FI107445B - Process for the preparation of metal hydroxides - Google Patents

Process for the preparation of metal hydroxides Download PDF

Info

Publication number
FI107445B
FI107445B FI945841A FI945841A FI107445B FI 107445 B FI107445 B FI 107445B FI 945841 A FI945841 A FI 945841A FI 945841 A FI945841 A FI 945841A FI 107445 B FI107445 B FI 107445B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
metal
hydroxide
process according
nickel
alkali
Prior art date
Application number
FI945841A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI945841A (en
FI945841A0 (en
Inventor
Josef Schmoll
Dirk Naumann
Armin Olbrich
Wilfried Gutknecht
Thomas Richter
Original Assignee
Starck H C Gmbh Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Starck H C Gmbh Co Kg filed Critical Starck H C Gmbh Co Kg
Publication of FI945841A0 publication Critical patent/FI945841A0/en
Publication of FI945841A publication Critical patent/FI945841A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI107445B publication Critical patent/FI107445B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00Compounds of cobalt
    • C01G51/04Oxides; Hydroxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00Compounds of nickel
    • C01G53/12Complexes with ammonia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1806Stationary reactors having moving elements inside resulting in a turbulent flow of the reactants, such as in centrifugal-type reactors, or having a high Reynolds-number
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002Chemical plants
    • B01J2219/00027Process aspects
    • B01J2219/00033Continuous processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00Compounds of copper
    • C01G3/02Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00Compounds of nickel
    • C01G53/04Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00Compounds of zinc
    • C01G9/02Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50Solid solutions
    • C01P2002/52Solid solutions containing elements as dopants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/30Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32Spheres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/11Powder tap density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to a process for preparing sparingly soluble metal hyroxides of the general formula M<(x))<OH)x, where M = Co, Zn, Ni and/or Cu and x is the valency of the metal. <IMAGE>

Description

107445107445

Menetelmä metallihydroksidien valmistamiseksiProcess for the preparation of metal hydroxides

Keksintö koskee menetelmää niukkaliukoisten metallihydroksidien jatkuvaksi valmistamiseksi, joilla on ylei-5 nen kaava M'^OH*, jossa M = Co, Zn, Ni tai Cu, ja x on metallin valenssi.The invention relates to a process for the continuous preparation of poorly soluble metal hydroxides of the general formula M 'OH *, wherein M = Co, Zn, Ni or Cu and x is the valence of the metal.

Koboltin, sinkin, nikkelin ja kuparin metallihydroksidit ovat arvokkaita välituotteita näiden metallien epäorgaanisten tai orgaanisten suolojen valmistuksessa, 10 vastaavien oksidien tai itse puhtaiden metallien valmistukseen. Kobolttihydroksidista voidaan valmistaa kalsinoi-malla määritellyn koostumuksen omaavaa kobolttioksidia esimerkiksi käytettäväksi elektroniikassa varistorien valmistukseen tai akkujen valmistuksessa, tai pelkistämällä 15 voidaan valmistaa määritellyn hiukkaskokojakauman omaavaa kobolttimetallijauhetta. Nikkelihydroksidit toimivat pigmentteinä, tai niitä käytetään erilaisten seostusaineiden ja hiukkasrakenteiden kanssa paristoissa. Sinkkihydroksi-dit voivat toimia pigmenttien esiaineina, ja kupariyhdis-20 teet voidaan muuttaa katalyyttisesti aktiivisiksi materiaaleiksi .Metal hydroxides of cobalt, zinc, nickel, and copper are valuable intermediates for the preparation of inorganic or organic salts of these metals, for the preparation of the corresponding oxides, or for the pure metals themselves. Cobalt hydroxide can be made by calcining cobalt oxide of a defined composition, for use, for example, in electronics for the manufacture of varistors or batteries, or by reduction to a cobalt metal powder having a defined particle size distribution. Nickel hydroxides act as pigments or are used with various dopants and particle structures in batteries. Zinc hydroxides can serve as precursors for pigments, and copper compounds can be converted to catalytically active materials.

Erilaisiin käyttöihin tarkoitettujen hydroksidien valmistuksessa on etualalla päämäärä valmistaa mahdollisimman tiivistä ja helposti juoksevaa materiaalia edel-; 25 leentyöstöä varten. Kobolttimetallijauhe, joka on valmis tettu kobolttihydroksidista, antaa hiukkaskokojakaumansa ja hiukkasrakenteensa johdosta volframikarbidin kanssa sintteröimisensä jälkeen tulokseksi esimerkiksi erikoisko-vametallityökaluja.In the production of hydroxides for various applications, the foremost goal is to make the most compact and fluid material possible; 25 for woodworking. Cobalt metal powder made from cobalt hydroxide, after particle size distribution and particle structure, after sintering with tungsten carbide, results in, for example, special wheelchair tools.

30 Vasta kehitettyihin vaahtoanodeihin, joita käyte- tään erityisesti nikkelihybridiakunkennoissa, tarvitaan • · nikkelihydroksidia, jonka fysikaaliset ominaisuudet on optimoitu sekä käyttötarkoituksen että käytetyn jalostus-tekniikan suhteen. Samalla kun suurtehoakkuihin käyttö 35 vaatii aktiivisen materiaalin suurta pakkaustiheyttä, vaa- 107445 2 tii vaahtoanodeihin käytetty tahnanvalmistusmenetelmä materiaalia, jolla on suuri valuvuus, tiivis hiukkasmuoto, kapea hiukkasjakauma, ja joka on vakiolaatuista. Lisäksi tuotteen on oltava hyvin sekoitettavissa tavallisesti käy-5 tettävien lisäaineiden kuten esimerkiksi koboltti-metalli-jauheen ja kobolttioksidin kanssa.30 Newly developed foam anodes, especially used in nickel-hybrid cells, require • · nickel hydroxide, which has been optimized for both its intended use and the processing technology used. While the use of high power batteries requires a high packing density of the active material, the method of making a paste for foam anodes uses a material of high flowability, compact particle shape, narrow particle size distribution, and standard quality. In addition, the product must be well miscible with commonly used additives such as cobalt metal powder and cobalt oxide.

Eräs vastaava materiaali ja valmistusmenetelmän pääpiirteet kuvataan julkaisussa JP Hei 4-80513. Tällöin kiteytetään nikkelihydroksidihiukkasia, joiden halkaisija 10 on välillä 1 ja 100 pm, jolloin reaktoriin johdetaan jatkuvatoimisesta vakio-pH-arvossa ja vakiolämpötilassa nik-kelisuolaliuosta ja alkalihydroksidia kiinteässä tai nestemäisessä muodossa voimakkaasti sekoittaen. Suotuisina koeolosuhteina ilmoitetaan pH-arvo 11 ja lämpötila 48 °C. 15 Edelleen on tunnettua, että riittävän tiiviin nik- kelihydroksidin valmistus voi tapahtua saostamalla ammoniakin tai ammoniumsuolan läsnä ollessa. Siten nikkelinit-raatista ja vesipohjaisesta ammoniakkiliuoksesta valmistetaan julkaisun Trans. Faraday Soc. 51 (1955) 961 mukaises-20 ti nikkeliammiinikompleksiliuosta, josta saadaan tavallisessa tai alennetussa paineessa keittämällä tai vesihöyryllä käsittelemällä nikkelihydroksidia, ja jolla on verrattuna nikkelihydroksideihin, jotka seostetaan ilman ammoniakin läsnäoloa, on oleellisesti pienempi ominaispinta-: 25 ala (13 - 20 m2/g). Tiiviiden nikkelihydroksidien valmistus ammoniakin tai ammoniumsuolan läsnä ollessa käy ilmi myös JP-patenttihakemuksista Sho 53-6119 ja Sho 61-18107. Ensin mainitussa patenttihakemuksessa kuvataan nikkelihydroksi-din saostus lisäämällä alkalihydroksidia vastaavaan liuok-30 seen, jonka pH-arvo on vähintään 3,0. Sähkökemialliset tutkimukset tällä tavalla valmistetulla materiaalilla antoivat tulokseksi verrattuna kaupallisiin nikkelihydroksideihin erityisen suuret ominaisvarauskapasiteetit.One such material and the main features of the manufacturing process are described in JP Hi 4-80513. The nickel hydroxide particles having a diameter of 10 to 1 µm are crystallized, whereupon the nickel salt solution and the alkali hydroxide in solid or liquid form are continuously stirred at constant pH and constant temperature. PH 11 and 48 ° C are reported as favorable experimental conditions. It is further known that sufficiently dense nickel hydroxide can be prepared by precipitation in the presence of ammonia or an ammonium salt. Thus, nickel nitrate and an aqueous ammonia solution are prepared from Trans. Faraday Soc. 51 (1955) 961 A nickel amine complex solution obtained by boiling or steam treatment with nickel hydroxide under normal or reduced pressure and having a substantially smaller specific surface area compared to nickel hydroxides doped in the absence of ammonia: ). The preparation of dense nickel hydroxides in the presence of ammonia or an ammonium salt is also disclosed in JP patent applications Sho 53-6119 and Sho 61-18107. The former patent application describes the precipitation of nickel hydroxide by adding alkali hydroxide to a corresponding solution having a pH of at least 3.0. Electrochemical studies on material prepared in this way resulted in particularly high specific charge capacities compared to commercial nickel hydroxides.

