was performed. However, it was carried out by a continuous method. That is, the produced nickel compound was overflowed from the overflow pipe, taken out, washed with water, and dehydrated. As a result, 250 g of a nickel compound was obtained.
得られたニッケル化合物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、６３．７重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｐ−３ｍ１に属している。
・ニッケル純度は、９９．９６８４重量％である。
・マンガン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、及び鉛の含有量は、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、２７２．０ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel compound were as follows.
-Nickel content is 63.7 weight%.
The crystal structure belongs to the space group P-3m1 from the X-ray diffraction pattern.
Nickel purity is 99.9684% by weight.
-Content of manganese, cobalt, iron, copper, zinc, and lead are all 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 272.0 ppm.
すなわち、得られたニッケル化合物では、ニッケル純度が３Ｎである。 That is, in the obtained nickel compound, the nickel purity is 3N.
（４）加熱水洗工程
実施例１と同様に実施した。これにより、ニッケル酸化物２００ｇが得られた。
(4) Heated water washing process It implemented similarly to Example 1. FIG. Thereby, 200 g of nickel oxide was obtained.
得られたニッケル酸化物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、７８．０重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｒ−３ｍに属している。
・ニッケル純度は、９９．９９１８重量％である。
・マンガン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、及び鉛の含有量は、ニッケル化合物の場合と同様に、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、４１．２２ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel oxide were as follows.
-Nickel content is 78.0 weight%.
The crystal structure belongs to the space group R-3m from the X-ray diffraction pattern.
Nickel purity is 99.9918 wt%.
-Content of manganese, cobalt, iron, copper, zinc, and lead is 1.0 ppm or less similarly to the case of the nickel compound.
-Content of sodium is 41.22 ppm.
すなわち、得られたニッケル酸化物では、ニッケル純度が４Ｎであり、また、ナトリウム含有量が１００ｐｐｍ以下である。 That is, the obtained nickel oxide has a nickel purity of 4N and a sodium content of 100 ppm or less.
以下に示すようにして、ニッケル酸化物を製造した。実施例４は、中和工程で用いたアルカリ水溶液が水酸化カリウム水溶液である点が、実施例１とは異なっている。 Nickel oxide was produced as shown below. Example 4 is different from Example 1 in that the alkaline aqueous solution used in the neutralization step is a potassium hydroxide aqueous solution.
（１）溶解工程
実施例１と同様に実施した。
(1) Dissolution process It carried out like Example 1.
（２）クロマトグラフィー工程
実施例１と同様に実施した。
(2) Chromatography step The same procedure as in Example 1 was performed.
（３）中和工程
実施例１と同様に実施した。但し、４８％水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、４８％水酸化カリウム水溶液（鶴見曹達株式会社製、Ultra Pureグレード）を用いた。これにより、ニッケル化合物２５０ｇが得られた。
(3) Neutralization step The same procedure as in Example 1 was performed. However, instead of the 48% sodium hydroxide aqueous solution, a 48% potassium hydroxide aqueous solution (manufactured by Tsurumi Soda Co., Ltd., Ultra Pure grade) was used. As a result, 250 g of a nickel compound was obtained.
得られたニッケル化合物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、６３．０重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｐ−３ｍ１に属している。
・ニッケル純度は、９９．９７８５重量％である。
・マンガン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、及び鉛の含有量は、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・カリウムの含有量は、１７０．６ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel compound were as follows.
-Nickel content is 63.0 weight%.
The crystal structure belongs to the space group P-3m1 from the X-ray diffraction pattern.
Nickel purity is 99.9785% by weight.
-Content of manganese, cobalt, iron, copper, zinc, and lead are all 1.0 ppm or less.
-Content of potassium is 170.6 ppm.
すなわち、得られたニッケル化合物では、ニッケル純度が３Ｎである。 That is, in the obtained nickel compound, the nickel purity is 3N.
（４）加熱水洗工程
実施例１と同様に実施した。これにより、ニッケル酸化物２００ｇが得られた。
(4) Heated water washing process It implemented similarly to Example 1. FIG. Thereby, 200 g of nickel oxide was obtained.
