DE1241426B - Verfahren zur Herstellung eines Nickelcarbonatpraeparates - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines NickelcarbonatpraeparatesInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. CL:
COIg
Deutsche Kl.: 12 η - 53/06
06 -
Nummer: \ 1241426
Aktenzeichen; H 53145 IV a/12 η
Anmeldetag: 2. Juli 1964
Auslegetag: l.Juni 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nickelcarbonatpräparates, das aus feinen
Kristallenen von Nickelcarbonathydraten besteht und nur sehr wenig verunreinigt ist.
In der Literatur sind das wasserfreie Nickelcarbonat (NiCO3) und seine Hydrate mit 3 und mit
6 Wassermolekülen (NiCO3 · 3 H2O bzw. NiCO3
• 6 H2O) beschrieben. Nach den dort angegebenen Verfahren kann die wasserfreie Form des Nickelcarbonate
dadurch hergestellt werden, daß ein Nickelsalz in wäßriger Lösung mit einem Alkalicarbonat
im zugeschmolzenen Rohr bei 140 bis 150° C zur Reaktion gebracht oder daß ein Nickelsalz
in wäßriger Lösung in einem kochenden sauren Medium mit einem Alkalihydrogencarbonat umgesetzt
wird. Das Nickelcarbonat fällt bei diesen Darstellungsverfahren in Form einer kolloidalen oder
flockigen Ausfällung an, die geringe Mengen von Salzen und anderen Verunreinigungen sehr hartnäckig
zurückhält. Die Isolierung dieser Ausfällung durch Filtrieren und Waschen in der üblichen Weise
ist sehr erschwert, und das dabei erhaltene Nickelcarbonat ist verhältnismäßig stark verunreinigt und
daher nur von geringem Handelswert. In ähnlicher Weise werden das Trihydrat und das Hexahydrat des
Nickelcarbonats als Umsetzungsprodukte von Nickelsalzen mit Alkalihydrogencarbonaten unter verschiedenen
Reaktionsbedingungen beschrieben. Die dabei erhaltenen Niederschläge sind ähnlich schwer
zu handhaben, und reine Hydrate können in technischem Maßstab praktisch nicht gewonnen werden.
Die im Handel erhältlichen Nickelcarbonate sind für gewöhnlich basische Carbonate, die NiCO3 und
Ni(OH)2 in wechselnden Anteilen enthalten, z. B. entsprechend den Formeln
Verfahren zur Herstellung eines
Nickelcarbonatpräparates
Nickelcarbonatpräparates
2 NiCO3 · 3 Ni (OH)2 · H2O
NiCO3 -2Ni(OH)2 H2O
Die trockenen Verbindungen sind durch ihre basischen Eigenschaften und durch verhältnismäßig
grobe Teilchen gekennzeichnet, die zu ihrer geringen chemischen Reaktionsfähigkeit mit beitragen.