107445 3107445 3

Tuollaiset tuotteet eivät kuitenkaan vielä täytä edellä mainittuja hiukkasmuoto-, hiukkasjakauma- ja valu-vuusvaatimuksia.However, such products do not yet meet the above requirements for particle shape, particle size distribution and castability.

Julkaisussa EP-A 353 837 kuvataan tiiviin nikkeli-5 hydroksidin valmistukseen ja sen alkaliparistoissa käyttämiseen tarkoitetun menetelmän oleellisia tuntomerkkejä. Valmistetaan nikkeli(II)-tetra-ammiinisuolaliuosta uuttamalla nikkelinitraattia tai nikkelisukfaattia laimeassa ammoniakkiliuoksessa, ja hajotetaan kontrolloidusti nat-10 riumhydroksidia lisäämällä seuraavan reaktion mukaan:EP-A 353 837 discloses essential features of a process for the preparation of dense nickel-5 hydroxide and its use in alkaline batteries. Prepare a solution of nickel (II) -tetra-amine salt by extraction of nickel nitrate or nickel sulphate in dilute ammonia solution and disperse in a controlled manner with the addition of sodium hydroxide according to the following reaction:

Ni(NH3)4S04 + 2 NaOH => Ni(OH)2 + Na2S04 + 4 NH3Ni (NH 3) 4 SO 4 + 2 NaOH => Ni (OH) 2 + Na 2 SO 4 + 4 NH 3

Reaktio suoritetaan lämpötiloissa välillä 40 ja 50 °C ja 15 emäksisellä pH-alueella välillä 11 ja 13. Tällöin huokos-tilavuus pienenee pH-arvon aletessa. Osoitetaan nimenomaisesti, että huokosista vapaata tuotetta voidaan kiteyttää vain riittävän pienillä reaktionopeuksilla. Lisäksi tällä menetelmällä valmistetulla nikkelihydroksidillä on suuri 20 kiteisyys, pieni ominaispinta-ala, pieni huokostilavuus ja tämän vuoksi suuri fysikaalinen tiheys. Kuvataan myös tämän tuotteen haitat, joiden voidaan katsoa johtuvan suuresta tiheydestä. Pienestä ominaispinta-alasta on seurauksena vähäinen protonienjohtokyky ja suurempi virtatiheys, 25 joka edistää ei-toivotun y-NiOOH:n muodostumista, joka johtaa elektrodin turpoamiseen. Alhaisissa pH-arvoissa kiteytetyllä nikkelihydroksidilla on tosin suuri tiheys, mutta sillä on kuitenkin voimakkaampi taipumus γ-ΝίΟΟΗ:η muodostumiseen. Vaaditun suuren tiheyden ja määrätyssä 30 määrin välttämättömän huokoisuuden välillä voidaan löytää * kompromissi valitsemalla keskinkertaisen pH-arvon. Tällä menetelmällä valmistetaan nikkelihydroksidia, joka sisäl tää 3 - 10 % sinkkiä tai 1 - 3 % magnesiumia kiinteässä liuoksessa. Nämä lisäaineet vaikuttavat y-NiOOH:n muodos-35 tumisen vastaisesti.The reaction is carried out at temperatures between 40 and 50 ° C and at a basic pH of 11 and 13. The pore volume decreases as the pH drops. It is expressly shown that the pore-free product can only be crystallized at sufficiently low reaction rates. In addition, the nickel hydroxide produced by this process has a high crystallinity, a low specific surface area, a low pore volume and therefore a high physical density. The drawbacks of this product, which can be attributed to the high density, are also described. The low specific surface area results in low proton conductivity and higher current density, which promotes the formation of undesired γ-NiOOH, resulting in electrode swelling. At low pHs, crystallized nickel hydroxide, although having a high density, has a stronger tendency to form γ-ΝίΟΟΗ: η. A compromise can be found between the required high density and the porosity required to a certain extent by selecting a medium pH. This method produces nickel hydroxide containing 3 to 10% zinc or 1 to 3% magnesium in a solid solution. These additives act against γ-NiOOH formation-35.

107445 4 JP-patenttijulkaisusta Hei 4-68249 ilmenee jatkuva toiminen menetelmä pallomaisen ‘hiukkasmuodon omaavan nikkelihydroksidin kiteyttämiseksi. Tällöin pumpataan yli-juoksuputkella varustettuun kuumennettuun sylinterimäiseen 5 reaktoriin jatkuvatoimisesti annostelupumpun avulla voimakkaasti sekoittaen nikkelisuolaliuosta (0,5 - 3,5 mol/1), laimeaa natriumhydroksidia (1,25 - 10 mol/1) ja ammoniakki- ja/tai ammoniumsuolaliuosta, jolloin am moniakki voidaan johtaa sisään myös kaasumaisessa muodos-10 sa. Ammoniakkikonsentraatioksi ilmoitetaan 10 - 28 paino-% ja ammoniumsuolakonsentraatioksi 3 - 7,5 mol/1. Nikkelin kompleksoimiseksi johdetaan välillä 0,1 ja 1,5 mol ammoniakkia kutakin nikkelisuolaliuoksen moolia kohden. Noin 10 - 30 tunnin kuluttua järjestelmä saavuttaa tasapainoti-15 lan, minkä jälkeen ulos voidaan ottaa jatkuvatoimisesti vakiolaatuista tuotetta. Viipymäaika reaktorissa on välillä 0,5 ja 5 tuntia.107445 4 JP-A-4-68249 discloses a continuous working method for crystallizing nickel hydroxide having a spherical 'particulate form. The heated cylindrical reactor 5 with an overflow tube is then pumped continuously with a metering pump under vigorous stirring of nickel saline (0.5 to 3.5 mol / l), dilute sodium hydroxide (1.25 to 10 mol / l) and ammonia and / or ammonium amyacia can also be introduced in gaseous form-10. The ammonia concentration is stated to be 10 to 28% by weight and the ammonium salt concentration to be 3 to 7.5 mol / l. Between 0.1 and 1.5 moles of ammonia are introduced per mole of the nickel salt solution to complex the nickel. After about 10-30 hours, the system reaches equilibrium-15, after which a constant quality product can be withdrawn continuously. The residence time in the reactor is between 0.5 and 5 hours.