得られたニッケル酸化物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、７８．０重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｒ−３ｍに属している。
・ニッケル純度は、９９．９９１５重量％である。
・マンガン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、及び鉛の含有量は、ニッケル化合物の場合と同様に、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・カリウムの含有量は、４０．６ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel oxide were as follows.
-Nickel content is 78.0 weight%.
The crystal structure belongs to the space group R-3m from the X-ray diffraction pattern.
Nickel purity is 99.9915% by weight.
-Content of manganese, cobalt, iron, copper, zinc, and lead is 1.0 ppm or less similarly to the case of the nickel compound.
-The content of potassium is 40.6 ppm.
すなわち、得られたニッケル酸化物では、ニッケル純度が４Ｎであり、また、ナトリウム含有量が１００ｐｐｍ以下である。 That is, the obtained nickel oxide has a nickel purity of 4N and a sodium content of 100 ppm or less.
以下に示すようにして、ニッケル酸化物を製造した。比較例１は、加熱水洗工程において水洗処理を行わなかった点が、実施例１とは異なっている。 Nickel oxide was produced as shown below. Comparative Example 1 is different from Example 1 in that the water washing treatment was not performed in the heated water washing step.
（１）溶解工程
実施例１と同様に実施した。
(1) Dissolution process It carried out like Example 1.
（２）クロマトグラフィー工程
実施例１と同様に実施した。
(2) Chromatography step The same procedure as in Example 1 was performed.
（３）中和工程
実施例１と同様に実施した。これにより、ニッケル化合物２５０ｇが得られた。
(3) Neutralization step The same procedure as in Example 1 was performed. As a result, 250 g of a nickel compound was obtained.
得られたニッケル化合物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、６３．０重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｐ−３ｍ１に属している。
・ニッケル純度は、９９．９０９８重量％である。
・マグネシウム、マンガン、コバルト、鉄、銅、及び亜鉛の含有量は、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、８５０．２５ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel compound were as follows.
-Nickel content is 63.0 weight%.
The crystal structure belongs to the space group P-3m1 from the X-ray diffraction pattern.
Nickel purity is 99.9098% by weight.
-Magnesium, manganese, cobalt, iron, copper, and zinc content are all 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 850.25 ppm.
（４）加熱水洗工程
実施例１とは異なり、水洗処理は行わず、加熱処理のみ行った。これにより、ニッケル酸化物２００ｇが得られた。
(4) Heated water washing process Unlike Example 1, the water washing process was not performed but only the heat processing was performed. Thereby, 200 g of nickel oxide was obtained.
得られたニッケル酸化物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、７８．５重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｒ−３ｍに属している。
・ニッケル純度は、９９．９１００重量％である。
・マンガン、コバルト、鉄、銅、鉛、及び亜鉛の含有量は、ニッケル化合物の場合と同様に、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、８５０．０ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel oxide were as follows.
-Nickel content is 78.5 weight%.
The crystal structure belongs to the space group R-3m from the X-ray diffraction pattern.
-Nickel purity is 99.9100 weight%.
-Content of manganese, cobalt, iron, copper, lead, and zinc is 1.0 ppm or less, as in the case of the nickel compound.
-Content of sodium is 850.0 ppm.
すなわち、得られたニッケル酸化物では、ニッケル純度が３Ｎしかなく、また、ナトリウム含有量が１００ｐｐｍを超えている。 That is, in the obtained nickel oxide, the nickel purity is only 3N and the sodium content exceeds 100 ppm.
以下に示すようにして、ニッケル酸化物を製造した。比較例２は、加熱水洗工程において水洗処理を行わない点が、実施例２とは異なっている。すなわち、比較例２は、クロマトグラフィー工程を実施しなかった点、及び、加熱水洗工程において水洗処理を行わなかった点が、実施例１とは異なっている。 Nickel oxide was produced as shown below. Comparative Example 2 is different from Example 2 in that the washing process is not performed in the heated washing process. That is, Comparative Example 2 is different from Example 1 in that the chromatography step was not performed and the water washing treatment was not performed in the heated water washing step.