Werden sie gemahlen, so erhält man diese Verbindungen in Form eines amorphen Pulvers von unterschiedlichem
Aussehen und von verschiedenartiger Zusammensetzung, das leicht zusammenbackt oder
verklumpt, so daß die chemische Reaktionsfähigkeit dieser handelsüblichen Nickelcarbonate auch nicht
durch Mahlen wirksam gesteigert werden kann.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines von Nickelhydroxyd
freien Nickelkarbonats zu entwickeln, das in fein-Anmelder:
Hanson-Van Winkle Munning Company,
Matawan, N. J. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
Stuttgart 1, Werastr. 24
Als Erfinder benannt:
Warren Harding McMullen,
East Brunswick, N. J.;
Thomas John Mooney, Fords, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. September 1963
(311681)
V. St. v. Amerika vom 26. September 1963
(311681)
kristalliner Form vorliegt und das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß
»5 Nickelcarbonat in an sich bekannter Weise aus einer
ein wasserlösliches Nickelsalz und ein Alkalihydrogencarbonat enthaltenden wäßrigen Lösung ausgefällt
wird, wobei erfindungsgemäß das wäßrige Medium vor der Abtrennung der Ausfällung auf einer
Temperatur im Bereich zwischen ungefähr 27 und ungefähr 49° C gehalten wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das wäßrige Medium entweder
schon während der Umsetzung der Ausgangsprodukte oder erst nach Reaktionsablauf auf Temperaturen
innerhalb des angegebenen Bereiches gehalten. Vorzugsweise wird das wäßrige Medium
während der Reaktion ununterbrochen gerührt.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Nickelcarbonatpräparat, das in Form seines Hydrates mit einem Nickelgehalt von etwa 38 bis 43°/o anfällt und einer der folgenden Formeln NiCO3 · 2 H2O oder NiCO3 · H2O entspricht, zeichnet sich durch einen außerordentlich geringen Gehalt an Verunreinigungen aus. Es besteht aus praktisch unzerbrochenen feinen Kristallenen, die zum überwiegenden Teil ein 325-Maschen-Sieb passieren (Teilchengröße unter etwa 0,044 mm). Auf Grund dieser großen Teilchenfeinheit und der fehlenden basischen Eigenschaften ist die chemische Reaktionsfähigkeit dieses Präparates erheblich größer als diejenige der handelsüblichen Nickelcarbonatpräparate.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Nickelcarbonatpräparat, das in Form seines Hydrates mit einem Nickelgehalt von etwa 38 bis 43°/o anfällt und einer der folgenden Formeln NiCO3 · 2 H2O oder NiCO3 · H2O entspricht, zeichnet sich durch einen außerordentlich geringen Gehalt an Verunreinigungen aus. Es besteht aus praktisch unzerbrochenen feinen Kristallenen, die zum überwiegenden Teil ein 325-Maschen-Sieb passieren (Teilchengröße unter etwa 0,044 mm). Auf Grund dieser großen Teilchenfeinheit und der fehlenden basischen Eigenschaften ist die chemische Reaktionsfähigkeit dieses Präparates erheblich größer als diejenige der handelsüblichen Nickelcarbonatpräparate.
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Die erfindungsgemäße Einhaltung eines Tempe- Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsraturbereiches
zwischen etwa 27 und 49° C führt gemäßen Verfahrens soll an Hand der Zeichnung
zur Bildung von Ausfällungen, die sichj sehr gut fil- erläutert werden. Als Ausgangsprodukte zur Hersteltrieren
und ungewöhnlich rasch auswaschen lassen. lung von Nickelcarbonat werden vorzugsweise
Die Präparate können daher zur Entfernung der an- 5 Nickelchlorid und Natriumhydrogencarbonat verhaftenden
Verunreinigungen sehr wirksam ge- wendet. Die vollständige Umsetzung dieser beiden
waschen werden. Verbindungen erfolgt nach der Reaktionsgleichung
Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß dann, NiCl H- 2 NaHCO