Tämän menetelmän eräs oleellinen tunnusmerkki on reaktion suoritus määritellyssä pH-arvossa, joka pidetään 20 ± 0,1-pH-arvovälein vakiona alueella välillä 9 ja 12 li säämällä pH-ohjatusti ja vakiolämpötilassa alueella välillä 20 ja 80 °C alkalihydroksidia, jolloin lämpötilavaihte-lut eivät saisi olla suurempia kuin ± 2 K. Näissä olosuhteissa saadaan tiiviit pallomaiset hiukkaset, joiden hiuk-25 kaskoko on välillä 2 ja 50 μπι. Hiukkaskokoa voidaan säätää erityisesti NH3-sisäänvirtausta, viipymäaikaa ja sekoitus-nopeutta muuttamalla. Sekoitusnopeuden pienetessä tai NH3-sisääntulon kasvaessa hiukkaskoko kasvaa. Viipymäajan kasvaessa reaktorissa tuotteesta tulee karkeampaa, hiukkasja-30 kaumasta kapeampi. Seuraavaksi kiteinen tuote suodatetaan, pestään vedellä ja kuivataan. Tällä menetelmällä valmiste-tulla tuotteella on jo mainitut ominaisuudet, jolloin sitä ei tarvitse jauhaa.An essential feature of this process is the performance of the reaction at a defined pH which is kept constant at 20 ± 0.1 pH intervals between 9 and 12 L by adjusting the pH and at a constant temperature between 20 and 80 ° C, with temperature variations should not exceed ± 2 K. Under these conditions, dense spherical particles with a particle size between 2 and 50 μπι are obtained. Particle size can be adjusted, in particular, by changing NH3 inflow, residence time, and agitation speed. As the mixing rate decreases or the NH3 input increases, the particle size increases. As the residence time increases in the reactor, the product becomes coarser, with a particle size and a narrower range of 30. Next, the crystalline product is filtered off, washed with water and dried. The product produced by this method already has the aforementioned properties and therefore does not need to be ground.

Julkaisussa EP A 462 889 ilmoitetaan menetelmä 35 nikkelihydroksidin valmistamiseksi. Tällöin kiteytyksen lämpötila-alue on yli 80 °C. Menetelmää käytetään 107445 5 nitraatti- ja/tai sulfaattiliuoksilla, joissa on lisäaineena kobolttia, kadmiumia ja/täi sinkkiä. Koboltti-pitoisuus on välillä 1 ja 8 paino-%, ja kadmiumin ja/tai sinkin pitoisuudet olivat välillä 3 ja 10 paino-%.EP A 462 889 discloses a process for the preparation of 35 nickel hydroxide. The crystallization temperature range is above 80 ° C. The method is used with 107445 5 nitrate and / or sulphate solutions containing cobalt, cadmium and / or zinc as an additive. The cobalt content is between 1 and 8% by weight, and the cadmium and / or zinc content is between 3 and 10% by weight.

5 Kompleksointi tapahtuu ammoniumsuolan avulla, jolloin NHa/Ni-moolisuhde on välillä 0,3 ja 0,6. Tässä menetelmässä ylläpidetään pH-arvoa 9,2 ± 0,1. Lisäksi käytetään kolmisiipistä sekoitinta, jonka halkaisija on puolet reaktorin halkaisijasta ja jonka pyörimisnopeus on 10 välillä 300 ja 1 000 min-1.The complexation is effected by means of the ammonium salt with a NHa / Ni molar ratio between 0.3 and 0.6. This method maintains a pH of 9.2 ± 0.1. In addition, a three-blade stirrer with half the diameter of the reactor and a rotation speed of 10 between 300 and 1000 min-1 is used.

Kuten jo kuvatussa menetelmässä, tuote suodatetaan, pestään ja kuivataan.As with the method already described, the product is filtered, washed and dried.

Tämän menetelmän haittoja ovat toisaalta pakostakin muodostuvat suuret neuraalisuolojen määrät, 15 joita on vähintään kaksinkertainen stökiömetrinen määrä nikkelihydroksidiin verrattuna ja jotka ovat jätevesinä. Toisaalta tämä jätevesi sisältää kompleksisen liuenneen nikkelin vähäisen määrän ohella vielä suuret määrät ammoniakkia, joka on käsiteltävä jätteenä.The disadvantages of this process, on the other hand, are the large amounts of neural salts that are forced, which are at least twice the stoichiometric amount compared to nickel hydroxide and which are waste water. On the other hand, this wastewater, in addition to the small amount of complex dissolved nickel, still contains large amounts of ammonia which must be treated as waste.

20 Tämän keksinnön tehtävänä on menetelmän aikaansaa minen, jolla ei ole kuvattujen menetelmien haittoja.It is an object of the present invention to provide a process which does not have the disadvantages of the methods described.

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää niukka-liukoisten metallihydroksidien jatkuvaksi valmistamiseksi, joilla on yleinen kaava M(x)OHx, jossa M = Co, Zn, Ni tai 25 Cu, ja x on metallin valenssi. Menetelmälle on tun nusomaista, että ensimmäisessä vaiheessa saatetaan reaktiivista metallihydroksidia reagoimaan kompleksinmuodostajan L kanssa alkalisuolojen AY läsnä ollessa metallikom-pleksisuolaksi, jolla on yleinen kaava MLnYm, ja 30 alkalihydroksidiksi, ja metallikompleksisuola hajotetaan toisessa vaiheessa reaktiolla alkalihydroksidin kanssa pH-*: arvossa > 7 niukkaliukoisiksi metallihydroksideiksi ja kompleksinmuodostajaksi ja alkalimetallisuolaksi, jolloin kompleksinmuodostaja L ja alkalisuola AY johdetaan takai-35 sin ensimmäiseen vaiheeseen ja metallikompleksisuolan ha- 107445 6 jotus suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa muodostuneella alkalihydroksidilla.The present invention relates to a process for the continuous preparation of sparingly soluble metal hydroxides of the general formula M (x) OHx, where M = Co, Zn, Ni or 25 Cu, and x is the valence of the metal. The process is characterized in that the first step is reacting the reactive metal hydroxide with the complexing agent L in the presence of the alkali salts AY to form the metal complexed salt of the general formula MLnYm and the alkali and the complexing agent and the alkali metal salt, wherein the complexing agent L and the alkali salt AY are recycled to the first step and the alkali metal hydroxide formed in the first step is carried out.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään edullisesti kompleksinmuodostajina ammoniakkia ja/tai orgaa-5 nisiä mono- ja/tai diamiineja, joiden ketjunpituus on 1 - 6.In the process of the invention, ammonia and / or organic mono- and / or diamines having a chain length of 1 to 6 are preferably used as complexing agents.

Keksinnön mukainen menetelmä sallii jätevesiongel-man välttämisen siten, että lähtöaineina käytetään mainittujen metallien reaktiivisia hydroksideja, jotka voidaan 10 muuttaa liukoiseen muotoon. Siten esimerkiksi nikkelihyd-roksidi voidaan saattaa reagoimaan neutraalisuolojen läsnä ollessa ammoniakin avulla lähes täysin heksa-ammiinikomp-leksiksi seuraavan yhtälön mukaisesti.The process according to the invention permits the avoidance of the waste disposal problem by using reactive hydroxides of said metals as starting materials, which can be converted into soluble form. Thus, for example, nickel hydroxide can be reacted in the presence of neutral salts with ammonia almost completely to the hexa-amine complex according to the following equation.

15 Ni (OH) 2 + 6 NH3 + 2 NaCl => [Ni (NH3) 6] Cl2 + 2 NaOH.15 Ni (OH) 2 + 6 NH 3 + 2 NaCl => [Ni (NH 3) 6] Cl 2 + 2 NaOH.

Kiinteä aine voidaan helposti erottaa suodattamalla tai dekantoimalla.The solid can be easily separated by filtration or decantation.