（１）溶解工程
実施例１と同様に実施した。
(1) Dissolution process It carried out like Example 1.
（２）クロマトグラフィー工程
実施しなかった。
(2) Chromatography step Not performed.
（３）中和工程
実施例１と同様に実施した。これにより、ニッケル化合物２５０ｇが得られた。
(3) Neutralization step The same procedure as in Example 1 was performed. As a result, 250 g of a nickel compound was obtained.
得られたニッケル化合物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、６３．４重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｐ−３ｍ１に属している。
・ニッケル純度は、９９．９０４５重量％である。
・マグネシウム、マンガン、及び鉛の含有量は、いずれも１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、９００．２５ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel compound were as follows.
-Nickel content is 63.4 weight%.
The crystal structure belongs to the space group P-3m1 from the X-ray diffraction pattern.
-Nickel purity is 99.9045 weight%.
-Magnesium, manganese, and lead content are all 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 900.25 ppm.
（４）加熱水洗工程
実施例１とは異なり、水洗処理は行わず、加熱処理のみ行った。これにより、ニッケル酸化物２００ｇが得られた。
(4) Heated water washing process Unlike Example 1, the water washing process was not performed but only the heat processing was performed. Thereby, 200 g of nickel oxide was obtained.
得られたニッケル酸化物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、７８．３重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｒ−３ｍに属している。
・ニッケル純度は、９９．９０５５重量％である。
・マグネシウム、マンガン、及び鉛の含有量は、ニッケル化合物の場合と同様に、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、９００．０ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel oxide were as follows.
-Nickel content is 78.3 weight%.
The crystal structure belongs to the space group R-3m from the X-ray diffraction pattern.
-Nickel purity is 99.9055 weight%.
-Magnesium, manganese, and lead content are all 1.0 ppm or less like the case of a nickel compound.
-Content of sodium is 900.0 ppm.
すなわち、得られたニッケル酸化物では、ニッケル純度が３Ｎしかなく、また、ナトリウム含有量が１００ｐｐｍを超えている。 That is, in the obtained nickel oxide, the nickel purity is only 3N and the sodium content exceeds 100 ppm.
以下に示すようにして、ニッケル酸化物を製造した。比較例３は、クロマトグラフィー工程を実施しなかった点、及び、加熱水洗工程において水洗処理を行わなかった点が、実施例３とは異なっている。すなわち、比較例３は、クロマトグラフィー工程を実施しなかった点、中和工程を連続法で行った点、及び、加熱水洗工程において水洗処理を行わなかった点が、実施例１とは異なっている。 Nickel oxide was produced as shown below. Comparative Example 3 is different from Example 3 in that the chromatography step was not performed and the water washing treatment was not performed in the heated water washing step. That is, Comparative Example 3 was different from Example 1 in that the chromatography step was not performed, the neutralization step was performed by a continuous method, and the water washing treatment was not performed in the heated water washing step. Yes.
（１）溶解工程
ニッケル原料１６００ｇを、粉砕して、３５％の塩酸１５Ｌに投入して溶解し、更に蒸留水を５Ｌ加えて、ニッケル濃度が２０ｇ／Ｌの、塩化ニッケル水溶液すなわちニッケルイオンの酸水溶液２０Ｌを得た。
(1) Dissolution process 1600 g of nickel raw material is pulverized, dissolved in 15 L of 35% hydrochloric acid, dissolved, and 5 L of distilled water is further added to form a nickel chloride aqueous solution, ie, nickel ion acid, having a nickel concentration of 20 g / L. 20 L of aqueous solution was obtained.
（２）クロマトグラフィー工程
実施しなかった。
(2) Chromatography step Not performed.
（３）中和工程
実施例１と同様に実施した。但し、連続法により実施した。すなわち、生成したニッケル化合物を、オーバーフロー管からオーバーフローさせて取り出し、水洗し、脱水処理した。これにより、ニッケル化合物２４０ｇが得られた。
(3) Neutralization step The same procedure as in Example 1 was performed. However, it was carried out by a continuous method. That is, the produced nickel compound was overflowed from the overflow pipe, taken out, washed with water, and dehydrated. As a result, 240 g of a nickel compound was obtained.