wenn die Temperatur diesen kritischen Bereich 2 . 3
unterschreitet, sich eine Nickelcarbonatausfällung io -*■ NiCO3 | + 2 NaCl + H2O -I- CO2 f
bildet, deren Eigenschaften völlig anders sind. Be- Es ist wichtig, daß für diese Umsetzung min-
merkenswerterweise ändert sich dabei die Farbe der destens die stöchiometrische Menge an Natrium-
Nickelcarbonatausfällung von Grün nach Blau und hydrogencarbonat verwendet wird, damit keine BiI-
an Stelle einer sandigen Ausfällung erhält man eine dung von Chlorwasserstoff eintritt. Es hat sich näm-
cremeartige, kolloidale Nickelcarbonatsuspension. 15 lieh gezeigt, daß durch die Anwesenheit von Chlor-
Die Abtrennung des Nickelcarbonats aus dieser kol- wasserstoff in der Lösung die Abtrennung des ge-
loidalen Suspension ist außerordentlich schwierig; wünschten Produkts erschwert wird,
die sonst üblichen Filtrationsverfahren lassen sich Nach dem vorliegenden Verfahren werden unge-
dafür kaum anwenden. In ähnlicher Weise ist auch fähr 132,5 1 Wasser zunächst auf eine Temperatur
die Nickelcarbonatausfällung, die sich bei Tempera- ao zwischen ungefähr 44 und ungefähr 49° C erhitzt,
türen über ungefähr 49° C ergibt, sehr schwierig zu Bei dieser Temperatur geht die Reaktion mit einer
handhaben. Der Filterkuchen weist nicht selten ausreichend hohen Geschwindigkeit vor sich, und
thixotrope Eigenschaften auf und trocknet zu einer die Ausfällung kann innerhalb des kritischen Tem-
harten Masse ein, die zur Erzielung eines pulvrigen peraturbereicb.es erfolgen. Es ist nicht angezeigt,
Produkts zusätzlich gemahlen werden muß. as eine über diesem angegebenen Bereich liegende
Wegen der Eigenart der sich abspielenden ehe- Temperatur anzuwenden, da sich sonst das Natriummischen
Umsetzung ist es jedoch nicht ganz einfach, hydrogencarbonat zu zersetzen beginnt, wobei das
die Temperatur des wäßrigen Mediums während der normale Natriumcarbonat, Na2CO3, entsteht. Liegt
Reaktion innerhalb des angegebenen Bereiches zu in der Lösung aber Na2CO3 vor, so bildet sich eine
halten. Die Umsetzung zwischen dem in Wasser ge- 30 entsprechende Menge von basischem Nickelcarbolösten
Nickelsalz und dem Alkalihydrogencarbonat nat, wodurch die chemische Zusammensetzung und
ist eine endotherme Reaktion, bei deren Ablauf sich die physikalischen Eigenschaften der Nickelcarbcdie
Temperatur des Reaktionsmediums laufend er- natfällung sich entsprechend verändern. Ein derniedrigt.
Da es aus Gründen, die weiter unten noch artiges Nickelcarbonat läßt sich nicht mehr leicht
ausführlicher besprochen werden sollen, unzweck- 35 abtrennen und waschen, und der daraus gebildete
mäßig ist, die Lösung mit einer Temperatur von Filterkuchen ist hart und muß zur Gewinnung eines
über ungefähr 49° C zu verwenden, kann die durch pulvrigen Präparates gemahlen werden,
die Umsetzung abgeführte Wärme gelegentlich ein Das vorerhitzte Wasser wird durch das Rohr 11 Absinken der Temperatur unter ungefähr 27° C zur in das Reaktionsgefäß 10 eingefüllt, das mit einem Folge haben, was dann zur Bildung einer Ausfäl- 4° Rührer 12 versehen ist, der mittels der Vorrichtung lung mit den ungünstigen Eigenschaften führt. Ob- 13 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben werwohl es natürlich möglich ist, die Temperatur des den kann. Mit Hilfe des Schneckenbeschickers 14 Reaktionsmediums während der Umsetzung durch werden allmählich ungefähr 67,1 kg Natriumhydroeine entsprechende Einregelung der Variablen der gencarbonat in das Reaktionsgefäß 10 eingetragen, Umsetzung, wie etwa der Konzentration der Re- 45 während der Rührer 12 unausgesetzt in Betrieb ist, aktanten, der Geschwindigkeit ihrer Vereinigung und so daß sich eine gleichmäßige