Erityisen hyviä tuloksia saavutetaan, kun keksin-20 nön mukainen menetelmä suoritetaan lämpötiloissa alueella 30 - 85 °C, edullisesti 45 - 80 °C.Particularly good results are obtained when the process according to the invention is carried out at temperatures in the range of 30 to 85 ° C, preferably 45 to 80 ° C.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräs oleellinen tunnusmerkki on, että käytetty metallihydroksidi on reaktiivisessa muodossa, koska vain tällöin se liukenee komplek-25 sinmuodostuksessa täydellisesti. Erästä erityisen sopivaa reaktiivista metallihydroksidia on juuri saostettu metallihydroksidi. Samoin on edullista käyttää reaktiivista metallihydroksidia, joka on saatu metallin anodihapetuk-sella.An essential feature of the process according to the invention is that the metal hydroxide used is in a reactive form, because only then does it completely dissolve in the formation of complexes. A particularly suitable reactive metal hydroxide is the freshly precipitated metal hydroxide. Likewise, it is preferable to use reactive metal hydroxide obtained by anode oxidation of the metal.

30 Eräs menetelmä vastaavan reaktiivisen nikkelihyd- roksidin valmistamiseksi esitetään DE-patenttihakemuksessa *: P 4 239 295.0. Tällöin kyseessä on menetelmä puhtaan nik- kelihydroksidin valmistamiseksi metallisen nikkelin anodi-hapetuksella vesipohjaisessa elektrolyyttiliuoksessa sul-35 faatti-ionien läsnä ollessa ja erottamalla muodostuneen nikkelihydroksidin, jolloin valmistetaan kloridi- ja sul- 107445 7 faattipitoista nikkelihydroksidia, joka voidaan sitten muuttaa puhtaaksi nikkelihydroksidik'si alkalihydroksideil-la jälkikäsittelemällä.One method for preparing the corresponding reactive nickel hydroxide is disclosed in DE patent application *: P 4 239 295.0. This is a process for the preparation of pure nickel hydroxide by the anode oxidation of metallic nickel in an aqueous electrolyte solution in the presence of sulfate ions and separation of the nickel hydroxide formed to prepare -la after processing.

Siinä tapauksessa, että reaktiivisen metalli-5 hydroksidin on määrä sisältää lisäainealkuaineita, kuten vaaditaan osaksi esimerkiksi paristojen valmistukseen tarkoitetulta nikkelihydroksidilta, voidaan keksinnön mukainen menetelmä suorittaa kadmium-, koboltti-, magnesium-, kalsium- ja/tai sinkkisuolojen läsnä ollessa, 10 jolloin näitä käytetään edullisesti sulfaatti- ja/tai kloridisuoloina.In the event that the reactive metal hydroxide is to contain additives as required, for example, in nickel hydroxide, for example for the manufacture of batteries, the process of the invention may be carried out in the presence of cadmium, cobalt, magnesium, calcium and / or zinc salts. preferably in the form of the sulfate and / or chloride salts.

Samoin on edullisesti mahdollista suorittaa reaktiivisen metallihydroksidin valmistus anodisen hapetuksen tapauksessa kadmiumin, koboltin, magnesiumin ja/tai sinkin 15 läsnä ollessa, jolloin nämä alkuaineet on kytketty metal- lianodeiksi.It is also preferably possible to carry out the preparation of the reactive metal hydroxide in the case of anodic oxidation in the presence of cadmium, cobalt, magnesium and / or zinc, whereby these elements are coupled to metal anodes.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä edullisessa suoritusmuodossa metallihydroksideissa on seostusaineena yhtä tai useaa alkuainetta Co, Zn, Mg, Ca ja Cd kokonais-20 määrä enintään 10 paino-%.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the metal hydroxides contain one or more elements Co, Zn, Mg, Ca and Cd in a total amount of up to 10% by weight.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä muodostuva emälipeä sisältää täsmälleen stokiömetrisen määrän natriumhydroksidia, joka vaaditaan tiiviin, pallomaisen metallihydroksidin valmistukseen. Siten keksinnön mukainen 25 menetelmä suoritetaan jatkuvatoimisesti, jolloin komplek sinmuodostaja ja alkalisuola johdetaan takaisin ensimmäiseen vaiheeseen. Metallikompleksisuolan hajotus suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa muodostuneella alkali-hydroksidilla .The mother liquor formed in the process of the invention contains exactly the stoichiometric amount of sodium hydroxide required for the preparation of the dense spherical metal hydroxide. Thus, the process of the invention is carried out continuously, wherein the complexing agent and the alkali salt are recycled to the first step. The decomposition of the metal complex salt is carried out with the alkali hydroxide formed in the first step.

30 Esivaiheen reaktio tapahtuu tällöin suurella saan nolla ja nopeudella, kun voi tapahtua komponenttien inten-·; siivinen läpisekoittuminen.The precursor reaction then occurs at a high yield of zero and at a rate where the intensity of the components may occur; wing blending.

Erityisen edullista on metallikompleksisuolojen hajotus voimakkaasti turbulentissa virtauksessa, joka voi-35 daan saada aikaan voimakkaalla sekoituksella, passiivisil la tai aktiivisilla sekoituselementeillä ja virtaussuutti- 107445 8 millä. Hajotus reaktorissa suoritetaan määritellyllä vii-pyumäajalla 0,5 - 20 tuntia, edullisesti 1-4 tuntia.Particularly preferred is the decomposition of the metal complex salts in a strongly turbulent flow which can be achieved by vigorous mixing, passive or active mixing elements and flow nozzle. The decomposition in the reactor is carried out at a defined residence time of 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 4 hours.

Erityisen edulliseksi on reaktorina osoittautunut putkireaktori. Metallihydroksidin muodotumiseen johtavassa 5 reaktiossa muodostuvat tuotteet ammoniakki ja natriumklo-ridi johdetaan takaisin ensimmäiseen vaiheeseen ja käytetään siellä jälleen metalliammiinikompleksin valmistukseen niin, että koko prosessi voi tapahtua jätevedettömästi.Especially preferred is the tubular reactor which has proven to be a reactor. The products formed in the reaction leading to the formation of the metal hydroxide are recycled to the first stage, ammonia and sodium chloride, and used there again for the preparation of the metal amine complex so that the whole process can be effected without wastewater.

Putkureaktori kuvataan yleisessä suoritusmuo- 10 dossaan teoksessa Ullmann, voi. B4, s. 172 - 179. Se esitetään kaavamaisesti kuviossa 1. Siinä A merkitsee reagoivien aineiden sisääntulevaa virtausta, B merkitsee tuotteen ulosvirtausta. Reaktorin suorituksessa putkessa on mahdollista jatkuvatoiminen käyttö, joka voidaan säätää 15 kiinteiden ammiinikompleksien reaktioon alkalisen emälipeän kanssa siten eri metalleille kiertonopeuden valinnalla, että tuotteiden vaaditut fysikaaliset ominaisuudet voidaan säätää viipymäajalla, lämpötilalla ja pH-arvolla. Ennalta määrätyn tilavuuden omaavaa 20 sekoitusastiaa, jossa on ennalta määiätty sekoitinlaite, ei sitä vastoin voida sopeuttaa niin joustavasti, että yhdessä reaktorissa voidaan valmistaa erilaisia metallihydroksideja, joilla on erilaiset morfologiat. Kiertonopeuden valinta putkireaktorissa ja erilaisten 25 sekoittimien kuten staattisten sekoittimien, aktiivisten "In-line"-sekoittimien tai suutinten sisäänrakennus takaa sen, että reagoivien aineiden vaadittava läpisekoittuminen reaktioiväliaineen kanssa tapahtuu mitä lyhimmässä ajassa, mikä ei ole mahdollista toivotun joustavuuden omaavan 30 reaktiojärjestelmän muissa suoritusmuodoissa vallitsevalla sekoitusintensiteetillä.The tubular reactor is described in its general embodiment in Ullmann, Vol. B4, pp. 172-179. It is schematically shown in Fig. 1. In this, A represents the inflow of reactants, B represents the outflow of product. In the operation of the reactor in the tube, continuous operation is possible which can be adjusted for the reaction of the solid amine complexes with the alkaline mother liquor by selecting the rotation speed for the various metals so that the required physical properties of the products can be adjusted. On the other hand, a predetermined volume of 20 mixing vessels with a predetermined mixing device cannot be so flexible that different metal hydroxides of different morphologies can be prepared in one reactor. The choice of rotation speed in the tubular reactor and the incorporation of various mixers such as static mixers, active "in-line" mixers or nozzles ensures that the required mixing of the reactants with the reaction medium takes place in the shortest possible time, which is not possible .