得られたニッケル化合物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、６３．０重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｐ−３ｍ１に属している。
・ニッケル純度は、９９．９６８５重量％である。
・マンガン、コバルト、鉄、銅、鉛、及び亜鉛の含有量は、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、２７０．６ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel compound were as follows.
-Nickel content is 63.0 weight%.
The crystal structure belongs to the space group P-3m1 from the X-ray diffraction pattern.
Nickel purity is 99.9685% by weight.
-Content of manganese, cobalt, iron, copper, lead, and zinc are all 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 270.6 ppm.
（４）加熱水洗工程
実施例１とは異なり、水洗処理は行わず、加熱処理のみ行った。これにより、ニッケル酸化物２００ｇが得られた。
(4) Heated water washing process Unlike Example 1, the water washing process was not performed but only the heat processing was performed. Thereby, 200 g of nickel oxide was obtained.
得られたニッケル酸化物の物性は、次のとおりであった。
・ニッケル含有量は、７８．０重量％である。
・結晶構造は、Ｘ線回折パターンから、空間群Ｒ−３ｍに属している。
・ニッケル純度は、９９．９６７３重量％である。
・マンガンの含有量は、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、２６９．０ｐｐｍである。
The physical properties of the obtained nickel oxide were as follows.
-Nickel content is 78.0 weight%.
The crystal structure belongs to the space group R-3m from the X-ray diffraction pattern.
-Nickel purity is 99.9673 weight%.
-Manganese content is 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 269.0 ppm.
すなわち、得られたニッケル酸化物では、ニッケル純度が３Ｎしかなく、また、ナトリウム含有量が１００ｐｐｍを超えている。 That is, in the obtained nickel oxide, the nickel purity is only 3N and the sodium content exceeds 100 ppm.
以下に示すようにして、ニッケル酸化物を製造しようとした。比較例４は、中和工程で用いたアルカリ水溶液が水酸化アンモニウム水溶液である点が、実施例１とは異なっている。 An attempt was made to produce nickel oxide as follows. Comparative Example 4 is different from Example 1 in that the alkaline aqueous solution used in the neutralization step is an ammonium hydroxide aqueous solution.
（１）溶解工程
ニッケル原料１６１０ｇを、粉砕して、３５％の塩酸１５Ｌに投入して溶解し、更に蒸留水を５Ｌ加えて、ニッケル濃度が２０ｇ／Ｌの、塩化ニッケル水溶液すなわちニッケルイオンの酸水溶液２０Ｌを得た。
(1) Dissolution step 1610 g of nickel raw material is pulverized, dissolved in 15 L of 35% hydrochloric acid, dissolved, and 5 L of distilled water is further added to form a nickel chloride aqueous solution, ie, nickel ion acid, having a nickel concentration of 20 g / L. 20 L of aqueous solution was obtained.
（２）クロマトグラフィー工程
実施例１と同様に実施した。
(2) Chromatography step The same procedure as in Example 1 was performed.
（３）中和工程
実施例１と同様に実施した。但し、反応槽に、塩化ニッケル水溶液８Ｌと、２８％水酸化アンモニウム水溶液（関東化学社製、特級グレード、製品番号０１２６６−８０）とを、同時に、定量滴下装置を用いて６時間かけて滴下した。また、滴下作業中における反応槽内の溶液のｐＨは、１０．０に維持した。
(3) Neutralization step The same procedure as in Example 1 was performed. However, 8 L of nickel chloride aqueous solution and 28% ammonium hydroxide aqueous solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade, product number 01266-80) were simultaneously dropped into the reaction vessel over 6 hours using a quantitative dropping device. . The pH of the solution in the reaction vessel during the dropping operation was maintained at 10.0.
反応槽においては、上記滴下に伴って、黄緑色の沈殿が生成したが、上澄み液も黄緑色を有していた。すなわち、ニッケル化合物は、完全には沈殿していなかった。したがって、ニッケル化合物の収率は低かった。 In the reaction tank, a yellowish green precipitate was produced along with the dropping, but the supernatant liquid also had a yellowish green color. That is, the nickel compound was not completely precipitated. Therefore, the yield of nickel compound was low.