Aufschlämmung bilder von außen einwirkenden Heizquelle, innerhalb det Wenn das Natriumhydrogencarbonat vollständig des kritischen Bereiches zu halten, ist doch für die dem im Reaktionsgefäß befindlichen Wasser zugewirtschaftliche Herstellung von Nickelcarbonat im setzt ist, läßt man nach und nach ungefähr 132,5 1 technischen Maßstab ein einfacheres Verfahren er- 50 einer Nickelchloridlösung, die ungefähr 177 g Nikwünscht, das aber dennoch die ausschließliche BiI- kel im Liter enthält, durch das Rohr 15 zu der Aufdung des erwünschten Produkts sicherstellt. Wie ge- schlämmung fließen. Das Nickelchlorid reagiert funden wurde, ist es möglich, die unerwünschte heftig mit dem Natriumhydrogencarbonat unter Entkolloidale Ausfällung, die sich außerhalb des kri- wicklung von großen Mengen von Kohlendioxyd tischen Temperaturbereiches bildet, auch dadurch in 55 oder Kohlensäuregas. Diese lebhafte chemische Umein kristallines, gut filtrierbares Produkt umzuwan- Setzung kann durch die Einstellung der Zugabedeln, daß die Suspension, die nach dem vollständi- geschwindigkeit der Nickelchloridlösung unter Kongen Ablauf der Fällungsreaktion vorliegt, auf einer trolle gehalten werden. Wenn die Nickelchlorid-Temperatur im Bereich zwischen ungefähr 27 und lösung vollständig in das Reaktionsgefäß eingetragen ungefähr 49° C gehalten wird. Bei dieser Tempera- 60 ist, wird die erhaltene Mischung mit so viel Wasser tür wandelt sich — wie gefunden wurde — die verdünnt, daß sich ein Gesamtvolumen von ungeblaue cremeartige Suspension allmählich in das san- fähr 378,5 1 ergibt; dadurch soll die Handhabung dige Nickelcarbonat um, das sich rasch filtrieren der Nickelcarbonatsuspension erleichtert werden, läßt. Um eine vollständige Umwandlung sicherzu- Zur Überprüfung der Vollständigkeit der Umsetzung stellen, ist eine Behandlungsdauer von mindestens 65 wird eine kleine Probe der Nickelcarbonatsuspension 10 Minuten erforderlich. Im allgemeinen erscheint dem Reaktionsgefäß entnommen und filtriert. Das eine Alterungszeit im angegebenen Temperatur- Ausmaß der Vollständigkeit kann an der Farbe des bereich von 15 bis 25 Minuten angemessen. Filtrats der gezogenen Probe erkannt werden. Ist
die Umsetzung abgeführte Wärme gelegentlich ein Das vorerhitzte Wasser wird durch das Rohr 11 Absinken der Temperatur unter ungefähr 27° C zur in das Reaktionsgefäß 10 eingefüllt, das mit einem Folge haben, was dann zur Bildung einer Ausfäl- 4° Rührer 12 versehen ist, der mittels der Vorrichtung lung mit den ungünstigen Eigenschaften führt. Ob- 13 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben werwohl es natürlich möglich ist, die Temperatur des den kann. Mit Hilfe des Schneckenbeschickers 14 Reaktionsmediums während der Umsetzung durch werden allmählich ungefähr 67,1 kg Natriumhydroeine entsprechende Einregelung der Variablen der gencarbonat in das Reaktionsgefäß 10 eingetragen, Umsetzung, wie etwa der Konzentration der Re- 45 während der Rührer 12 unausgesetzt in Betrieb ist, aktanten, der Geschwindigkeit ihrer Vereinigung und so daß sich eine gleichmäßige Aufschlämmung bilder von außen einwirkenden Heizquelle, innerhalb det Wenn das Natriumhydrogencarbonat vollständig des kritischen Bereiches zu halten, ist doch für die dem im Reaktionsgefäß befindlichen Wasser zugewirtschaftliche Herstellung von Nickelcarbonat im setzt ist, läßt man nach und nach ungefähr 132,5 1 technischen Maßstab ein einfacheres Verfahren er- 50 einer Nickelchloridlösung, die ungefähr 177 g Nikwünscht, das aber dennoch die ausschließliche BiI- kel im Liter enthält, durch das Rohr 15 zu der Aufdung des erwünschten Produkts sicherstellt. Wie ge- schlämmung fließen. Das