*: Keksinnön mukaisella menetelmällä saatava nikkeli- hydroksidi soveltuu erityisesti vaahtoanodeissa käyttöön. Sen tunnusomaiset ominaispiireteet ovat: 35 - koputustiheys (ASTM B 212): > 2,0 g/cm3 107445 9 - spesifinen BET-pinta-ala (DIN 66232) 10 - 20 m2/g - keskimääräinen hiukkaskoko D50: 10' - 20 pm - huokoisuus: 47 - 53 % - turpoaminen 3 M KOH-liuoksessa: < 10 % 5 - ominaisvarauskapasiteetti vaahtoanodissa (AA-solu): > 250 mAh/g - vesipitoisuus: < 1 %*: The nickel hydroxide obtained by the process of the invention is particularly suitable for use in foam anodes. It has the following characteristics: 35 - tap density (ASTM B 212):> 2.0 g / cm 3 107445 9 - specific BET surface area (DIN 66232) 10 - 20 m2 / g - average particle size D50: 10 '- 20 pm - porosity: 47 - 53% - swelling in 3 M KOH: <10% 5 - specific charge capacity at the foam anode (AA cell):> 250 mAh / g - water content: <1%

Keksintöä selitetään seuraavaksi esimerkillä keksintöä tähän rajoittamatta.The invention will now be described by way of example without limiting the invention.

10 Esimerkki 1. Reaktiivisen nikkelihydroksidin valmistus a) ElektrolyysiExample 1. Preparation of Reactive Nickel Hydroxide a) Electrolysis

Elektrolyysireaktori, joka koostui elektrolyysiso-lusta (70 1), täytettiin 200 1:11a natriumkloridiliuosta 15 (50 g NaCl/1), ja elektrolyyttiliuosta kiertopumpattiin molempien säiliöiden välillä keskipakopumpulla. Elektro-lyysisolun sisälle ripustettiin 2 tantaalikoria, joiden sivupinnat oli muodostettu verkoksi ja jotka oli täytetty Ni-briketeillä. Tantaalikorit kytkettiin anodeiksi, ja 20 sivupintoja vastaan järjestettiin katodiksi kytketyt puh- dasnikkelilevyt niin, että elektrodin kokonaispinta-ala oli 0,5 m2. Elektrolysoitiin 4,2 V:lla ja 500 A:lla virta-tiheydellä 1 000 A/m2. Elektrolyysisoluun syötettiin elektrolyysin aikana jatkuvatoimisesti tunnissa 200 ml 25 liuosta, joka sisälsi nikkelisulfaattia ja kobolttisul- faattia (250 g/1 NiS0„-7H20; 250 g/1 CoS04 · 7H20) .An electrolysis reactor consisting of an electrolysis cell (70 L) was charged with 200 L of sodium chloride solution 15 (50 g NaCl / L), and the electrolyte solution was circulated between both tanks with a centrifugal pump. Two tantalum baskets were hung inside the electrolysis cell, the sides of which were meshed and filled with Ni briquettes. The tantalum baskets were connected to the anodes and, against the side surfaces, pure nickel plates connected to the cathode were arranged so that the total electrode area was 0.5 m2. Electrolyzed at 4.2V and 500A at a current density of 1000 A / m2. During the electrolysis, 200 ml of a solution containing nickel sulfate and cobalt sulfate (250 g / L NiSO0-7H 2 O; 250 g / L CoSO 4 · 7H 2 O) were continuously fed to the cell during the electrolysis.

Viiden tunnin kuluttua kiertoastiasta poistettiin jaukuvatoimisesti 40 1/tunti muodostunutta suspensiota, ja elektrolyysisoluun pumpattiin samanaikaisesti tuoretta 30 natriumkloridiliuosta niin, että nestetilavuus elektrolyy- sireaktorissa pysyi vakiona. Seuraavaksi suspensio suoda- » · ’» tettiin erissä, ja elektrolyysin edelleen jatkuessa tämä suodos kuljetettiin takaisin elektrolyysisoluun tuoreen natriumkloridiliuoksen sijasta. Siten natriumkloridiliuos-35 lisää tarvittiin vain jatkuvatoimisen käytön alussa, minkä jälkeen reaktorin tasapainokäytössä asettui suljettu kier- 107445 10 to. Suspensio oli hyvin suodatettavissa, ja saatiin geeli-mäistä primäärituotetta, jonka vesipitoisuus oli keskimäärin 90 %. Täten ulos päässyt vesi johdettiin jälleen takaisin järjestelmään geelimäisen primäärituotteen pesuve-5 tenä. Kemiallinen analyysi antoi tulokseksi kuivatun geelin keskimääräisen sulfaattipitoisuuden 1,8 % ja keskimääräisen kloridipitoisuuden 2 %. Kokeen kesto oli yhteensä 105 tuntia. Jatkuvatoimisen käytön aikana saatiin tällöin talteen yhteensä 870 kg geelimäistä primäärituotetta.After 5 hours, 40 L / hour of suspension formed was removed from the circulation vessel and fresh 30 ml of sodium chloride solution was simultaneously pumped into the electrolysis cell so that the volume of the liquid in the electrolysis reactor remained constant. Subsequently, the suspension was filtered in batches, and as the electrolysis continued, this filtrate was transported back to the electrolysis cell instead of fresh sodium chloride solution. Thus, an additional sodium chloride solution-35 was only needed at the beginning of continuous operation, after which a closed loop 107445 10 to settle in equilibrium operation of the reactor. The suspension was well filtered and a primary gel product with an average water content of 90% was obtained. The water thus discharged was again recycled to the system as a washing gel-like primary product. Chemical analysis resulted in a mean dried sulfate content of 1.8% and an average chloride content of 2%. The total duration of the test was 105 hours. During continuous operation, a total of 870 kg of the gel-like primary product was recovered.

10 b) Vakiointi NaOH:ssa 200 kg geelimäistä primäärituotetta elektrolyysi-reaktorista dispergoitiin kuumennetussa kaksoisvaippareak-torissa 200 l:n kanssa vettä intensiivisesti sekoittaen. Seuraavaksi säädettiin NaOH:lla emäksiseen pH-arvoon 13,7, 15 ja suspensio kuumennettiin sekoittaen 80 °C:seen ja pidettiin tässä lämpötilassa 6 tuntia.B) Conditioning in NaOH 200 kg of the gel-like primary product from the electrolysis reactor were dispersed in a heated double jacketed reactor with 200 L of water with vigorous stirring. Next, NaOH was adjusted to a basic pH of 13.7, 15 and the suspension was heated to 80 ° C with stirring and held at this temperature for 6 hours.

Tämän jälkeen suodatettiin imusuodattimella, ja tuote pestiin imusuodattimesta vedellä. Kuivauskaapissa kuivaamisen jälkeen saatiin 19,7 kg nikkelihydroksidia, 20 jonka Co-pitoisuus oli 1 %. Anionisic epäpuhtauksia oli alle 500 ppm. Tilavuuspaino oli 1,3 g/cm3, ja koputus-tiheys oli 1,8 g/cm3. Spesifisen BET-pinta-alan (mitattuna N2-yksipiste-menetelmällä) arvo oli hyvin suuri 88 m2/g. Heijastuksen puolileveys (101) oli 2,0.It was then filtered through a suction filter, and the product was washed from the suction filter with water. After drying in a drying oven, 19.7 kg of nickel hydroxide with a Co content of 1% were obtained. The anionisic impurities were below 500 ppm. The bulk density was 1.3 g / cm 3 and the tap density was 1.8 g / cm 3. The specific BET surface area (as measured by the N2 single point method) was very high at 88 m2 / g. The reflection had a half width (101) of 2.0.

