JP7272761B2 - ニッケル粉の製造方法 - Google Patents
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Description
また、湿式プロセスによりニッケル粉を製造する方法としては、特許文献2に示されるような、還元剤を用いて生成する方法や、特許文献3に示されるような、高温で還元雰囲気中にニッケル溶液を噴霧することにより、熱分解反応によりニッケル粉を得る噴霧熱分解法などがある。
しかし、これらの方法は高価な試薬類や多量のエネルギーを必要とするため、工業的な生産に対しては経済的とは言い難い課題がある。
この方法では、還元時にニッケル粉中に不純物が混入しないよう、溶媒抽出法などにより不純物を事前に除去する方法が採用されている。
このため、不純物の除去に薬剤や設備費用が必要となり、製造コストを上昇させる要因になっていた。
以下、本発明のニッケル粉の製造方法を説明する。
本実施の形態に用いる不純物を含む硫酸ニッケルアンミン錯体溶液は、特に限定はされないが、ニッケルおよびコバルト混合硫化物、ニッケルおよびコバルト混合水酸化物、粗硫酸ニッケル、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、炭酸ニッケル、ニッケル粉などから選ばれる一種、または複数の混合物から成る工業中間物などのニッケル含有物を、硫酸あるいはアンモニアにより溶解して得られるニッケル浸出液(ニッケルを含む溶液)に、アンモニアを添加し、硫酸ニッケルアンミン錯体溶液としたもの等が適している。
なお、上記の様々な原料の中で、ニッケルおよびコバルト混合硫化物を用いた場合、溶液からの回収に際してコバルトはニッケルと類似した挙動を取るため、コバルトを含まず、ニッケルのみからなるニッケル粉を得ようとする場合は、上記ニッケル浸出液の段階で溶媒抽出等の方法を用いてコバルトを分離し、分離後の液にアンモニアを添加してニッケルアンミン錯体溶液とすることが好ましい。
上記の不純物を含む硫酸ニッケルアンミン錯体溶液に、反応の核としてや反応促進のために種結晶が添加される。
その種結晶は、粒径が50μm以下の粉末が好ましく、最終のニッケル析出物を汚染しない物質として、ニッケル粉が好適である。
この種結晶に使用されるニッケル粉は、例えば上記硫酸ニッケルアンミン錯体溶液にヒドラジンなどの還元剤を添加することにより作製することができる。あるいは、下記還元工程を経て生成したニッケル粉を篩別し回収した小さな粒径のものを用いることもできる。
なお、本実施の形態において上記のように「A~B」と記載した数値範囲は、「A以上、B以下」であることを示すものである。
還元工程は、種結晶あるいは種結晶と添加剤を添加して形成したスラリーを、耐圧耐熱容器の反応槽内に装入し、反応槽内にスラリーが占有する液相部と気相部を形成する。その後、反応槽内のスラリーに水素ガスを吹き込み、溶液中のニッケル錯イオンを還元して添加した種結晶上にニッケルを析出させる工程である。
さらに、反応時の反応槽気相部の圧力は1.0~4.0MPaが好ましい。1.0MPa未満では反応効率が低下し、4.0MPaを超えても反応への影響はなく、水素ガスのロスが増加する。
その結果を表1に示す。
その結果を表2に示す。
Claims (6)
- 硫酸ニッケルアンミン錯体とコバルトと不純物を含有する溶液であって、
ニッケルおよびコバルト混合硫化物、ニッケルおよびコバルト混合水酸化物、粗硫酸ニッケルから選ばれる一種、または複数の混合物から成る工業中間物のニッケル含有物を、硫酸あるいはアンモニアにより溶解して得られるニッケル浸出液(ニッケルを含む溶液)に、アンモニアを添加してなる溶液(但し、前記ニッケル浸出液から溶媒抽出法を用いてコバルトを分離したものを除く)に、水素ガスを吹き込み、前記溶液中の錯体イオンを還元してニッケルを析出させる際に、粒径が50μm以下の種結晶のニッケル粉を、前記不純物の還元率を上昇させない量の添加により選択的に前記溶液中のニッケル成分を還元し、前記不純物の還元率を10%未満としたニッケル品位が99.8%以上を示すニッケル析出物を有するニッケル粉を得ることを特徴とするニッケル粉の製造方法。 - 硫酸ニッケルアンミン錯体とコバルトと不純物を含有する溶液(但し、ニッケル浸出液から溶媒抽出法を用いてコバルトを分離したものを除く)に、温度が185℃、圧力が3.5MPaの範囲で水素ガスを吹き込み、前記溶液中の錯体イオンを還元してニッケルを析出させる際に、前記溶液中のニッケル重量に対し、1.3倍以上、1.7倍以下の粒径が50μm以下の種結晶のニッケル粉を添加することにより選択的に前記溶液中のニッケル成分を還元し、前記不純物の還元率を10%未満としたニッケルの品位が99.8%以上を示すニッケル析出物を有するニッケル粉を得ることを特徴とするニッケル粉の製造方法。
- 前記溶液に添加剤のポリアクリル酸塩を0.1~5.0g/Lを添加することを特徴とする請求項1又は2に記載のニッケル粉の製造方法。
- 前記請求項1から3のいずれか1項に記載のニッケル粉の製造方法で得られた前記ニッケル粉に、硫酸ニッケルアンミン錯体とコバルトと不純物を含有する溶液を加えて形成した混合スラリーに、水素ガスを吹き込み、前記ニッケル粉の表面のニッケル析出物上にニッケル成分を析出させ成長させることを特徴とするニッケル粉の製造方法。
- 前記不純物がマンガン、マグネシウム、及びカルシウムであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のニッケル粉の製造方法。
- 前記不純物がマンガン、マグネシウム、カルシウム、及び亜鉛であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のニッケル粉の製造方法。
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土田 直行,[資源開発基礎講座 第7回(平成20年1月29日開催)講演]ニッケル資源獲得・HPAL技術とコーラルベイニッケルプロジェクト,金属資源レポート,日本,2010年09月30日,1009-04-vol.40,p.29-46,インターネット:https://mric.jogmec.go.jp/report/ |
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