加熱蒸発乾固法によって、ニッケル化合物を製造した。すなわち、テフロン（登録商標）製１０００ｍｌの円筒型ビーカーに、塩化ニッケル水溶液５００ｍｌを投入し、そのビーカーをホットプレート上で加熱した。これにより、緑色結晶の塩化ニッケルを得た。 A nickel compound was produced by a heating evaporation to dryness method. That is, 500 ml of nickel chloride aqueous solution was put into a 1000 ml cylindrical beaker made of Teflon (registered trademark), and the beaker was heated on a hot plate. As a result, green crystalline nickel chloride was obtained.
そして、得られた塩化ニッケルの元素分析を行った。その結果は、次のとおりであった。
・ニッケル純度は、９９．９６７１重量％である。
・マグネシウム、マンガン、コバルト、鉄、銅、及び亜鉛の含有量は、いずれも、１．０ｐｐｍ以下である。
・ナトリウムの含有量は、２７０．０ｐｐｍである。
And elemental analysis of the obtained nickel chloride was conducted. The results were as follows.
Nickel purity is 99.9671 wt%.
-Magnesium, manganese, cobalt, iron, copper, and zinc content are all 1.0 ppm or less.
-Content of sodium is 270.0 ppm.
また、下記式を用いて、ニッケル化合物１ｋｇを作るために必要なエネルギーコストを試算したところ、表４に示されるように、加熱蒸発乾固処理法は、実施例１〜４に示される中和処理法の４倍であった。なお、中和処理法において使用する酸溶液中のニッケルイオン濃度は、２５ｇ／Ｌとした。また、表４においては、加熱蒸発乾固処理法の場合のエネルギーコストを１００とした。 Moreover, when the energy cost required in order to make 1 kg of nickel compounds was calculated using the following formula, as shown in Table 4, the heating evaporation to dryness treatment method was neutralization shown in Examples 1 to 4. Four times the treatment method. The nickel ion concentration in the acid solution used in the neutralization treatment method was 25 g / L. Moreover, in Table 4, the energy cost in the case of the heating evaporation drying process was set to 100.
Ｑ＝｛Ｗ×Ｈ×Ｅ｝／Ｎｉ…式 Q = {W × H × E} / Ni ... Formula
Ｑ；ニッケル化合物１ｋｇを作るために必要なエネルギーコスト（円）
Ｗ；電力消費量（ｋＷ）
Ｈ；処理時間（ｈｒ）
Ｅ；単価（円／ｋＷ）
Ｎｉ；ニッケル処理量（ｋｇ）
Q: Energy cost required to make 1kg of nickel compound (yen)
W: Power consumption (kW)
H: Processing time (hr)
E; Unit price (yen / kW)
Ni: Nickel treatment amount (kg)
本発明の製造方法は、５Ｎ以上のニッケル純度を有するニッケルを得ることのできる、高純度のニッケル酸化物を、低コストで且つ環境にやさしい条件で、得ることができるので、産業上の利用価値が大である。 The production method of the present invention can obtain nickel having a nickel purity of 5N or more, and can obtain a high-purity nickel oxide under low-cost and environmentally friendly conditions. Is big.
Claims (6)
ニッケルイオンの酸水溶液を水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液によって中和処理して、ニッケル純度が３Ｎ以上であるニッケル化合物を析出させる、中和工程と、
上記ニッケル化合物を加熱処理してニッケル酸化物を生成し、該ニッケル酸化物を水洗処理する、加熱水洗工程と、を有することを特徴とするニッケル酸化物の製造方法。 A method for producing a nickel oxide having a nickel purity of 4N or more and a sodium content of 100 ppm or less,
A neutralization step of neutralizing a nickel ion acid aqueous solution with a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution to precipitate a nickel compound having a nickel purity of 3N or more;
A heating water washing step of heat-treating the nickel compound to produce nickel oxide and washing the nickel oxide with water.
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