25 2. Nikkeliheksa-ammiinikloridin valmistus a) ei-jatkuvasti NH3:lla (25 %) 1 l:n kanssa suspensiota, jossa oli 100 g/1 elektrolyyttisesti esimerkin 1 mukaan saatua hyvin aktiivista nikkelihydroksidigeeliä ja 280 g/1 natriumhydroksidia, 30 sekoitettiin 1 kg ammoniakkia (25-%:ista), ja sekoitettiin yhden tunnin ajan sekoittaen. Reaktioseos suodatettiin « — *: laboratorioimusuodattimella ja pestiin sen jälkeen erissä pienellä määrällä konsentroitua NH3:a. Saatiin 226 g [Ni (NH3) 6] Cl: ää saannolla 90,5 %.2. Preparation of Nickel Hexammonium Chloride a) Non-continuous NH3 (25%) with 1 L of a suspension of 100 g / l of the highly active nickel hydroxide gel obtained according to Example 1 and 280 g / l of sodium hydroxide was stirred for 1 hour. kg of ammonia (25%) and stirred for one hour with stirring. The reaction mixture was filtered through a? - *: Laboratory filter and then washed in portions with a small amount of concentrated NH3. 226 g of [Ni (NH 3) 6] Cl were obtained in a yield of 90.5%.

< 107445 11<107445 11

Eraälipeä sisälsi 9,5 g kompleksisesti sitoutunutta nikkelihydroksidia samoin kuin 7 8 'g NaOH:ta ja ylimääräistä ammoniakkia.The batch liquor contained 9.5 g of complexively bound nickel hydroxide as well as 78 g of NaOH and excess ammonia.

Ylimääräinen ammoniakki tislattiin pois lyhyellä 5 täytekappalekolonnilla 25-%:isena vesiliuoksena.Excess ammonia was distilled off with a short column of 5 pads in 25% aqueous solution.

Tällöin saostui hyvin sedimentoiutuvana ja suodatettavissa olevana tuotteena 9,5 g kompleksisesti sitoutunutta nikkelihydroksidia. Suodatuksen ja jälkipesun jälkeen saatiin 1,5 1 suodosta, joka sisälsi 280 g NaClrää 10 (3,2 M) ja 78 g NaOH:ta (1,3 M).9.5 g of complexed nickel hydroxide precipitated as a highly sedimentable and filterable product. After filtration and washing, 1.5 L of filtrate containing 280 g of NaCl 10 (3.2 M) and 78 g of NaOH (1.3 M) were obtained.

b) jatkuvatoimisesta NH3:lla (25 %) 2 l:n dekantterilasiin, jossa oli ylijuoksutusput-ki, pumpattiin sekoittaen ja jäähdyttäen jatkuvatoimisesti 0,5 1/tunti suspensiota, joka sisälsi 100 g/1 hyvin aktii-15 vista nikkelihydroksidigeeliä ja 280 g/1 NaClrää samoin kuin 0,5 1 ammoniakkia (25-%:ista). Ylijuoksu johdettiin laskuputken avulla nousuvirtaluokittelijaan, jossa muodostunut nikkeliheksa-ammiinikloridi kerrostui. Nousuvirtaluokitteli j asta ulos tuleva suodos sisälsi 2 g/1 komplek-20 sisesti sitoutunutta nikkelihydroksidia ja 40 g/1 natrium-hydroksidia samoin kuin 140 g/1 NaClrää ja ylimääräistä ammoniakkia. Tämä vastaa keskimääräistä viipymäaikaa 4 tuntia hyvin aktiivisen nikkelihydroksidigeelin nikkeli-heksa-ammiinikloridiksi reagoimisen asteella 92 %. 1 1 25 suodosta, joka sisälsi 190 g/1 NaClrää, 40 g/1 NH3: a, puh-.*· distettiin kuten Abs. al)rssä lyhyellä täytekappalekolon nilla. Kondensaatiotuotteena saatiin 25-%rista ammoniakkia samoin kuin saostuneen nikkelihydroksidin erotuksen jälkeen 700 ml prosessilipeää, joka sisälsi 140 g NaClrää 30 (3,4 M) ja 40 g NaOHrta (1,4 M).b) from continuous NH3 (25%) in a 2 L beaker with an overflow tube was pumped with stirring and cooling, 0.5 L / hr suspension containing 100 g / L of highly activated nickel hydroxide gel and 280 g / L NaCl as well as 0.5 l ammonia (25%). The overflow was led, via a downer, to a rising current classifier where the nickelhexammonium chloride formed was deposited. The filtrate exiting the upstream classifier contained 2 g / l of complex-20 nickel hydroxide and 40 g / l of sodium hydroxide, as well as 140 g / l of NaCl and excess ammonia. This corresponds to an average residence time of 4 hours with a degree of reaction of the highly active nickel hydroxide gel with nickel-hexamine ammonium chloride at 92%. 1 L of 25 filtrates containing 190 g / L NaCl, 40 g / L NH3 were purified as in Abs. al) with a short filler neck. As a condensation product, 25% ammonia was obtained as well as, after separation of the precipitated nickel hydroxide, 700 ml of a process liquor containing 140 g of NaCl 30 (3.4 M) and 40 g of NaOH (1.4 M).

c) jatkuvatoimisesti NHsrIla (50 %) kosteana S · · höyrynäc) continuously with NHs (50%) as wet S · · vapor

Hyvin aktiivisen nikkelihydroksigeelin ja natrium-kloridin reaktio ammoniakin kanssa suoritettiin jatkuva-35 toimisesti jäähdytetyssä 10 lm "liikkuva suihku" -reaktorissa .The reaction of the highly active nickel hydroxide gel and sodium chloride with ammonia was carried out in a continuous-35 cooled 10 µm "moving jet" reactor.

>·· 107445 12> ·· 107445 12

Ammoniakkia otettiin talteen laimentuneista prosessiliuoksista haihduttamalla täytekappalekolonnilla ja johdettiin suoraan "liikkuva suihku" -reaktoriin ilman edeltävää kondensointia 50-%:isena NH3/H20-höyryseoksena.Ammonia was recovered from the diluted process solutions by evaporation on a packing column and passed directly to the "moving shower" reactor without prior condensation as a 50% NH3 / H2O vapor mixture.

5 "Liikkuva suihku" -reaktoriin johdettiin jatkuvatoimisesti nopeudella 3 1/tunti suspensiota, jossa oli 100 g/1 hyvin aktiivista nikkelihydroksidigeeliä ja 280 g/ natriumklori-dia, samoin kuin 600 g/tunti NH3:a ja 600 g/tunti HaO:ta kosteana höyryseoksena. "Liikkuva suihku" -reaktorin yli-10 juoksu oli yhdistetty ylijuoksuputken kautta nousuvirta-luokittelijaan, jossa muodostunut nikkeliheksa-ammiiniklo-ridi kerrostui. Ulos tuleva kirkas suodos 4 1/tunti) sisälsi 3 g/1 kompleksisesti sitoutunutta nikkelihydroksi-dia, 210 g NaCl:ää, 49 g NaOH:ta ja 70 g/1 NH3:a. Tämä 15 vastasi muutosastetta 96 %.A suspension of 100 g / l of highly active nickel hydroxide gel and 280 g / sodium chloride, as well as 600 g / h of NH3 and 600 g / h of HaO was continuously introduced into the "mobile shower" reactor at a rate of 3 l / h. as a moist vapor mixture. The over-10 run of the "moving jet" reactor was connected via an overflow line to a riser classifier where the nickel hexammonium chloride formed was deposited. The clear filtrate exiting (4 L / hr) contained 3 g / L of complexively bound nickel hydroxide, 210 g of NaCl, 49 g of NaOH and 70 g / L of NH 3. This 15 corresponded to a degree of change of 96%.