Nickelchlorid reagiert funden wurde, ist es möglich, die unerwünschte heftig mit dem Natriumhydrogencarbonat unter Entkolloidale Ausfällung, die sich außerhalb des kri- wicklung von großen Mengen von Kohlendioxyd tischen Temperaturbereiches bildet, auch dadurch in 55 oder Kohlensäuregas. Diese lebhafte chemische Umein kristallines, gut filtrierbares Produkt umzuwan- Setzung kann durch die Einstellung der Zugabedeln, daß die Suspension, die nach dem vollständi- geschwindigkeit der Nickelchloridlösung unter Kongen Ablauf der Fällungsreaktion vorliegt, auf einer trolle gehalten werden. Wenn die Nickelchlorid-Temperatur im Bereich zwischen ungefähr 27 und lösung vollständig in das Reaktionsgefäß eingetragen ungefähr 49° C gehalten wird. Bei dieser Tempera- 60 ist, wird die erhaltene Mischung mit so viel Wasser tür wandelt sich — wie gefunden wurde — die verdünnt, daß sich ein Gesamtvolumen von ungeblaue cremeartige Suspension allmählich in das san- fähr 378,5 1 ergibt; dadurch soll die Handhabung dige Nickelcarbonat um, das sich rasch filtrieren der Nickelcarbonatsuspension erleichtert werden, läßt. Um eine vollständige Umwandlung sicherzu- Zur Überprüfung der Vollständigkeit der Umsetzung stellen, ist eine Behandlungsdauer von mindestens 65 wird eine kleine Probe der Nickelcarbonatsuspension 10 Minuten erforderlich. Im allgemeinen erscheint dem Reaktionsgefäß entnommen und filtriert. Das eine Alterungszeit im angegebenen Temperatur- Ausmaß der Vollständigkeit kann an der Farbe des bereich von 15 bis 25 Minuten angemessen. Filtrats der gezogenen Probe erkannt werden. Ist
die Reaktion noch nicht vollständig, so ergibt sich ein grüngefärbtes Filtrat, und es ist ein Zusatz von
weiterem Natriumhydrogencarbonat erforderlich.
Es wurde gefunden, daß eine geringe Menge von Barium- oder Calciumionen im Reaktionssystem die
physikalische Beschaffenheit der Nickelcarbonatkriställchen verbessert. Wenn diese Ionen zugegen
sind, lassen sich die Nickelcarbonatkriställchen viel leichter abfiltrieren und waschen. Diese Ionen werden
in das Reaktionsgemisch bequemerweise so eingeführt, daß man die Nickelchloridlösung mit ungefähr
1 g/l Ba2+ oder Ca2+ in Form von löslichen
Salzen versetzt. Es ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, daß das Nickelcarbonat, das aus einer mit
Ba2+ oder Ca2+ angeimpften Aufschlämmung erhalten
wurde, selbst wieder zum Animpfen von weiteren Ansätzen zur Gewinnung von Nickelcarbonat
der günstigen Beschaffenheit verwendet werden kann, wenn auch keine löslichen Ba2+- oder Ca2+-
Verbindungen zugegen sind. Wenn das Reaktionsgefäß ausschließlich nur für die Herstellung von
Nickelcarbonat verwendet wird, reicht im allgemeinen der an den Wänden und am Boden des Behälters
verbleibende Rückstand zum Animpfen in der beschriebenen Weise aus.
Wenn die Reaktion innerhalb des kritischen Temperaturbereiches ausgeführt wird, liegt das gefällte
Nickelcarbonat in der richtigen Form vor. EHe Aufschlämmung dieses Niederschlags wird dann bei geöffnetem
Ventil 16 mit Hilfe der Pumpe 17 in die Zentrifuge übergeführt. Es ist wichtig, daß die Rührvorrichtung
während der Reaktion und während des Entleerens des Reaktionsgefäßes ständig in Betrieb
gehalten wird, um zu vermeiden, daß sich die Ausfällung abgesetzt, die dann, wenn sie einmal sedimentiert
ist, sich nur sehr schwer wieder in Suspension überführen läßt Mit Hilfe der rotierenden
Scheibe 21, die sich im Innern der Zentrifuge 18 befindet, wird die dieser zugeführte Aufschlämmung
gleichmäßig über die Innenwand des Zentrifugenkorbes 19 verteilt. In diesem Korb, der durch den
Motor 20 mit 400 bis 500 UpM angetrieben wird, sammelt sich eine Schicht von Nickelcarbonat.
Wenn diese Schicht an der Innenwand des Zentrifugenkorbes eine Dicke von ungefähr 6 bis 10 cm
erreicht hat, wird die Zufuhr weiterer Mengen von Aufschlämmung an die Zentrifuge unterbrochen.
Dann wird durch das Rohr 22 Wasser eingeführt, um lösliche Produkte, wie z. B. Natriumchlorid, aus
dem Zentrifugenrückstand auszuwaschen. Wie weit die Waschperiode ausgedehnt wird, hängt teilweise
zwar von der Menge und der Art der im Zentrifugenrückstand enthaltenen löslichen Verunreinigungen
ab, wird in der Hauptsache aber von dessen Entwässerbarkeit bestimmt.
Wenn andererseits die Reaktionstemperatur den kritischen Bereich unterschritten hat, was etwa bei
kalter Witterung, bei einer hohen Umsetzungsgeschwindigkeit oder aus einem anderen Anlaß er-
folgen kann, ist es wichtig, daß die cremeartige, blaue Suspension wieder auf eine höhere Temperatur
im Bereich zwischen ungefähr 27 und ungefähr 49° C erhitzt wird. Bei dieser Temperatur wird die
Fällung mindestens 10 Minuten lang in Suspension
ίο gehalten, damit sich das Produkt vollständig umwandeln
kann. Erst wenn diese Nachbehandlung erfolgt ist, kann die Aufschlämmung zur Abtrennung
der Feststoffe in die Zentrifuge übergeführt werden. Im Anschluß an das Waschen wird die Zentrifuge
»5 weiter in Betrieb gehalten, damit das anhaftende überschüssige Wasser entfernt wird. Nach dem Abschleudern
des Wassers wird der Zentrifugierrückstand mit dem Schaber 23 von der Innenwand 19
des Korbes abgeschält. Das feuchte, lockere Nickel-
»o carbonat fällt dann durch den Trichter 24 in den Behälter
25.
Das noch feuchte und gewaschene Nickelcarbonat, das als Zentrifugenrückstand in einer Zentrifuge mit
einem Durchmesser von ungefähr 100 cm nach
»5 12 Minuten langem Abschleudern mit 1100 UpM gewonnen wurde, hatte einen Nickelgehalt von ungefähr
27,5%. Dieses feuchte Produkt trocknet in warmer Luft zu einem feinen, weichen Pulver, das
ungefähr 38% Nickel enthält, was etwa der Formel
NiCO8 · 2H2O entspricht. Mäßiges Erhitzen dieses
trockenen Nickelcarbonatpulvers führt zu einer Farbänderung von Hellgrün in ein leicht gelbliches
Grün. Der Nickelgehalt dieses mäßig erhitzten Produkts beträgt ungefähr 43%, entsprechend der Formel
NiCOj · H2O. Das wasserfreie Nickelcarbonat
NiCO8, das ungefähr 49,3% Nickel enthält, kann
durch Erhitzen des Monohydrats auf eine noch höhere Temperatur hergestellt werden. Wenn da»
Erhitzen mit der notwendigen Sorgfalt vorgenommen wird, so behält das erfindungsgemäß hergestellte,
getrocknete Nickelcarbonat seine Feinheit und seine Rieselfähigkeit bei diesen Umwandlungen bei.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Nickelcarbonat besteht in der trockenen
Form, gleichgültig, ob ohne oder mit Kristallwasser, aus feinen Kristallenen, von denen der
größte Teil durch ein 325-Maschen-Sieb geht (Teilchengröße unter ungefähr 0,044 mm). In der Regel
passieren über 90% dieser Nickelcarbonatkriställchen ohne vorherige mechanische Zerkleinerung,
etwa durch Mahlen, ein solches Sieb. Zum Vergleich gibt die Tabelle I die Siebanalyse eines typischen, erfindungsgemäß
hergestellten Nickelcarbonate und daneben die Siebanalyse eines typischen handelsübliehen
Nickelcarbonats wieder.
Erfindungsgemäß hergestelltes Nickelcarbonat |
Teilchengröße
mm |
V. | Summenprozent | Handelsübliches Nickelcarbonat | Maschenzahl |
Teilchengröße
mm |
"/» | Summenprozent |
Maschenzahl | >0,250 | 0,1 | auf 60 | >0,250 | 48,5 | |||
auf 60 | -0,177 | 0,0 | 0,1 | 80 | -0,177 | 17,0 | 65,6 | |
SO | -0,149 | 0,1 | 0,2 | 100 | -0,149 | 5,5 | 71,0 | |
100 | -0,105 | 0,9 | 1,1 | 150 | -0,105 | 7,5 | 78,5 | |
150 | -0,074 | 1,2 | 2,3 | 200 | -0,074 | 4,0 | 82,5 | |
200 | -0,044 | 2,8 | 5,1 | 325 | -0,044 | 7,5 | 90,0 | |
325 | <0,044 | 94,9 | 100,0 | durch 325 | <0,044 | 10,0 | 100,0 | |
durch 325 |
Die Teilchengrößenverteilung ändert sich bei dem erfindungsgemäß hergestellten Nickelcarbonat mit den
speziellen Verfahrensbedingungen. Im allgemeinen entspricht sie den in Tabelle II angegebenen Bereichen.
Maschenzahl | Teilchengröße mm |
Gewichtsprozent |
60 | >0,250 | unter 0,3 |
80 | -0,177 | unter 0,3 |
100 | -0,149 | unter 0,3 |
150 | -0,105 | Ibis 3 |
200 | -0,074 | Ibis 3 |
325 | -0,044 | Ibis 3 |
durch 325 | <0,044 | Rest |
Dieses Nickelcarbonat enthält Verunreinigungen nur in geringen Konzentrationen. Typische Analysenwerte für die erfindungsgemäß hergestellten Nickelcarbonatpräparate
sind in Tabelle III wiedergegeben.
Tabelle ΙΠ | Bestandteil | Prozentgehalt | |
38,0 bis 38,5 0,005 bis 0,01 0,005 bis 0,01 0,0005 bis 0,005 0,0005 bis 0,001 0 |
|||
Nickel Eisen .. |
0,01 bis 0,02 | ||
Kupfer Zink , , |
|||
Blei ... | |||
Sulfat . | |||
Chlorid | |||
Die Chemikalien, die zur erfindungsgemäßen Herstellung von Nickelcarbonat verwendet werden können,
sind nicht auf Nickelchlorid und Natriumhydrogencarbonat beschränkt. Andere wasserlösliche Nikkelsalze
wie etwa Nickelsulfat und Nickelnitrat sind gleich gut anwendbar. Auch können andere Alkalihydrogencarbonate
wie etwa Kalium- oder Lithium-
ao hydrogencarbonat verwendet werden.
Um den wesentlichen Einfluß der Temperatur auf die Geschwindigkeiten der Fällung, der Filtration
und des Nachwaschens sowie auf die Beschaffenheit des trockenen Nickelcarbonats zu zeigen, wurden
as die folgenden fünf typischen Beispiele durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt. Bei jedem dieser Beispiele wurden 138 g technisches
NaHCO3 bei der angegebenen Temperatur in 250 ml deionisiertem Wasser aufgeschlämmt. Dann wurden
250 ml einer NiCl2-Lösung von der jeweils gleichen Temperatur, die 48,2 g Nickel enthielt, zu der entsprechenden
Aufschlämmung gegeben. Nach dem vollständigen Zusatz der Nickelchloridlösungen wurden
die Mischungen gerührt, bis die Temperatur nicht mehr weiter (oder doch nur sehr viel langsamer
als zuvor) absank; diese Minimaltemperaturen wurden abgelesen. Die Ausfällungen wurden dann
durch einen Büchner-Trichter abfiltriert und einmal mit 250 ml Wasser gewaschen.
Einfluß der Temperatur auf die Filtrier- und Waschgeschwindigkeit sowie auf die Beschaffenheit des
getrockneten Nickelcarbonat-Filterkuchens
Temperatur des Reaktanten 0C |
Temperatur nach dem Mischen 0C |
Farbe des Filterkuchens |
Dauer der Filtration Minuten A |
Dauer des Nachwaschens Minuten B |
Gesamter Zeitbedarf A-f-B Minuten |
Beschaffenheit des nassen Filterkuchens |
Beschaffenheit des lufttrockenen Filterkuchens |
10 26 35 50 70 |
3 11 17 28 45 |
Blau Blaugrün Grün Grün Grün |
32 9 1 3 4 |
25 5 1 5 4 |
57 14 4 8 8 |
thixotrop | hart pulvrig pulvrig hart hart |
Das erfindungsgemäß hergestellte Nickelcarbonat findet eine vielseitige Anwendung in der Industrie.
Seine hohe chemische Reaktionsfähigkeit in Verbindung mit dem geringen Gehalt an Verunreinigungen
macht es als Zusatz zu Nickelplattierungsbädern zur Erhöhung des pH-Wertes, ohne Einführung von
fremden Metallionen in die Lösung, besonders geeignet. So konnte z. B. der pH-Wert von 250 ml
eines Nickelbades nach Watt bei 60° C durch Zugabe von 5 g eines erfindungsgemäß hergestellten
Nickelcarbonats in 30 Sekunden von 3,5 auf 4,8 erhöht werden. Bei Verwendung eines gewöhnlichen
handelsüblichen Nickelcarbonats war zur Erzielung des gleichen pH-Werts eine Einwirkungszeit von
300 Sekunden erforderlich. Die Geschwindigkeit der pH-Änderung mit den beiden Carbonaten geht mit
der Fortdauer des Versuchs noch weiter auseinander; mit dem erfindungsgemäßen Nickelcarbonat war
nach 180 Sekunden ein pH-Wert von 4,92 erreicht, während sich beim handelsüblichen Nickelcarbonat
nach 600 Sekunden erst ein pH-Wert von 4,86 eingestellt hatte. Die zu diesem Versuch verwendeten
beiden Nickelbäder nach Watt wurden anschließend unter identischen Bedingungen filtriert. Die Lösung,
die den Zusatz des erfindungsgemäß hergestellten Nickelcarbonats erhalten hatte, war in 1 Minute und
10 Sekunden durchs Filter gelaufen, während die Lösung mit dem Zusatz des üblichen basischen Nikkelcarbonats
18 Minuten dafür benötigte.
Das erfindungsgemäß hergestellte Nickelcarbonatpräparat
zeigt seine besondere Qualität nicht nur bei der Anwendung auf Nickelplattierungsbäder, es
führt auch bei Verwendung zur Herstellung von anderen Nickelsalzen wie Nickelsulfamat und Nickelfluoroborat
zu einer Verkürzung der Reaktionszeiten. Darüber hinaus werden dabei auch wegen des
geringen Gehalts an Verunreinigungen im erfindungsgemäß hergestellten Nickelcarbonat reinere
Produkte erhalten.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines Nickelcarbonatpräparates, wobei ein wasserlösliches
Nickelsalz in wäßrigem Medium mit einem Al-
10
kalihydrogencarbonat umgesetzt und die erhaltene Nickelcarbonatausfällung von dem wäßrigen
Medium abgetrennt wird, dadurchgekennzeichnet,
daß das wäßrige Medium vor der Abtrennung der Ausfällung auf einer Temperatur
im Bereich zwischen ungefähr 27 und ungefähr 49° C gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium während
ίο der Reaktion ununterbrochen gerührt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium
mit einer sehr geringen Menge eines wasserlöslichen Barium- oder Calciumsalzes oder mit
Nickelcarbonat aus einer vorausgegangenen Fällung angeimpft wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionspartner Nikkelchlorid
und Natriumhydrogencarbonat ver-
ao wendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 584/233 5.«7 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US311681A US3350167A (en) | 1963-09-26 | 1963-09-26 | Method of preparing hydrated nickel carbonate and the product thereof |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1241426B true DE1241426B (de) | 1967-06-01 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DEH53145A Pending DE1241426B (de) | 1963-09-26 | 1964-07-02 | Verfahren zur Herstellung eines Nickelcarbonatpraeparates |
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