3. Tiiviin nikkelihydroksidin valmistus a) jatkuvatoimisesti 5 1 "liikkuva suihku" -reaktorissa3. Preparation of Dense Nickel Hydroxide (a) Continuously in a 5 L "Moving Shower" Reactor

Raskasliikkeistä suspensiota, jossa oli 20 nikkeliheksa-ammiinikloridia (400 g 600 g:ssa 7-%:ista NH3:a) pidettiin sekoittamalla varastoastiassa pumppaus-kelpoisena. Tästä suspensiosta pumpattiin jatkuvatoi-misesti 70 °C:seen kuumennettuun 5 1 "liikkuva suihku" -reaktoriin. Toisena komponenttina annosteltiin nopeudella 25 noin 1,2 1/tunti pH-säädeltyä prosessilipeää, jossa oli • 60 g/1 NaOH:ta ja 140 g/1 NaClrää.A heavy-duty suspension of 20 nickel-hexamine ammonium chloride (400 g in 600 g of 7% NH 3) was kept pumpable by stirring in a storage vessel. This suspension was pumped continuously into a 5 L "moving jet" reactor heated to 70 ° C. As a second component, about 1.2 L / h of pH-adjusted process liquor containing • 60 g / L NaOH and 140 g / L NaCl was dispensed at a rate of 25.

Keskimääräinen viipymäaika reaktorissa oli noin 3 tuntia. Kahden tunnin kuluttua saatiin ulos tulevasta suspensiosta suodatuksen ja H20:lla pesun jälkeen talteen 30 tiivistä, erittäin hyvin suodattavissa olevaa nikkelihyd-roksidia, jonka pakkautumistiheys oli 1,6 g/cm3.The average residence time in the reactor was about 3 hours. After 2 hours, after filtration and washing with H 2 O, 30 dense, highly filterable nickel hydroxide having a packing density of 1.6 g / cm 3 were recovered.

b) jatkuvatoimisesti 100 1 "liikkuva suihku" -reaktorissab) continuously in a 100 L "jet shower" reactor

Nikkeliheksa-ammiinikloridin ja natriumhydroksidin 35 tiiviiksi nikkelihydroksidiksi reaktioon käytettiin liikkuva suihku -reaktoria, jossa taattiin sekoitussuuttimilla 13 107445 ja suurtehokiertopumpulla reaktiopartnerien optimaalinen sekoittuminen ja suurten leikkausvoimien syntyminen. Suspensiota, joka sisälsi 400 g nikkeliheksa-ammiinikloridia 600 g:ssa 7-%:ista NH3:a varastosäiliössä, pidettiin pump-5 pauskelpoisena sekoittamalla. Tästä suspensiosta siirrettiin nopeudella 20 kg/tunti letkupumpulla liikkuva suih-kureaktoriin, jota pidettiin lämpötilassa 73 °C. Reak-tiokomponentteina kuljetettiin jatkuvatoimisesti noin 43 1/tunti prosessilipeää, jossa oli 65 g/1 NaOH:ta ja 10 200 g/1 NaCl:ää. Prosessilipeän annostelu tapahtui pH-sää- detysti pitäen emäksistä pH-arvoa välillä 11,4 ja 11,6. Keskimääräinen viipymäaika oli noin 1,6 tuntia.The mobile jet reactor was used for the reaction of nickel hexammonium chloride and sodium hydroxide 35 into a dense nickel hydroxide, which provided optimum mixing of the reaction partners and high shear forces with mixing nozzles 13 107445 and a high-speed rotary pump. A suspension of 400 g of nickel hexammonium chloride in 600 g of 7% NH3 in a storage tank was maintained at pump-5 by pausing with stirring. This suspension was transferred at a rate of 20 kg / h into a jet pump jet operated at 73 ° C. The reaction components were continuously transported about 43 L / hr of process liquor containing 65 g / L NaOH and 10,200 g / L NaCl. The process liquor was dosed in a pH-controlled manner keeping the basic pH between 11.4 and 11.6. The average residence time was approximately 1.6 hours.

16 tunnin kuluttua liikkuva suihku -reaktorin yli-juoksusta saatiin hyvin nopeasti kerrostuvaa tiivistä nik-15 kelihydroksidia, joka oli erinomiasen hyvin suodatettavissa ja voitiin pestä noin 7 l:lla/kg lämmintä vettä klori-dipitoisuuksiin < 500 ppm. Nikkelihydroksidin pakkautumis-tiheys oli keskimäärin 1,9 g/cm3 ja koputustiheys 2,1 g/cm3. Pallonmuotoisten hiukkasten keskimääräinen 20 hiukkaskoko oli keskimäärin 12 pm.After 16 hours of overflow of the mobile jet reactor, a very rapidly deposited dense nickel-15 chelated hydroxide was obtained which was highly filterable and could be washed with about 7 L / kg of warm water to a concentration of <500 ppm. Nickel hydroxide had an average packing density of 1.9 g / cm 3 and a tapping density of 2.1 g / cm 3. The spherical particles had an average particle size of 12 µm.

· · « »*· · «» *

Claims (9)

1. Förfarande för kontinuerlig framställning av svärlösliga . metallhydroxider tried den allmänna formeln 5 M(xlOHx, där M = Co, Zn, Ni eller Cu och x är valensen för metallen, kännetecknat därav, att i ett första steg reaktiv metallhydroxid omsätts med en komplexbildare L i närvaro av alkalisalter AY tili ett me-tallkomplexsalt med den allmänna formeln MLnYm och en alka-10 lihydroxid, och metallkomplexsaltet sönderdelas i ett an-dra steg genom reaktion med en aikaiihydroxid vid ett pH-värde > 7 tili svärlösliga metallhydroxider och komplexbildare och alkalisalt, varvid komplexbildaren L och alkalisaltet AY leds tillbaka tili det första steget 15 och sönderdelningen av metallkomplexsaltet utförs med den i den första steget bildade alkalihydroxiden.1. Method for continuous production of soluble solvents. metal hydroxides tried the general formula 5 M (xlOHx, where M = Co, Zn, Ni or Cu and x is the valence of the metal, characterized in that in a first step reactive metal hydroxide is reacted with a complexing agent L in the presence of alkali salts AY to a metal number complex complex salt of the general formula MLnYm and an alkali hydroxide, and the metal complex salt is decomposed in another step by reaction with an alkali hydroxide at a pH> 7 to highly soluble metal hydroxides and complexing agent and alkali salt, wherein the complexing agent is back to the first step 15 and the decomposition of the metal complex salt is carried out with the alkali hydroxide formed in the first step. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att som komplexbildare används ammo-niak eller organiska mono- och/eller diaminer med en ked-20 jelängd av 1-6.2. A process according to claim 1, characterized in that ammonia or organic mono- and / or diamines having a chain length of 1-6 are used as complexing agents. 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att metallhydroxiderna blandats med ett eller flera grundämnen ur gruppen Co, Zn, Mg, Ca och Cd in en totalmängd av högst 10 vikt-%. **25Process according to claim 1 or 2, characterized in that the metal hydroxides are mixed with one or more elements from the group Co, Zn, Mg, Ca and Cd in a total amount of not more than 10% by weight. ** 25 4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat därav, att det utförs vid tempe-raturer inom omrädet 30 - 85 °C, företrädesvis 45 - 80 °C.Method according to any of claims 1-3, characterized in that it is carried out at temperatures in the range 30 - 85 ° C, preferably 45 - 80 ° C. 5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att som reaktiv metallhyd- 30 roxid används just utfälld metallhydroxid.Process according to any of claims 1-4, characterized in that just as precipitated metal hydroxide is used as precipitated metal hydroxide. 6. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att som reaktiv metallhydroxid används medelst anodisk oxidation av metallen er-hällen metallhydroxid. 35Process according to any of claims 1-4, characterized in that as the reactive metal hydroxide is used by anodic oxidation of the metal, metal hydroxide is obtained. 35 7. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-6, kännetecknat därav, att sönderdelningen av me- 17 107445 tallkomplexsalterna utförs i en . kraftigt turbulent strömning, som ästadkommes medelst intensiv omröring, med passiva eller aktiva oraröringselement eller strömnings-raunstycken. 5Process according to any of claims 1-6, characterized in that the decomposition of the metal complex salts is carried out in one. vigorous turbulent flow, which is accomplished by intense stirring, with passive or active stirring elements or flow nozzles. 5 8. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-7, kännetecknat därav, att sönderdelningen utförs i en reaktor med en definierad uppehällstid i 0,5 - 10 timmar, företrädesvis 1-4 timmar.Process according to any of claims 1-7, characterized in that the decomposition is carried out in a reactor with a defined holding time for 0.5 to 10 hours, preferably 1-4 hours. 9. Förfarande enligt ndgot av patentkraven 1-8, ίο kännetecknat därav, att framställningen sker i en rörreaktor. « « · ·9. A process according to any one of claims 1-8, characterized in that the production takes place in a pipe reactor. «« · ·
FI945841A 1993-12-14 1994-12-12 Process for the preparation of metal hydroxides FI107445B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4342620 1993-12-14
DE4342620A DE4342620C1 (en) 1993-12-14 1993-12-14 Process for the production of metal hydroxides

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI945841A0 FI945841A0 (en) 1994-12-12
FI945841A FI945841A (en) 1995-06-15
FI107445B true FI107445B (en) 2001-08-15

Family

ID=6504989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI945841A FI107445B (en) 1993-12-14 1994-12-12 Process for the preparation of metal hydroxides

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP0658514B1 (en)
JP (1) JP3529115B2 (en)
KR (1) KR100347284B1 (en)
CN (1) CN1041706C (en)
AT (1) ATE167461T1 (en)
CA (1) CA2137762C (en)
DE (2) DE4342620C1 (en)
ES (1) ES2118303T3 (en)
FI (1) FI107445B (en)
NO (1) NO314991B1 (en)
RU (1) RU2143997C1 (en)
TW (1) TW299300B (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3192374B2 (en) * 1996-07-01 2001-07-23 正同化学工業株式会社 Method for producing nickel hydroxide
US5824283A (en) * 1997-04-28 1998-10-20 Inco Limited Process for producing nickel hydroxide from elemental nickel
DE10245467A1 (en) * 2002-09-28 2004-04-08 Varta Automotive Systems Gmbh Active nickel mixed hydroxide cathode material for alkaline batteries and process for its production
DE102006062762A1 (en) 2006-03-31 2008-01-31 H.C. Starck Gmbh Process for the preparation of pulverulent Ni, Co mixed hydroxides and their use
US20110147272A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-23 General Electric Company Emulsification of hydrocarbon gas oils to increase efficacy of water based hydrogen sulfide scavengers
JP2013151383A (en) * 2012-01-24 2013-08-08 Tsukishima Kikai Co Ltd Method for manufacturing aggregated particle of metal, method for manufacturing positive electrode active material for lithium ion battery, method for manufacturing lithium ion battery, and lithium ion battery
CN104016423A (en) * 2014-06-06 2014-09-03 安徽师范大学 Preparation method of magnetic metal alpha phase hydroxide nanometer material as well as super-capacitor electrode
CN110203951B (en) * 2019-06-26 2021-08-31 青海盐湖工业股份有限公司 Preparation method for magnesium hydroxide and coproduction of nickel hexammine dichloride
CN111477986B (en) * 2020-04-15 2023-04-18 中南大学 Method for preparing ternary lithium ion battery precursor by electrolyzing sodium sulfate waste liquid
KR20230019838A (en) * 2020-06-04 2023-02-09 바스프 에스이 Method for producing particulate (oxy)hydroxide
CN114835175B (en) * 2022-06-20 2024-05-17 清远先导材料有限公司 Preparation method of low-density nickel hydroxide

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE161119C (en) *
US2879137A (en) * 1956-10-12 1959-03-24 Bethlehem Steel Corp Nickel and cobalt recovery from ammoniacal solutions
US3975497A (en) * 1974-07-11 1976-08-17 Freeport Minerals Company Enhanced selectivity in the separation of nickel and cobalt from ammoniacal solutions
US4395278A (en) * 1980-09-29 1983-07-26 Gte Products Corporation Method for producing cobalt metal powder
DE68917045T2 (en) * 1988-07-19 1995-03-16 Yuasa Battery Co Ltd Nickel electrode for an alkaline battery.
CN1075697A (en) * 1993-04-09 1993-09-01 河南师范大学 Preparation method of corpuscle ball type nickel hydroxide

Also Published As

Publication number Publication date
FI945841A (en) 1995-06-15
CA2137762A1 (en) 1995-06-15
DE59406270D1 (en) 1998-07-23
NO944825D0 (en) 1994-12-13
FI945841A0 (en) 1994-12-12
ES2118303T3 (en) 1998-09-16
TW299300B (en) 1997-03-01
CA2137762C (en) 2005-05-24
EP0658514A1 (en) 1995-06-21
JPH07206438A (en) 1995-08-08
KR100347284B1 (en) 2002-11-29
DE4342620C1 (en) 1995-07-06
RU94043800A (en) 1996-10-20
RU2143997C1 (en) 2000-01-10
NO314991B1 (en) 2003-06-23
NO944825L (en) 1995-06-15
KR950017738A (en) 1995-07-20
JP3529115B2 (en) 2004-05-24
ATE167461T1 (en) 1998-07-15
CN1107440A (en) 1995-08-30
EP0658514B1 (en) 1998-06-17
CN1041706C (en) 1999-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5227306B2 (en) Apparatus and method for producing compounds by precipitation
KR100480864B1 (en) Method for preparing nickel fine powder
FI107445B (en) Process for the preparation of metal hydroxides
JP6493082B2 (en) Process for producing transition metal hydroxide
CN102947225A (en) Processes for preparing highly pure lithium carbonate and other highly pure lithium containing compounds
FI110093B (en) High volume, large particle size cobalt hydroxide or cobalt alloy hydroxide
US20130202502A1 (en) Process for preparing mixed carbonates which may comprise hydroxide(s)
US20050221179A1 (en) Active mixed nickel hydroxide cathode material for alkaline storage batteries and process for its production
KR102057026B1 (en) Method for producing mixed carbonates which can contain hydroxide(s)
CN109354077B (en) Multi-crystal form ternary precursor and preparation method thereof
JP4590104B2 (en) Nickel mixed hydroxides, their preparation and their use as cathode materials for alkaline batteries
US5391265A (en) Process for the production of pure nickel hydroxide and its use
CN1437660A (en) Method for producing metal hydroxides or alkaline metal carbonates
KR20020010144A (en) Method for Producing Nickel Hydroxides
JP2004533397A5 (en)
FI104248B (en) Process for the preparation of nickel hydroxide
AU2019245828B2 (en) Process for precipitating a carbonate or (oxy)hydroxide
CN111233036B (en) Is composed of Sb 2 O 3 Direct preparation of Sb with aqueous hydrochloric acid 4 O 5 Cl 2 Method (2)
CN114906878B (en) Preparation method of battery-grade cobalt hydroxide nanosheets
US10059602B2 (en) Process for producing suspensions
CA3152318A1 (en) Process for precipitating a mixed carbonate or mixed (oxy)hydroxide

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired