JP2011168849A - Nickel powder and method for producing the same - Google Patents

Nickel powder and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2011168849A
JP2011168849A JP2010034489A JP2010034489A JP2011168849A JP 2011168849 A JP2011168849 A JP 2011168849A JP 2010034489 A JP2010034489 A JP 2010034489A JP 2010034489 A JP2010034489 A JP 2010034489A JP 2011168849 A JP2011168849 A JP 2011168849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nickel
powder
nickel powder
nickel oxide
reduction
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2010034489A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5663895B2 (en
Inventor
Kazutoshi Ishizaka
和俊 石坂
Satohiro Ueda
聡弘 上田
Yoshiaki Matsumura
吉章 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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 Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2010034489A priority Critical patent/JP5663895B2/en
Publication of JP2011168849A publication Critical patent/JP2011168849A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5663895B2 publication Critical patent/JP5663895B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide nickel powder with fine and uniform grain sizes which can be suitably used as the one for forming the internal electrode of a laminated ceramic capacitor, and a method for producing the same. <P>SOLUTION: The method for producing nickel powder includes: a step (A) of roasting nickel hydroxide in which the content of the group 2 elements in the Periodic Table is 0.002-1 mass% so as to be nickel oxide powder; and a step (B) of performing heating to a reducing temperature while holding the obtained nickel oxide powder (the object to be reduced) to ≤3 mm by a conversion thickness, and feeding a hydrogen-containing gas at a flow rate of ≥0.01 m/s to reduce nickel oxide powder. The nickel powder is obtained by the method for producing nickel powder, and has the average grain size of 0.2-0.4 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ニッケル粉及びその製造方法に係り、より詳しくは、積層セラミックコンデンサーの内部電極形成用として好適に用いることができる微細で均一な粒径のニッケル粉とその製造方法に関する。   The present invention relates to nickel powder and a method for producing the same, and more particularly to a nickel powder having a fine and uniform particle size that can be suitably used for forming an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor and a method for producing the same.

積層セラミックコンデンサー(以下、「MLCC」とも称する)は、誘電体層と内部電極を交互に積層させた構造を有する小型高容量の優れたコンデンサーである。誘電体層には、チタン酸バリウムに代表されるセラミックス系材料が用いられており、一方、内部電極には、貴金属系材料が用いられていたが、近年においては、低コストであることからニッケル系材料が主流となっている。   A multilayer ceramic capacitor (hereinafter also referred to as “MLCC”) is a small and high-capacity capacitor having a structure in which dielectric layers and internal electrodes are alternately stacked. Ceramic materials such as barium titanate are used for the dielectric layer, while noble metal materials have been used for the internal electrodes. System materials are the mainstream.

ニッケル粉を内部電極形成用とするMLCCは、概略、以下の方法で製造される。
すなわち、ニッケル粉と有機溶剤を種々の添加剤とともに混練してニッケルペーストを製造し、これを誘電体のグリーンシートに印刷し、乾燥させる。次いで、これを所望数だけ積層し、熱圧着した後にチップ形状に切断し、その後、300℃程度の温度で脱バインダーを行った後、内部電極と誘電体グリーンシートを千数百度の温度で焼結し、ニッケルなどによる外部電極を形成する。
An MLCC using nickel powder for forming an internal electrode is generally manufactured by the following method.
That is, nickel powder and an organic solvent are kneaded together with various additives to produce a nickel paste, which is printed on a dielectric green sheet and dried. Next, a desired number of layers are laminated, thermocompression bonded, cut into a chip shape, and after debinding at a temperature of about 300 ° C., the internal electrode and the dielectric green sheet are baked at a temperature of several thousand hundred degrees. As a result, an external electrode made of nickel or the like is formed.

上記脱バインダー処理は、酸化雰囲気中で熱処理しバインダーを燃焼させて行われている。通常、誘電体グリーンシートのバインダーには、ポリビニルアルコール系化合物が用いられ、内部電極形成用のニッケルペーストのバインダーにはエチルセルロース系化合物が用いられている。脱バインダー工程での雰囲気、温度は、両者の燃焼タイミング、発生ガス量を制御することで調整されている。   The binder removal treatment is performed by heat treatment in an oxidizing atmosphere and burning the binder. Usually, a polyvinyl alcohol compound is used for the binder of the dielectric green sheet, and an ethyl cellulose compound is used for the binder of the nickel paste for forming the internal electrode. The atmosphere and temperature in the binder removal step are adjusted by controlling the combustion timing and the amount of generated gas.

この脱バインダー工程では、ニッケル粉から意図しないガスが発生したり、ニッケル粉が酸化により顕著な体積変化を生じたりすると、MLCC中に割れや層間剥離が生じる危険性がある。このため、ニッケル粉には、この工程で上記ガス発生や酸化による顕著な体積変化が生じないように、その製造工程にて純度が厳密に制御され、表面状態が調整されている。また、誘電体はセラミックであり、内部電極は金属であることから、一般的に、焼結時の収縮量は内部電極の方が大きく、しかも融点が金属のほうが低いことから、焼結開始温度も内部電極の方が低い。ところが、この焼結時の収縮量や焼結開始温度の差が大きいと、焼結後の電極に穴開きや途切れが発生して電極として機能しなくなる。したがって、ニッケルペーストにはセラミック粉末などを混合し、また、ニッケル粉自体に他の元素を微量に添加して焼結現象を遅延させている。   In this debinding step, if unintended gas is generated from the nickel powder, or if the nickel powder undergoes a significant volume change due to oxidation, there is a risk that cracking or delamination occurs in the MLCC. For this reason, the purity of the nickel powder is strictly controlled in the manufacturing process and the surface state is adjusted so that no significant volume change due to gas generation or oxidation occurs in this process. In addition, since the dielectric is a ceramic and the internal electrode is a metal, the amount of shrinkage during sintering is generally larger for the internal electrode and the melting point is lower for the metal. However, the internal electrode is lower. However, if there is a large difference between the amount of shrinkage during sintering and the sintering start temperature, holes or breaks occur in the sintered electrode and the electrode does not function. Accordingly, ceramic powder or the like is mixed in the nickel paste, and a small amount of other elements are added to the nickel powder itself to delay the sintering phenomenon.

一方、当業界では、MLCCの更なる小型化、高容量化を目指して、内部電極および誘電体厚みの薄層化、高積層化が進められている。薄層化された内部電極では、ニッケル粉の粒径が大きいと電極厚み方向に存在する粒子数が少なく、また、粒子間の空隙も大きくなることから、上記電極の穴開きや途切れの発生が助長される。このため、内部電極用のニッケル粉にも、さらに微細な粒径のものが求められている。また、薄層化されたMLCCは、粗大なニッケル粉が混入していると電極間のショートが発生するため、粗大粒子が含まれないことが要求されている。ただし、平均粒径よりも大幅に細かい粒子が存在すると脱バインダー工程での酸化、焼結工程での焼結開始温度の低温化が生じるため、極端に粒径の細かい粒子が含まれないことも重要である。   On the other hand, in this industry, with the aim of further reducing the size and increasing the capacity of MLCCs, the internal electrode and the thickness of the dielectric are being reduced and the number of layers is being increased. In a thin internal electrode, if the particle size of the nickel powder is large, the number of particles present in the electrode thickness direction is small, and the gaps between the particles are also large. Be encouraged. For this reason, the nickel powder for internal electrodes is also required to have a finer particle size. In addition, the thinned MLCC is required to contain no coarse particles because a short circuit occurs between electrodes when coarse nickel powder is mixed. However, if particles that are much finer than the average particle size are present, oxidation in the binder removal step and lowering of the sintering start temperature in the sintering step occur, so particles with extremely fine particle sizes may not be included. is important.

以上のように、内部電極用ニッケル粉には、脱バインダー工程でガスを発生し難いこと、誘電体の焼結収縮特性に近いことだけでなく、微細で均一な粒径であることが最も重要な要求特性とされている。
このような状況下、微細で粗大粒子を含まないニッケル粉とその製造方法が種々提案されている。
まず、塩化ニッケル蒸気の気相水素還元法による平均粒径が0.2〜0.6μmのニッケル粉であり、平均粒径の2.5倍以上の粒径をもつ粗粒子の存在率が個数基準で0.1%以下としたニッケル粉が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、平均粒径が0.1〜1.0μmのニッケル粉の製造方法として、粒径2μm以上のニッケル粉の含有率が個数基準で700/100万以下となるように、塩化ニッケル蒸気の気相水素還元法等で得たニッケル粉を液体サイクロン等で分級する方法が提案されている(例えば、特許文献2)。
As described above, the most important for nickel powder for internal electrodes is not only that gas is not easily generated in the debinding process, but also that it is close to the sintering shrinkage characteristics of the dielectric, and that it has a fine and uniform particle size. It is considered as a required characteristic.
Under such circumstances, various nickel powders that are fine and free of coarse particles and methods for producing the same have been proposed.
First, nickel powder having an average particle size of 0.2 to 0.6 μm by vapor phase hydrogen reduction method of nickel chloride vapor, and the presence rate of coarse particles having a particle size of 2.5 times or more of the average particle size is the number. A nickel powder having a standard value of 0.1% or less has been proposed (for example, Patent Document 1).
Further, as a method for producing nickel powder having an average particle size of 0.1 to 1.0 μm, the nickel chloride vapor gas is used so that the content of nickel powder having a particle size of 2 μm or more is 700/1 million or less on a number basis. A method of classifying nickel powder obtained by a phase hydrogen reduction method or the like with a liquid cyclone or the like has been proposed (for example, Patent Document 2).

上記提案は、いずれも塩化ニッケル蒸気の気相水素還元法によるものであるが、この他に、原料ニッケル塩を水溶液中で還元処理する湿式法によるニッケル粉の製造方法も提案されている(例えば、特許文献3)。ここにはレーザー回折散乱式粒度分布測定による平均粒径の1.5倍以上の粒子径を持つ粒子個数が全粒子個数の20%以下であり、平均粒子径の0.5倍以下の粒子径を持つ粒子個数が全粒子個数の5%以下であり、SEM観察による平均一次粒子径が0.1〜2μmであるニッケル粉が記載されている。このニッケル粉は、上記湿式法により得られた凝集体を含むニッケル粉の原粉を解粒処理して得られるものである。
しかしながら、上記気相水素還元法で得られるニッケル粉は結晶性もよく特性面で優れるが、生産性が低くコスト高となる。また、気相水素還元法等で得たニッケル粉を分級することは、歩留が悪化してより高コストとなる。
また、上記湿式法により得られた凝集体を解粒処理しても、解粒前の一次粒子径が均一でなければ分級する必要があり、歩留悪化による高コスト化は避けられない。湿式法で製造すると粒子径が比較的均一なニッケル粉が得られるが、生産性が低くコスト高となってしまう。
The above proposals are all based on the vapor phase hydrogen reduction method of nickel chloride vapor, but besides this, a method for producing nickel powder by a wet method in which the raw nickel salt is reduced in an aqueous solution is also proposed (for example, Patent Document 3). Here, the number of particles having a particle size of 1.5 times or more of the average particle size measured by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement is 20% or less of the total particle number, and the particle size of 0.5 times or less of the average particle size. There is described a nickel powder in which the number of particles having a number is 5% or less of the total number of particles and the average primary particle diameter by SEM observation is 0.1 to 2 μm. This nickel powder is obtained by pulverizing raw nickel powder containing aggregates obtained by the wet method.
However, the nickel powder obtained by the gas phase hydrogen reduction method has good crystallinity and excellent characteristics, but the productivity is low and the cost is high. Moreover, classifying nickel powder obtained by a gas phase hydrogen reduction method or the like results in a worse yield and higher cost.
Moreover, even if the agglomerates obtained by the above wet method are pulverized, if the primary particle size before pulverization is not uniform, it is necessary to classify, and an increase in cost due to deterioration in yield is inevitable. When manufactured by a wet method, nickel powder having a relatively uniform particle diameter can be obtained, but the productivity is low and the cost is high.

そのため、本出願人は、ニッケル粉をより低コストで製造するために、反応槽内のスラリーに、含ニッケル溶液を連続的に添加しつつ、アルカリ溶液を添加して水酸化ニッケルを生成させ、該スラリーを濾過し、水洗し、乾燥して水酸化ニッケルを得、これを還元剤として水素を用い、還元温度を400〜550℃として加熱還元することを提案している(特許文献4)。これにより、水酸化ニッケルの加熱還元によってニッケル粉の大量生産が可能となり、コストを低減できたが、微細で均一な粒径のニッケル粉が得難いという問題があった。
以上のように、微細で均一な粒径のニッケル粉を低コストで大量生産できる方法は、未だ開発されていないのが実状である。
Therefore, in order to produce nickel powder at a lower cost, the present applicant continuously added the nickel-containing solution to the slurry in the reaction vessel, while adding the alkaline solution to generate nickel hydroxide, The slurry is filtered, washed with water and dried to obtain nickel hydroxide, which is proposed to be heated and reduced at a reduction temperature of 400 to 550 ° C. using hydrogen as a reducing agent (Patent Document 4). Thereby, mass production of nickel powder became possible by heat reduction of nickel hydroxide, and the cost could be reduced, but there was a problem that it was difficult to obtain nickel powder having a fine and uniform particle diameter.
As described above, a method capable of mass-producing nickel powder having a fine and uniform particle size at a low cost has not yet been developed.

特開平11−189801号公報JP 11-189801 A 特開2001−73007号公報JP 2001-73007 A 特開2001−247903号公報JP 2001-247903 A 特開2003−213310号公報JP 2003-213310 A

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、微細で均一な粒径を持ったニッケル粉、及びそれを大量に低コストで製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a nickel powder having a fine and uniform particle diameter and a method for producing the same in large quantities at a low cost in view of the problems of the prior art.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ね、特定の水酸化ニッケル粉を焙焼して、酸化ニッケル粉とした後、この酸化ニッケルからなる被還元物を換算厚みで3mm以下に保持しながら、表面に還元ガスを特定の流速で供給して加熱還元することにより、微細で均一な粒径のニッケル粉が得られ、低コストのMLCC内部電極用ニッケル粉として好ましく使用できることを見出して、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies to achieve the above object, roasting a specific nickel hydroxide powder to obtain a nickel oxide powder, and then reducing the reduced product made of nickel oxide to a thickness of 3 mm. While maintaining the following, a reducing gas is supplied to the surface at a specific flow rate and reduced by heating to obtain a fine and uniform nickel powder, which can be preferably used as a low-cost nickel powder for MLCC internal electrodes. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、周期表第2族元素の含有量が0.002〜1質量%である水酸化ニッケル粉を焙焼して、酸化ニッケル粉とする工程(A)と、得られた酸化ニッケル粉(被還元物)を換算厚みで3mm以下に保持しながら、還元温度まで加熱し、水素含有ガスを0.01m/s以上の流速で供給して、酸化ニッケル粉を還元する工程(B)を含むことを特徴とするニッケル粉の製造方法が提供される。   That is, according to the first invention of the present invention, the step of roasting nickel hydroxide powder having a content of Group 2 elements of the periodic table of 0.002 to 1% by mass to obtain nickel oxide powder (A And the obtained nickel oxide powder (reduced substance) is heated to the reduction temperature while maintaining the converted thickness at 3 mm or less, and the hydrogen-containing gas is supplied at a flow rate of 0.01 m / s or more. There is provided a method for producing nickel powder comprising the step (B) of reducing the powder.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、工程(A)において、周期表第2族元素が、マグネシウムであることを特徴とするニッケル粉の製造方法が提供される。
また、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、工程(B)において、水素含有ガスが、水素と不活性ガスとの混合ガスであり、水素含有量が10〜50容量%であることを特徴とするニッケル粉の製造方法が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、工程(B)において、還元温度が、300〜500℃であることを特徴とするニッケル粉の製造方法が提供される。
According to a second invention of the present invention, there is provided a method for producing nickel powder characterized in that, in the first invention, the Group 2 element of the periodic table is magnesium in the step (A). .
According to the third invention of the present invention, in the first or second invention, in step (B), the hydrogen-containing gas is a mixed gas of hydrogen and an inert gas, and the hydrogen content is 10 to 10. A method for producing nickel powder characterized by being 50% by volume is provided.
According to the fourth invention of the present invention, in any one of the first to third inventions, in the step (B), the reduction temperature is 300 to 500 ° C. Is provided.

一方、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明に係るニッケル粉の製造方法で得られ、平均粒径が0.2〜0.4μmであることを特徴とするニッケル粉が提供される。
また、本発明の第6の発明によれば、第5の発明において、走査型電子顕微鏡観察で測定した粒度分布(D90)が、1μm以下であることを特徴とするニッケル粉が提供される。
On the other hand, according to the fifth invention of the present invention, it is obtained by the nickel powder manufacturing method according to any one of the first to fourth inventions, and the average particle size is 0.2 to 0.4 μm. Nickel powder is provided.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the nickel powder according to the fifth aspect, wherein the particle size distribution (D90) measured by observation with a scanning electron microscope is 1 μm or less.

本発明によれば、特定の水酸化ニッケルを焙焼して酸化ニッケルを得ると共に、得られた酸化ニッケルを特定条件で加熱還元するため、微細で均一な粒径のニッケル粉を大量に低コストかつ容易に製造することができる。また、得られるニッケル粉は、特に小型化、高容量化が進むMLCC内部電極形成用として好適なものであり、工業的価値が極めて大きい。   According to the present invention, specific nickel hydroxide is roasted to obtain nickel oxide, and the obtained nickel oxide is heated and reduced under specific conditions. And it can be manufactured easily. Further, the obtained nickel powder is particularly suitable for forming MLCC internal electrodes whose size and capacity are increasing, and has an extremely large industrial value.

以下、本発明のニッケル粉及びその製造方法について、詳細に説明する。   Hereinafter, the nickel powder of the present invention and the manufacturing method thereof will be described in detail.

1.ニッケル粉の製造方法
本発明のニッケル粉の製造方法は、周期表第2族元素の含有量が0.002〜1質量%である水酸化ニッケル粉を焙焼して、酸化ニッケル粉とする工程(A)と、得られた酸化ニッケル粉(被還元物)を換算厚みで3mm以下に保持しながら、還元温度まで加熱し、水素含有ガスを0.01m/s以上の流速で供給して、酸化ニッケル粉を還元する工程(B)を含むことを特徴とする。本発明のニッケル粉の製造方法においては、酸化ニッケルの還元条件が重要である。
1. Nickel powder manufacturing method The nickel powder manufacturing method of the present invention is a step of roasting nickel hydroxide powder having a content of Group 2 elements of the periodic table of 0.002 to 1% by mass to obtain nickel oxide powder. While maintaining (A) and the obtained nickel oxide powder (reduced substance) at a converted thickness of 3 mm or less, heating to a reduction temperature, supplying a hydrogen-containing gas at a flow rate of 0.01 m / s or more, It includes a step (B) of reducing nickel oxide powder. In the method for producing nickel powder of the present invention, the reduction conditions for nickel oxide are important.

本発明の製造方法においては、まず、原料粉として、周期表第2族元素(アルカリ土類金属)を0.002〜1質量%含有する水酸化ニッケル粉を用いる必要がある。水酸化ニッケル粉に周期表第2族元素を含有させることで、還元時におけるニッケル粒子生成時の粒子の融着を抑制して微細化および球状化し、さらには粒子表面の平滑性を改善するためである。アルカリ土類金属としては、特に制限されないが、微細化および球状化の効果が大きいマグネシウムを用いることが好ましい。   In the production method of the present invention, first, nickel hydroxide powder containing 0.002 to 1% by mass of Group 2 element (alkaline earth metal) of the periodic table must be used as the raw material powder. By adding Group 2 elements of the periodic table to the nickel hydroxide powder, to suppress the fusion of particles during the generation of nickel particles during reduction, to refine and spheroidize, and to further improve the smoothness of the particle surface It is. Although it does not restrict | limit especially as an alkaline-earth metal, It is preferable to use magnesium with a big effect of refinement | miniaturization and spheroidization.

また、周期表第2族元素の含有量は、0.005〜0.5質量%が好ましく、0.01〜0.1質量%であることがより好ましい。周期表第2族元素が、0.002質量%未満では、微細化および平滑性改善の効果が見られず、1質量%を超えると、得られるニッケル粉のニッケル品位の低下により、MLCC内部電極の電気抵抗値が大きくなり過ぎ、コンデンサーの損失係数の悪化を招く。   Moreover, 0.005-0.5 mass% is preferable and, as for content of a periodic table group 2 element, it is more preferable that it is 0.01-0.1 mass%. When the Group 2 element of the periodic table is less than 0.002% by mass, the effect of refinement and smoothness improvement is not seen, and when it exceeds 1% by mass, the nickel quality of the resulting nickel powder is reduced, and the MLCC internal electrode The electrical resistance value of the capacitor becomes too large, leading to deterioration of the loss factor of the capacitor.

本発明の製造方法では、次に、水酸化ニッケル粉を非還元性雰囲気下に酸化焙焼することで酸化ニッケル粉とし、この酸化ニッケル粉を特定の条件で還元処理する。一般に、還元ガス雰囲気下での還元処理において、酸化ニッケル粉が還元されてニッケル粉が生成するが、このとき、酸化ニッケル粉の形骸を残したまま金属化されてニッケル微粉が生成されることはない。すなわち、酸化ニッケル粉は、表面から還元されて微細なニッケル粒子の生成を伴いながらニッケル粉となるため、このようにして得られたニッケル粉では、生成されたニッケル微粉の表面の活性が高くなるので、形骸を残したまま金属化される他の金属粉の場合と比べると、粒子同士の凝集又は焼結が生じやすい状態となっている。さらに、炭素と結合しやすいニッケルの汚染を防止するため、還元ガスとして水素を用いると還元時の雰囲気中に水蒸気が多く存在することとなり、還元ガスと酸化ニッケル粉との接触の妨げとなるばかりか、金属粒子を凝集又は焼結させる水蒸気の作用がより大きなものとなる。   Next, in the manufacturing method of the present invention, nickel hydroxide powder is oxidized and roasted in a non-reducing atmosphere to form nickel oxide powder, and this nickel oxide powder is subjected to reduction treatment under specific conditions. In general, in a reduction treatment under a reducing gas atmosphere, nickel oxide powder is reduced to produce nickel powder, but at this time, nickel fine powder is produced by metallization leaving the form of nickel oxide powder. Absent. That is, nickel oxide powder is reduced from the surface and becomes nickel powder with generation of fine nickel particles, and thus the nickel powder obtained in this way has high activity on the surface of the generated nickel fine powder. Therefore, compared to the case of other metal powders that are metallized while leaving the shape, the particles are more likely to aggregate or sinter. Furthermore, if hydrogen is used as the reducing gas in order to prevent contamination of nickel, which is easily bonded to carbon, a large amount of water vapor will be present in the atmosphere during the reduction, which will only hinder contact between the reducing gas and nickel oxide powder. Alternatively, the action of water vapor that agglomerates or sinters the metal particles is greater.

したがって、還元時に還元ガス、特に水素ガスを十分に供給するとともに、発生した水蒸気を系外に排出することが重要となる。ガスの流通を改善して水素ガスの供給と水蒸気の排出を十分に行うには、酸化ニッケル粉を流動させながら還元する方法が有効であるが、酸化ニッケル粉の還元の場合には、酸化ニッケル粉と還元で得られるニッケル微粉の流動性の違いが大きいため、ニッケル粉が偏在化しやすく、凝集又は焼結したニッケル微粉になりやすいため適切ではない。このため静置式の還元方法で、水素ガスの供給と水蒸気の排出を改善する手段が採用される。   Therefore, it is important to sufficiently supply a reducing gas, particularly hydrogen gas, during the reduction, and to discharge the generated water vapor out of the system. In order to improve the gas flow and sufficiently supply hydrogen gas and discharge water vapor, a method of reducing nickel oxide powder while flowing is effective, but in the case of reducing nickel oxide powder, nickel oxide powder is effective. Since the difference in fluidity between the powder and the nickel fine powder obtained by reduction is large, the nickel powder tends to be unevenly distributed, and is likely to be agglomerated or sintered nickel fine powder. For this reason, means for improving the supply of hydrogen gas and the discharge of water vapor are employed in a stationary reduction method.

上記静置式の還元方法においては、静置物内部への水素供給及び内部で発生した水蒸気の除去は、濃度勾配を駆動力とする拡散が支配的となる。したがって、十分な水素供給および水蒸気除去を行うということは、水素と水蒸気の拡散量を増加させることになる。拡散量は、拡散速度と距離で決まるため、拡散速度に影響する温度を制御することによっても拡散量を増加させることができる。しかしながら、還元温度は、最終的に要求されるニッケル粒子のサイズや還元装置、還元時間によって調整範囲が決まってしまうため、拡散速度を温度によって制御することは制約が大きくなり困難である。   In the static reduction method described above, diffusion using a concentration gradient as a driving force is dominant in the supply of hydrogen into the stationary object and the removal of water vapor generated inside. Therefore, performing sufficient hydrogen supply and water vapor removal increases the diffusion amount of hydrogen and water vapor. Since the diffusion amount is determined by the diffusion rate and the distance, the diffusion amount can also be increased by controlling the temperature that affects the diffusion rate. However, since the adjustment range of the reduction temperature is determined by the finally required nickel particle size, reduction device, and reduction time, it is difficult to control the diffusion rate by the temperature because the restriction becomes large.

一方、拡散距離は、静置物の形状に支配され上記制約を受けないため、拡散距離によって拡散量を増加させることが有効である。特に、静置物の中心部は、拡散距離が最大となり、上記水素供給及び水蒸気除去が最も少なくなるため、その距離を短くすることが有効である。したがって、酸化ニッケルの還元時に、上記水素供給及び水蒸気除去を十分なものとして粒子同士の凝集又は焼結を抑制するためには、上記最大拡散距離を制御すればよい。
この最大拡散距離は、例えば、酸化ニッケル粉を耐熱容器に積載して開口面側からのみ還元ガスを供給して還元する場合、積載する酸化ニッケル粉の層厚になる。また、耐熱容器の底部にガス流通可能な材質を用いた場合には、最大拡散距離は、上記開口面側からのみの場合の半分となる。このことからわかるように、最大拡散距離は、積載した酸化ニッケル粉の層厚ではなく、積載した酸化ニッケル粉、すなわち酸化ニッケル粉からなる被還元物の体積を還元ガスと接する面積で除した値に支配されることとなる。本発明では、この概念を換算厚みとして採用し、前記被還元物の換算厚みを特定値以下に制御することで、上記酸化ニッケルの還元処理において微細で均一な粒径のニッケル粉を得ようとするものである。
On the other hand, since the diffusion distance is governed by the shape of the stationary object and is not subject to the above restrictions, it is effective to increase the diffusion amount by the diffusion distance. In particular, the center part of the stationary object has the maximum diffusion distance and the minimum hydrogen supply and water vapor removal, so it is effective to shorten the distance. Therefore, the maximum diffusion distance may be controlled in order to suppress the aggregation or sintering of the particles with sufficient supply of hydrogen and removal of water vapor during reduction of nickel oxide.
This maximum diffusion distance is, for example, the thickness of the loaded nickel oxide powder when nickel oxide powder is loaded in a heat-resistant container and reduced gas is supplied only from the opening surface side. Moreover, when the material which can distribute | circulate gas is used for the bottom part of a heat-resistant container, the maximum diffusion distance becomes a half of the case where it is only from the said opening surface side. As can be seen from this, the maximum diffusion distance is not the layer thickness of the loaded nickel oxide powder, but the value obtained by dividing the volume of the loaded nickel oxide powder, that is, the reduction target made of nickel oxide powder, by the area in contact with the reducing gas. Will be dominated by. In the present invention, this concept is adopted as the converted thickness, and the reduced thickness of the reduction target is controlled to a specific value or less, thereby obtaining nickel powder having a fine and uniform particle diameter in the reduction treatment of nickel oxide. To do.

すなわち、本発明では、還元時の酸化ニッケルからなる被還元物の換算厚みを3mm以下とする必要がある。ここで、換算厚みとは、還元装置内に設置された被還元物の体積を還元ガスと接する面積で除した値を意味する。
還元に用いる被還元物の換算厚みを3mm以下とすることで、被還元物全体で粒子同士の凝集又は焼結を抑制して微細で均一な粒径のニッケル粉が得られる。該換算厚みが3mmを超えと、被還元物の表面からの距離が最大となる部分で、得られる粒子に凝集又は焼結が生じて粗大粒子が生成するので、微細で均一な粒径のニッケル粉を得るためには、後工程で分級等の処理が必要となってしまう。被還元物の換算厚みは、2.5mm以下、さらには2mm以下とすることが好ましい。
That is, in this invention, it is necessary to make the conversion thickness of the to-be-reduced object which consists of nickel oxide at the time of reduction | restoration into 3 mm or less. Here, the converted thickness means a value obtained by dividing the volume of the object to be reduced installed in the reducing apparatus by the area in contact with the reducing gas.
By setting the reduced thickness of the material to be reduced used for reduction to 3 mm or less, nickel powder having a fine and uniform particle diameter can be obtained by suppressing aggregation or sintering of particles in the whole material to be reduced. When the converted thickness exceeds 3 mm, the distance from the surface of the substance to be reduced becomes the maximum, and the resulting particles are agglomerated or sintered to produce coarse particles. In order to obtain the powder, a process such as classification is required in a subsequent process. The reduced thickness of the material to be reduced is preferably 2.5 mm or less, more preferably 2 mm or less.

こうして換算厚みにより拡散量を制御することができるが、換算厚みを制御するのみでは、微細で均一な粒径のニッケル粉を得ることは困難である。そのため本発明では、換算厚みの制御に加えて、還元ガスの流速を該被還元物の表面で0.01m/s以上とすることが必要である。
還元中の被還元物表面は、被還元物内部から拡散により排出された水蒸気が存在する。この水蒸気の量が多くなると、水蒸気拡散の駆動力となる濃度勾配を十分なものとすることができないばかりか、被還元物表面への水素の供給も阻害される。そのため、本発明では、還元ガスの流速を0.01m/s以上とし、被還元物表面において該内部から拡散してきた水蒸気を除去し、前記濃度勾配を十分なものとするとともに十分な水素が供給されるようにする。これにより、上記水素供給及び水蒸気除去が確保され、被還元物全体で粒子同士の凝集又は焼結を抑制して微細で均一な粒径のニッケル粉が得られるようになる。
還元ガスの流速が0.01m/s未満では、上記被還元物表面における水蒸気の除去が十分でなく、微細で均一な粒径のニッケル粉が得られない。一方、流速の上限は、特に限定されるものではないが、例えば、こう鉢内に酸化ニッケル粉末を入れる場合では、こう鉢形状や風速方向によるものの、流速が大きすぎると、粉末が飛び散る可能性があるので1m/sを超えることは好ましくない。還元ガスの流速は、被還元物の表面で0.02m/s以上、さらには0.03m/s以上とすることが好ましい。
In this way, the diffusion amount can be controlled by the converted thickness, but it is difficult to obtain a nickel powder having a fine and uniform particle diameter only by controlling the converted thickness. Therefore, in the present invention, in addition to controlling the converted thickness, it is necessary that the flow rate of the reducing gas be 0.01 m / s or more on the surface of the material to be reduced.
Water vapor discharged from the inside of the reductant by diffusion exists on the reductant surface during the reduction. When the amount of water vapor increases, not only can the concentration gradient serving as the driving force for water vapor diffusion be sufficient, but also the supply of hydrogen to the surface of the substance to be reduced is hindered. Therefore, in the present invention, the flow rate of the reducing gas is set to 0.01 m / s or more, the water vapor diffused from the inside of the material to be reduced is removed, the concentration gradient is sufficient, and sufficient hydrogen is supplied. To be. Thereby, the supply of hydrogen and the removal of water vapor are ensured, and the nickel powder having a fine and uniform particle diameter can be obtained by suppressing the aggregation or sintering of the particles in the entire substance to be reduced.
When the flow rate of the reducing gas is less than 0.01 m / s, the removal of water vapor on the surface of the material to be reduced is not sufficient, and nickel powder having a fine and uniform particle diameter cannot be obtained. On the other hand, the upper limit of the flow velocity is not particularly limited, but for example, when nickel oxide powder is put in the mortar, depending on the shape of the mortar and the wind speed direction, if the flow velocity is too large, the powder may be scattered. Therefore, it is not preferable to exceed 1 m / s. The flow rate of the reducing gas is preferably 0.02 m / s or more, more preferably 0.03 m / s or more on the surface of the substance to be reduced.

流速は、投入する水素に窒素等の不活性ガスを混合することで調整するか、あるいは還元装置内の形状、被還元物の形状等を適宜設計して調整すればよい。前記水素含有ガスは、水素と不活性ガスとの混合ガスとする場合、不活性ガスの種類は、特に限定されるものではないが、コスト面を考慮すると窒素ガスが好ましい。また、水素含有量は10〜50容量%とすることが好ましい。水素含有量が10容量%未満では、還元反応速度が遅くなり、ニッケル微粉の凝集又は連結が発生する。一方、水素含有量が50容量%を超えると、反応が急激に進行して水蒸気発生量が高くなるため、やはりニッケル微粉の凝集又は連結が発生する原因となる。水素含有量は30〜50容量%とすることがより好ましい。   The flow rate may be adjusted by mixing an inert gas such as nitrogen with the hydrogen to be added, or may be adjusted by appropriately designing the shape in the reducing device, the shape of the substance to be reduced, and the like. When the hydrogen-containing gas is a mixed gas of hydrogen and an inert gas, the type of the inert gas is not particularly limited, but nitrogen gas is preferable in consideration of cost. The hydrogen content is preferably 10 to 50% by volume. When the hydrogen content is less than 10% by volume, the reduction reaction rate becomes slow, and aggregation or connection of nickel fine powder occurs. On the other hand, if the hydrogen content exceeds 50% by volume, the reaction proceeds rapidly and the amount of water vapor generated increases, which again causes aggregation or connection of nickel fine powder. The hydrogen content is more preferably 30 to 50% by volume.

以下、本発明の製造方法を工程の順に説明する。
(1)工程(A) 水酸化ニッケル粉の調製
本発明では、周期表第2族元素を0.002〜1質量%含有する水酸化ニッケル粉を用いる。水酸化ニッケル粉は、通常の公知の方法により得ることができる。例えば、塩化ニッケルや硫酸ニッケルなどの水溶性ニッケル塩の水溶液をpH制御して中和沈殿させること、沈殿生成速度を一定に保つことで、均一な沈殿として水酸化ニッケル粉を得ることができる。
前記水溶性ニッケル塩の水溶液としては、特に限定されるものではなく、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、ニッケル有機酸塩等の水溶性ニッケル塩を含む水溶液が用いられるが、この中で、特に廃水処理の容易さなど環境への影響とコスト面から、塩化ニッケル塩水溶液を用いることが好ましい。
Hereafter, the manufacturing method of this invention is demonstrated in order of a process.
(1) Step (A) Preparation of Nickel Hydroxide Powder In the present invention, nickel hydroxide powder containing 0.002 to 1% by mass of Group 2 element of the periodic table is used. Nickel hydroxide powder can be obtained by an ordinary known method. For example, nickel hydroxide powder can be obtained as a uniform precipitate by neutralizing and precipitating an aqueous solution of a water-soluble nickel salt such as nickel chloride or nickel sulfate by controlling the pH and keeping the precipitation rate constant.
The aqueous solution of the water-soluble nickel salt is not particularly limited, and an aqueous solution containing a water-soluble nickel salt such as nickel chloride, nickel sulfate, nickel nitrate, or nickel organic acid salt is used. It is preferable to use an aqueous nickel chloride salt solution from the viewpoint of environmental impact such as ease of wastewater treatment and cost.

一方、水酸化ニッケル粉に含有される周期表第2族元素は、水溶性塩などの水溶性物質としてニッケル塩水溶液に混合しておき、水酸化ニッケルの生成時に共沈させればよい。
前記pHとしては、特に限定されるものではないが、7〜9.5が好ましく、8〜9がより好ましい。すなわち、pHが7未満であると、ニッケル塩の中和が十分に行われない場合があり、一方、pHが9.5を超えると、微細なコロイド状の水酸化ニッケル粒子を形成し、固液分離が非常に困難となるとともに、次工程の酸化焙焼で酸化ニッケル粉が凝集又は焼結し、最終的に得られるニッケル微粉の分散性が十分でなくなる場合がある。
上記中和沈殿させる際の方法は、特に限定されるものではなく、十分に攪拌されている反応槽内に、ニッケル塩水溶液とアルカリ水溶液をダブルジェット方式で添加しながら中和生成することが、均一な特性の水酸化ニッケルを得るため有効である。ここで、反応槽内に純水をあらかじめ入れておくことができるが、中和生成に一度使用したろ液をアルカリで所定のpHに調整して用いることがより好ましい。
前記アルカリ水溶液の種類は、特に限定されるものではなく、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等の水酸化アルカリ金属の水溶液が好ましく、入手しやすさや価格などの点で水酸化ナトリウム水溶液がより好ましい。なお、アルカリ水溶液の代わりに、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性化合物を直接用いることができるが、沈殿が不均一になる場合があるので注意しなければならない。
On the other hand, the periodic table Group 2 element contained in the nickel hydroxide powder may be mixed in a nickel salt aqueous solution as a water-soluble substance such as a water-soluble salt and coprecipitated when nickel hydroxide is produced.
Although it does not specifically limit as said pH, 7-9.5 are preferable and 8-9 are more preferable. That is, if the pH is less than 7, the nickel salt may not be sufficiently neutralized. On the other hand, if the pH exceeds 9.5, fine colloidal nickel hydroxide particles are formed, and solid nickel particles are formed. Liquid separation becomes very difficult, and nickel oxide powder may be agglomerated or sintered by oxidation roasting in the next step, and the dispersibility of the finally obtained nickel fine powder may not be sufficient.
The method for neutralizing and precipitating is not particularly limited, and it is possible to produce a neutralized solution while adding a nickel salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution by a double jet method in a sufficiently stirred reaction vessel. It is effective for obtaining nickel hydroxide with uniform characteristics. Here, pure water can be put in the reaction tank in advance, but it is more preferable to use the filtrate once adjusted for neutralization to a predetermined pH with an alkali.
The type of the alkaline aqueous solution is not particularly limited. For example, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution is preferable, and an aqueous sodium hydroxide solution in terms of availability and price. Is more preferable. In addition, although alkaline compounds, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, can be used directly instead of alkaline aqueous solution, care must be taken because precipitation may be uneven.

水酸化ニッケル粉を製造する反応設備は、特に制限はなく、例えば、攪拌機を有する貯槽でpH管理が行える公知の設備でよい。
上記中和処理により生成された水酸化ニッケル沈澱は、ろ過により脱水し、ろ過ケーキを得ることで回収される。
ここで、ろ過操作としては、十分に残留塩素濃度を下げることができる手段を用いることが好ましい。このため、公知技術であるレパルプ洗浄、クロスフロー方式のろ過洗浄、硫酸などの酸を用いた洗浄などが用いられる。
洗浄後の水酸化ニッケル沈澱は、大気乾燥、真空乾燥などの公知方法により、乾燥させる。これにより、周期表第2族元素を0.002〜1質量%含有する水酸化ニッケル粉が得られる。
The reaction equipment for producing the nickel hydroxide powder is not particularly limited, and may be, for example, a known equipment that can perform pH control in a storage tank having a stirrer.
The nickel hydroxide precipitate produced by the neutralization treatment is recovered by dehydration by filtration to obtain a filter cake.
Here, as the filtration operation, it is preferable to use means capable of sufficiently reducing the residual chlorine concentration. For this reason, known techniques such as repulp washing, cross flow filtration washing, washing using an acid such as sulfuric acid, and the like are used.
The nickel hydroxide precipitate after washing is dried by a known method such as air drying or vacuum drying. Thereby, the nickel hydroxide powder containing 0.002-1 mass% of periodic table group 2 elements is obtained.

(2)工程(A) 酸化ニッケル粉の調製
次に、上記水酸化ニッケル粉を非還元性雰囲気下に酸化焙焼することで酸化ニッケル粉を調製する。
(2) Step (A) Preparation of Nickel Oxide Powder Next, the nickel hydroxide powder is prepared by oxidizing and baking the nickel hydroxide powder in a non-reducing atmosphere.

焙焼方法は、特に限定されるものではなく、静置式焙焼炉、転動炉、バーナー炉、搬送式連続炉、流動焙焼炉等の一般的な焙焼炉を用いて、公知方法で行うことができる。この際、分散性に優れ、かつ均一なニッケル微粉を得るためには、特性が均一で十分に酸化ニッケル形態に変換された酸化ニッケル粉を得ることが重要である。酸化ニッケル形態への変換が不十分であると、水酸化ニッケルが残留し、後工程の還元処理の際に水酸化ニッケルの分解による水蒸気が発生し、ニッケル粒子間の凝集又は焼結が生じて、分散性に優れたニッケル微粉が得られない。   The roasting method is not particularly limited, and is a known method using a general roasting furnace such as a stationary roasting furnace, a rolling furnace, a burner furnace, a conveying continuous furnace, or a fluidized roasting furnace. It can be carried out. At this time, in order to obtain a fine nickel powder that is excellent in dispersibility and uniform, it is important to obtain a nickel oxide powder having uniform characteristics and sufficiently converted into a nickel oxide form. If the conversion to the nickel oxide form is insufficient, nickel hydroxide remains, water vapor is generated by the decomposition of nickel hydroxide during the subsequent reduction process, and aggregation or sintering occurs between the nickel particles. Therefore, nickel fine powder having excellent dispersibility cannot be obtained.

焙焼条件は、特に限定されるものではなく、目的とするニッケル微粉の粒子径などの特性が得られるように、炉の特性に応じて任意に設定することができるが、均一な処理を行うためには、ガス気流中で行うことが好ましい。
焙焼の雰囲気は、非還元性雰囲気下であれば問題なく、雰囲気ガスとして、不活性ガス又は酸化性ガスが用いられるが、酸化性ガスである空気を用いることがコスト及び取り扱いやすさの点で好ましい。
また焙焼温度は、特に限定されるものではなく、十分に酸化ニッケル形態に変換することができる温度であればよいが、一般的な静置式で焙焼する炉の場合には、350〜550℃とすることが好ましく、400〜500℃とすることがより好ましい。すなわち、焙焼温度が350℃未満では、酸化ニッケル形態への変換が十分でなく水酸化ニッケルが残留することがある。一方、焙焼温度が550℃を超えると、酸化ニッケル粉の凝集又は焼結が起こり、還元処理によって得られるニッケル微粉の粒子が粗大化するとともに、分散性が十分でない場合がある。
また焙焼時間は、特に限定されるものではなく、焙焼温度、処理量、用いる装置等を考慮して、水酸化ニッケル粉が十分に酸化ニッケル形態に変換され、かつ水酸化ニッケル粉の形骸を残すことができればよい。例えば、1〜5時間の範囲とすることができる。
The roasting conditions are not particularly limited, and can be arbitrarily set according to the characteristics of the furnace so that characteristics such as the particle diameter of the target nickel fine powder can be obtained, but uniform processing is performed. Therefore, it is preferable to carry out in a gas stream.
There is no problem if the roasting atmosphere is in a non-reducing atmosphere, and an inert gas or an oxidizing gas is used as the atmosphere gas. However, using air as an oxidizing gas is cost and ease of handling. Is preferable.
The roasting temperature is not particularly limited and may be any temperature that can be sufficiently converted into the form of nickel oxide, but 350 to 550 in the case of a general static roasting furnace. It is preferable to set it as ° C, and it is more preferable to set it as 400-500 ° C. That is, when the roasting temperature is less than 350 ° C., the conversion to the nickel oxide form is not sufficient and nickel hydroxide may remain. On the other hand, when the roasting temperature exceeds 550 ° C., the nickel oxide powder is agglomerated or sintered, and the nickel fine powder particles obtained by the reduction treatment are coarsened and the dispersibility may not be sufficient.
The roasting time is not particularly limited, and the nickel hydroxide powder is sufficiently converted into the form of nickel oxide in consideration of the roasting temperature, the processing amount, the equipment to be used, etc. If you can leave. For example, it can be in the range of 1 to 5 hours.

(3)工程(B) 還元処理
その後、上記酸化ニッケルからなる被還元物は、換算厚みで3mm以下に保持して、還元ガスとして水素含有ガスを用い、還元ガスの流速を被還元物の表面で0.01m/s以上となるように供給して、酸化ニッケルを還元することによりニッケル粉とする。
(3) Step (B) Reduction treatment Thereafter, the reduction target made of nickel oxide is held at a converted thickness of 3 mm or less, a hydrogen-containing gas is used as the reduction gas, and the flow rate of the reduction gas is set to the surface of the reduction target. At a rate of 0.01 m / s or more, and nickel oxide is reduced by reducing nickel oxide.

本発明の製造方法は、酸化ニッケルからなる被還元物を換算厚みで3mm以下に保持して還元することを特徴とするものである。該被還元物は、還元処理される酸化ニッケル粉の積載物を意味するものであり、こう鉢に酸化ニッケル粉を積載したものの他に、網状の容器に酸化ニッケル粉を詰めたものであってもよく、酸化ニッケル粉を造粒したものであってもよい。網状の容器あるいは造粒を利用することは、還元ガスと接する面積を増加させ換算厚みを減少させることができ、多量のニッケル粉を効率よく製造できるために好ましい手段である。   The production method of the present invention is characterized in that a reduction target made of nickel oxide is reduced while being reduced to a converted thickness of 3 mm or less. The to-be-reduced product means a load of nickel oxide powder to be subjected to reduction treatment. In addition to a load of nickel oxide powder in a mortar, a net-like container is filled with nickel oxide powder. Alternatively, nickel oxide powder may be granulated. The use of a net-like container or granulation is a preferable means because the area in contact with the reducing gas can be increased and the converted thickness can be reduced, and a large amount of nickel powder can be efficiently produced.

上記酸化ニッケル粉を造粒する方法は、特に限定されるものではないが、酸化ニッケル粉の個々の造粒体の密度及び大きさのバラツキを極力抑え、かつ、原料酸化ニッケル粉の粒径、微細構造などの変化を避けることが好ましい。したがって、造粒方法としては、湿式方法が適しており、例えば、以下のような方法で行うことができる。   The method of granulating the nickel oxide powder is not particularly limited, and suppresses variations in density and size of individual granulated bodies of nickel oxide powder as much as possible, and the particle diameter of the raw nickel oxide powder, It is preferable to avoid changes in the microstructure and the like. Therefore, a wet method is suitable as a granulation method, and for example, the following method can be used.

まず、酸化ニッケル粉と純水などの溶媒を、成型に適した粘度などの特性が得られるように混合してスラリー化する。スラリー化に際しては、一般的な混練機又は攪拌機を用いることができ、例えば、規模や特性に応じて、二軸スクリューニーダー、自転公転式攪拌機など任意の方法を用いることができる。   First, a solvent such as nickel oxide powder and pure water is mixed and slurried so as to obtain properties such as viscosity suitable for molding. In the slurrying, a general kneader or a stirrer can be used. For example, any method such as a twin screw kneader or a rotation and revolution type stirrer can be used depending on the scale and characteristics.

次に、得られたスラリーを成型して成型体とする。成型に際しては、一般的な成型機、例えば、一軸押出成型機、ロールプレス機などを使用することができる。
造粒体の形状は、特に限定されるものではなく、成型体の強度、或いはガスとの均一な反応性を得るため、球形、回転楕円体又は円筒形のいずれかであることが好ましい。上記造粒体の寸法は、換算厚みが3mm以下となる範囲になれば特に限定されるものではないが、乾燥後において、例えば、球形の場合には、直径が2〜6mmであることが好ましく、円筒形の場合には、直径が2〜6mmで長さが2〜50mmであることが好ましい。乾燥後の造粒体の直径が10mmを超えると、還元反応時に造粒体の内部と外部の反応が不均一になって特性のバラツキが生じることがある。一方、乾燥後の造粒体の直径が2mm未満では、造粒体間の空隙が小さく、還元反応に際して、造粒体表面における還元ガスの流速を0.01m/s以上とすることが困難になることがある。また、円筒形の場合、長さが上記範囲外であると、還元処理などの取り扱い時に、造粒体が崩れ、発塵の原因となる。
また、造粒体の見掛け密度は、特に限定されるものではないが、還元反応を造粒体全体で均一に進めるため、乾燥後において、1〜3g/cmであることが好ましい。造粒体の見掛け密度が3g/cmを超えると、還元反応時に造粒体の中心部と外周部の反応が不均一になって特性のバラツキが生じることがある。一方、造粒体の見掛け密度が1g/cm未満では、造粒体に十分な強度が得られず、造粒体が崩壊して、造粒効果が十分に得られないことがあり、また、崩壊による発塵が発生する可能性がある。
一定の条件で成形すれば、乾燥前後での寸法および見掛け密度の変化が安定しているため、溶媒量、形状、造粒圧力などを考慮して、少量の造粒を行って造粒条件を決定することにより、乾燥後の寸法および見掛け密度を上記範囲内に制御し易い。
Next, the obtained slurry is molded into a molded body. In molding, a general molding machine such as a single screw extrusion molding machine or a roll press machine can be used.
The shape of the granulated body is not particularly limited, and is preferably spherical, spheroidal or cylindrical in order to obtain the strength of the molded body or uniform reactivity with gas. The dimension of the granule is not particularly limited as long as the converted thickness is within a range of 3 mm or less, but after drying, for example, in the case of a sphere, the diameter is preferably 2 to 6 mm. In the case of a cylindrical shape, the diameter is preferably 2 to 6 mm and the length is preferably 2 to 50 mm. If the diameter of the granulated body after drying exceeds 10 mm, the reaction between the inside and outside of the granulated body may become non-uniform during the reduction reaction, resulting in variations in characteristics. On the other hand, when the diameter of the granulated body after drying is less than 2 mm, the gap between the granulated bodies is small, and it is difficult to reduce the flow rate of the reducing gas on the surface of the granulated body to 0.01 m / s or more during the reduction reaction. May be. In the case of a cylindrical shape, if the length is out of the above range, the granulated body may collapse during handling such as reduction treatment, causing dust generation.
In addition, the apparent density of the granulated body is not particularly limited, but is preferably 1 to 3 g / cm 3 after drying in order to promote the reduction reaction uniformly throughout the entire granulated body. When the apparent density of the granulated body exceeds 3 g / cm 3 , the reaction between the central portion and the outer peripheral portion of the granulated body may be uneven during the reduction reaction, resulting in variation in characteristics. On the other hand, if the apparent density of the granulated body is less than 1 g / cm 3 , sufficient strength cannot be obtained in the granulated body, the granulated body may collapse, and the granulation effect may not be sufficiently obtained. There is a possibility of dust generation due to collapse.
If molding is performed under certain conditions, changes in dimensions and apparent density before and after drying are stable.Consider the granulation conditions by performing a small amount of granulation in consideration of the solvent amount, shape, granulation pressure, etc. By determining, it is easy to control the size and apparent density after drying within the above range.

次に、上記成形体を、十分に乾燥して造粒体とする。造粒体の乾燥が十分でない場合には、還元処理中に水蒸気が発生し、前述したように生成するニッケル微粉の凝集又は焼結が促進され、分散性に優れたニッケル微粉が得られない。
乾燥後の酸化ニッケル粉(造粒体)の含有水分率は、特に限定されるものではないが、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下とすることがより好ましい。含有水分率が5質量%を超えると、水蒸気の発生による影響で、分散性に優れたニッケル微粉が得られない場合がある。
この乾燥方法は、特に限定されるものではなく、一般的な静置式乾燥機を用いてもよく、また振動式乾燥機を用いてもよい。乾燥の温度及び時間は、造粒体が十分に乾燥する条件であれば特に限定されるものではない。例えば、乾燥温度は、60〜200℃が好ましく、乾燥時間は、乾燥温度及び処理量を考慮して、適宜決定される。
Next, the molded body is sufficiently dried to obtain a granulated body. When the granulated body is not sufficiently dried, water vapor is generated during the reduction treatment, and the aggregation or sintering of the nickel fine powder generated as described above is promoted, and the nickel fine powder having excellent dispersibility cannot be obtained.
The moisture content of the nickel oxide powder (granulated body) after drying is not particularly limited, but is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. When the water content exceeds 5% by mass, nickel fine powder having excellent dispersibility may not be obtained due to the influence of the generation of water vapor.
This drying method is not particularly limited, and a general stationary dryer may be used, or a vibration dryer may be used. The drying temperature and time are not particularly limited as long as the granule is sufficiently dried. For example, the drying temperature is preferably 60 to 200 ° C., and the drying time is appropriately determined in consideration of the drying temperature and the processing amount.

こうして得られた乾燥造粒体は、次に炉で還元処理される。炉は、特に限定されるものではないが、静置式還元炉が好ましく、例えば、バッチ式雰囲気焼成炉、搬送式連続炉などが用いられる。キルン方式などの流動床式還元炉も使用できないわけではないが、上述のように凝集又は焼結したニッケル粉になりやすいため注意を要する。
還元処理条件の処理温度、時間は、目的とする粒子径などに応じて、適宜設定することができる。
還元温度は、特に限定されるものではないが、MLCCの内部電極用として好適な微細なニッケル粉を得るためには、還元温度を300〜500℃とすることが好ましい。還元温度が高いほど、また、還元時間を長く設定するほど、粒子径は大きくなる傾向がある。還元温度が500℃を超えると、還元中に還元されたニッケル粉の凝集又は焼結が発生し、結果として所望の粒径が精度良く得られないことがある。一方、300℃未満の温度では、酸化ニッケルからニッケルへの還元が進みにくく、還元に長時間が必要となりニッケル粉の凝集が進んでしまうことがある。したがって、前記内部電極用としてより好ましい平均粒径である、0.5μm以下のニッケル微粉を得るためには、還元温度は、380〜420℃であることがより好ましい。
また、還元時間は、特に限定されるものではなく、還元時に流す水素量、還元温度、投入する酸化ニッケル粉の量により、全ての酸化ニッケルがニッケルに還元されるのに必要な時間とすればよい。所望の粒径が得られるように時間を制御することが好ましく、上記水酸化ニッケル粉の焙焼と同様に、可能な限り被還元物に均一な気流を与えることが、均一なニッケル微粉を得るために好ましい。
The dried granulate thus obtained is then subjected to reduction treatment in a furnace. The furnace is not particularly limited, but a stationary reduction furnace is preferable, and for example, a batch type atmosphere firing furnace, a conveyance type continuous furnace, or the like is used. A fluidized bed reducing furnace such as a kiln type is not necessarily not usable, but care must be taken because it tends to be agglomerated or sintered nickel powder as described above.
The treatment temperature and time of the reduction treatment conditions can be appropriately set according to the target particle diameter and the like.
The reduction temperature is not particularly limited, but in order to obtain fine nickel powder suitable for an internal electrode of MLCC, the reduction temperature is preferably 300 to 500 ° C. As the reduction temperature is higher and the reduction time is set longer, the particle size tends to increase. When the reduction temperature exceeds 500 ° C., aggregation or sintering of the nickel powder reduced during the reduction occurs, and as a result, a desired particle size may not be obtained with high accuracy. On the other hand, when the temperature is lower than 300 ° C., the reduction from nickel oxide to nickel is difficult to proceed, and a long time is required for the reduction, and the aggregation of the nickel powder may proceed. Therefore, in order to obtain nickel fine powder of 0.5 μm or less, which is a more preferable average particle diameter for the internal electrode, the reduction temperature is more preferably 380 to 420 ° C.
In addition, the reduction time is not particularly limited, and it may be a time necessary for all nickel oxide to be reduced to nickel depending on the amount of hydrogen flowing during reduction, the reduction temperature, and the amount of nickel oxide powder to be added. Good. It is preferable to control the time so as to obtain a desired particle diameter, and as with the above-described roasting of the nickel hydroxide powder, providing a uniform air flow as much as possible to obtain a uniform nickel fine powder. Therefore, it is preferable.

こうして得られる還元後のニッケル粉は、粒径が微細でかつ均一であり粒子間の凝集も非常に少ないものであり、造粒体も含めて容易に分散させることができる。しかしながら、工程中に凝集粉が生成したり、工程中に異物が混入すれば、乾式または湿式による遠心力やフィルターを用いて解砕するか分級を行って異物を除去してもよい。装置は、特に限定されるものではなく、通常のニッケル粉の製造に用いられる振動篩、ジェットミルやサイクロン形式の装置が使用される。
以上のように、本発明のニッケル粉の製造方法は、湿式法により製造した水酸化ニッケルを還元処理するという比較的シンプルな方法であり、複雑な工程を備えておらず、さらに分散性の良い均一なニッケル微粉が得られるため、その製造コストも低く抑えることができる。
The nickel powder after reduction thus obtained has a fine and uniform particle size and very little aggregation between the particles, and can be easily dispersed including the granulated body. However, if agglomerated powder is generated during the process or foreign matter is mixed in during the process, the foreign matter may be removed by crushing or classification using a dry or wet centrifugal force or a filter. An apparatus is not specifically limited, The apparatus of a vibration sieve, a jet mill, and a cyclone type used for manufacture of normal nickel powder is used.
As described above, the method for producing nickel powder of the present invention is a relatively simple method of reducing nickel hydroxide produced by a wet method, does not have complicated steps, and has good dispersibility. Since uniform nickel fine powder is obtained, the manufacturing cost can be kept low.

2.得られるニッケル粉
本発明の製造方法で得られるニッケル粉は、微細かつ均一で分散性に優れており、電子部品用の材料として好適である。
すなわち、具体的な特性としては、平均粒径が0.2〜0.6μmである。平均粒径が0.2μm未満であると、MLCC内部電極用ペーストの場合、ニッケル粉の焼結温度が低いため、誘電体セラミックスとの焼結挙動の差が大きく、電極の途切れや剥離が起こることがある。一方、平均粒径が0.6μmを超えると、薄層化された内部電極では、焼結後の電極に穴開きや途切れが発生することがあり好ましくない。さらに、走査型電子顕微鏡観察で測定される粒度分布は、D90(体積積算による篩下90%相当径)が1μm以下であることが好ましい。D90が1μmを越えると、ニッケル粉が誘電体層を突き抜けて、MLCCの電極間で短絡が発生することがあり好ましくない。
2. Nickel powder obtained The nickel powder obtained by the production method of the present invention is fine, uniform and excellent in dispersibility, and is suitable as a material for electronic parts.
That is, as a specific characteristic, the average particle diameter is 0.2 to 0.6 μm. When the average particle size is less than 0.2 μm, in the case of MLCC internal electrode paste, the sintering temperature of nickel powder is low, so the difference in sintering behavior with dielectric ceramics is large, and the electrode breaks or peels off. Sometimes. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 0.6 μm, the thinned internal electrode may cause holes or breaks in the sintered electrode, which is not preferable. Furthermore, the particle size distribution measured by observation with a scanning electron microscope preferably has a D90 (diameter equivalent to 90% under sieve by volume integration) of 1 μm or less. If D90 exceeds 1 μm, nickel powder may penetrate through the dielectric layer, causing a short circuit between the electrodes of the MLCC.

以下に、本発明の実施例を用いて詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples, but the present invention is not limited to these examples.

なお、ニッケル粉の粒度分布は、以下のようにして評価した。
走査型電子顕微鏡(JSM−5510、日本電子製)を用い、ニッケル粉の10,000倍の写真を撮影し、写真一視野で確認できる全ての粒子の粒径を測定して統計処理した。評価項目は、体積積算による篩下50%相当径(D50:平均径)、篩下90%相当径(D90)とした。
The particle size distribution of the nickel powder was evaluated as follows.
Using a scanning electron microscope (JSM-5510, manufactured by JEOL Ltd.), a photograph of 10,000 times the nickel powder was taken, and the particle size of all particles that could be confirmed in one field of view was measured and statistically processed. The evaluation items were 50% equivalent diameter under sieve (D50: average diameter) and 90% equivalent diameter under sieve (D90).

(実施例1)
まず、100gの塩化ニッケル6水和物(試薬1級、和光純薬製)と塩化マグネシウム6水和物(試薬1級、和光純薬製)0.2g(水酸化ニッケル中Mg含有量0.06質量%相当)を純水250mLに溶解して塩化ニッケル水溶液を調製した。次いで、水酸化ナトリウム(試薬1級、和光純薬製)35.5gを純水250mLに溶解した溶液を前記塩化ニッケル水溶液に添加し、生成した水酸化物をろ過した。さらに、これを1Lの純水で水洗し、再びろ過した(以下、本操作を「ろ過水洗」と呼ぶ)。同様にろ過水洗を4回繰り返した後に、箱型大気乾燥機(DX601、ヤマト科学製)で150℃、48時間の乾燥を行い、水酸化ニッケル粉を得た。
得られた水酸化ニッケル粉を解砕した後、ローラーハースキルン(デスクトップキルン、ノリタケ製)を用い、400℃で2時間、空気中で酸化焙焼を行うことで酸化ニッケル粉を得た。
さらに、得られた酸化ニッケル粉12gをセラミック製トレイに厚み3mmとなるように直径11cmの管状式雰囲気炉中に設置した。酸化ニッケル粉1gあたり0.1リットル/分の水素ガス及び水素と同量の窒素ガスを混合し、還元ガスとして流通し、400℃で1時間保持してニッケル粉を得た。この時、試料上の還元ガスの流速は0.01m/sとなる。得られたニッケル粉を#100の篩にかけ、そのニッケル粉の粒径を走査型電子顕微鏡(以下、SEM)により評価した。
水酸化ニッケル中のMg添加量、還元条件、粒径の測定結果をまとめて表1に示す。
Example 1
First, 100 g of nickel chloride hexahydrate (reagent grade 1, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and magnesium chloride hexahydrate (reagent grade 1 manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 0.2 g (Mg content in nickel hydroxide of 0. 06 mass%) was dissolved in 250 mL of pure water to prepare an aqueous nickel chloride solution. Next, a solution obtained by dissolving 35.5 g of sodium hydroxide (reagent grade 1, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 250 mL of pure water was added to the nickel chloride aqueous solution, and the generated hydroxide was filtered. Further, this was washed with 1 L of pure water and filtered again (hereinafter, this operation is referred to as “filtered water washing”). Similarly, after washing with filtered water four times, drying was performed at 150 ° C. for 48 hours with a box-type atmospheric dryer (DX601, manufactured by Yamato Kagaku) to obtain nickel hydroxide powder.
After crushing the obtained nickel hydroxide powder, nickel oxide powder was obtained by performing oxidative roasting in the air at 400 ° C. for 2 hours using a roller hearth kiln (desk kiln, manufactured by Noritake).
Furthermore, 12 g of the obtained nickel oxide powder was placed in a tubular atmosphere furnace having a diameter of 11 cm so as to have a thickness of 3 mm on a ceramic tray. Hydrogen gas equal to 0.1 liter / min per 1 g of nickel oxide powder and nitrogen gas in the same amount as hydrogen were mixed, distributed as a reducing gas, and held at 400 ° C. for 1 hour to obtain nickel powder. At this time, the flow rate of the reducing gas on the sample is 0.01 m / s. The obtained nickel powder was passed through a # 100 sieve, and the particle size of the nickel powder was evaluated by a scanning electron microscope (hereinafter, SEM).
Table 1 summarizes the results of measurement of the Mg addition amount, reduction conditions, and particle size in nickel hydroxide.

(実施例2)
塩化ニッケル水溶液に添加する塩化マグネシウム6水和物を0.1g(水酸化ニッケル中Mg含有量0.02質量%相当)とした以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。
水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Example 2)
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 0.1 g of magnesium chloride hexahydrate added to the nickel chloride aqueous solution was changed to 0.1 g (equivalent to Mg content of 0.02 mass% in nickel hydroxide). .
Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(実施例3)
窒素の投入量を酸化ニッケル粉1gあたり0.2リットル/分(窒素合計2.4リットル/分)とした以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。この時の試料上の還元ガスの流速は0.015m/sとなる。
水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Example 3)
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the input amount of nitrogen was 0.2 liter / minute per 1 g of nickel oxide powder (total nitrogen of 2.4 liter / minute). The flow rate of the reducing gas on the sample at this time is 0.015 m / s.
Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(実施例4)
窒素の投入量を酸化ニッケル粉1gあたり0.3リットル/分(窒素合計3.6リットル/分)とした以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得得るとともに評価した。この時の試料上の還元ガスの流速は0.02m/sとなる。
水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
Example 4
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the input amount of nitrogen was 0.3 liter / minute per 1 g of nickel oxide powder (total nitrogen was 3.6 liter / minute). The flow rate of the reducing gas on the sample at this time is 0.02 m / s.
Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(実施例5)
酸化ニッケル粉12gをセラミック製トレイに厚み2.5mmとなるよう設置した以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Example 5)
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 12 g of nickel oxide powder was placed on a ceramic tray to a thickness of 2.5 mm. Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(実施例6)
酸化ニッケル粉12gをセラミック製トレイに厚み2mmとなるよう設置した以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。
水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Example 6)
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 12 g of nickel oxide powder was placed on a ceramic tray to a thickness of 2 mm.
Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(比較例1)
塩化ニッケル水溶液を塩化ニッケル6水和のみで調製した以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 1)
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the nickel chloride aqueous solution was prepared only with nickel chloride hexahydrate. Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(比較例2)
窒素の投入量を酸化ニッケル粉1gあたり0.06リットル/分(窒素合計0.7リットル/分)とした以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。この時、試料上の還元ガスの流速は0.008m/sとなる。水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 2)
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount of nitrogen introduced was 0.06 liter / minute per 1 g of nickel oxide powder (total nitrogen was 0.7 liter / minute). At this time, the flow rate of the reducing gas on the sample is 0.008 m / s. Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(比較例3)
酸化ニッケル粉12gをセラミック製トレイに厚み3.5mmとなるよう設置した以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 3)
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 12 g of nickel oxide powder was placed on a ceramic tray to a thickness of 3.5 mm. Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(比較例4)
酸化ニッケル粉12gをセラミック製トレイに厚み3.5mmとなるよう設置し、窒素の投入量を酸化ニッケル粉1gあたり0.3リットル/分(窒素合計3.6リットル/分)とした以外は、実施例1と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。この時、試料上の還元ガスの流速は0.02m/sとなる。水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 4)
Except that 12 g of nickel oxide powder was placed on a ceramic tray to a thickness of 3.5 mm, and the amount of nitrogen input was 0.3 liter / minute per gram of nickel oxide powder (total nitrogen of 3.6 liter / minute), In the same manner as in Example 1, nickel powder was obtained and evaluated. At this time, the flow rate of the reducing gas on the sample is 0.02 m / s. Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(実施例7)
240gの塩化ニッケル6水和物(試薬1級、和光純薬製)と塩化マグネシウム6水和物(試薬1級、和光純薬製)0.33g(水酸化ニッケル中Mg含有量0.04質量%相当)を純水250mLに溶解して塩化ニッケル水溶液を調製した。実施例1と同様に洗浄した後、酸化焙焼して酸化ニッケル粉を得た。
得られた酸化ニッケル粉120gに純水42mlを添加し、自転・公転式混合機により混合し、粘土状のスラリーを得た。この操作を繰り返し、酸化ニッケルの純水スラリーを4kg作製し、一軸造粒機(アキラ機工製、AX−75型)を用いて造粒成形した後、静置式乾燥器により120℃で乾燥して酸化ニッケル造粒体を得た。ここで、成型には直径が4mmのスクリーンを使用した。
得られた円筒形の造粒体の乾燥後における寸法は、直径が約3.8mmで長さが約5mmから約20mmであった。また、その見掛け密度は2.2g/cmであり、含有水分率は2質量%であった。造粒体を約5mmの長さにそろえて原料とした。
縦型管状炉に設置した内径φ43mmのアルミナ管内の加熱ゾーン中心部分の位置に、ガスが流通可能なハニカムレンガをアルミナ管内面との隙間がないように固定し、その上に150メッシュのニッケル網を敷き、ニッケル網の上に上記造粒体40gを積載した。造粒体は、アルミナ管内径と同一径で高さが約22mmとなり、換算厚みは0.8mmであった。
次に、積載した酸化ニッケル粉の造粒体の下面側から還元ガスとして30容量%水素−窒素混合ガスを1.0リットル/分の流量で流しながら、390℃で1.5時間保持してニッケル粉を得た。得られたニッケル粉を実施例1と同様に評価した。なお、造粒体は、アルミナ管内に充填され積載されているので、還元ガスは全て造粒体間の隙間を流れ、還元ガスの流速は0.027m/sとなる。
水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Example 7)
240 g of nickel chloride hexahydrate (reagent grade 1, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and magnesium chloride hexahydrate (reagent grade 1, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 0.33 g (Mg content in nickel hydroxide 0.04 mass) %) Was dissolved in 250 mL of pure water to prepare an aqueous nickel chloride solution. After washing in the same manner as in Example 1, oxidation roasting was performed to obtain nickel oxide powder.
To 120 g of the obtained nickel oxide powder, 42 ml of pure water was added and mixed with a rotating / revolving mixer to obtain a clay-like slurry. This operation was repeated to prepare 4 kg of pure water slurry of nickel oxide, granulated using a uniaxial granulator (Akira Kiko, model AX-75), and then dried at 120 ° C. with a stationary dryer. Nickel oxide granules were obtained. Here, a screen having a diameter of 4 mm was used for molding.
The dimensions of the obtained cylindrical granule after drying were about 3.8 mm in diameter and about 5 mm to about 20 mm in length. Moreover, the apparent density was 2.2 g / cm < 3 > and the moisture content was 2 mass%. The granulated body was prepared to have a length of about 5 mm as a raw material.
A honeycomb brick through which gas can flow is fixed at the position of the central portion of the heating zone in an alumina tube having an inner diameter of φ43 mm installed in a vertical tubular furnace so that there is no gap between the inner surface of the alumina tube, and a 150 mesh nickel mesh is fixed on the honeycomb brick. And 40 g of the granulated material was loaded on a nickel net. The granulated body had the same diameter as the alumina tube inner diameter, the height was about 22 mm, and the converted thickness was 0.8 mm.
Next, while flowing a 30% by volume hydrogen-nitrogen mixed gas as a reducing gas from the lower surface side of the loaded nickel oxide powder granule at a flow rate of 1.0 liter / min, hold at 390 ° C. for 1.5 hours. Nickel powder was obtained. The obtained nickel powder was evaluated in the same manner as in Example 1. In addition, since the granulated body is filled and loaded in the alumina tube, all the reducing gas flows through the gaps between the granulated bodies, and the flow rate of the reducing gas is 0.027 m / s.
Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(実施例8)
還元温度を400℃とした以外は、実施例7と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
(Example 8)
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 7 except that the reduction temperature was 400 ° C. Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

(実施例9)
還元温度を430℃とした以外は、実施例7と同様にしてニッケル粉を得るとともに評価した。水酸化ニッケル中のMg含有量、焙焼条件および還元条件、粒径測定結果を表1に併せて示す。
Example 9
Nickel powder was obtained and evaluated in the same manner as in Example 7 except that the reduction temperature was 430 ° C. Table 1 also shows the Mg content in nickel hydroxide, roasting conditions and reducing conditions, and particle size measurement results.

Figure 2011168849
Figure 2011168849

以上、表1に示した結果から明らかなごとく、本発明の製造方法で得られた実施例のニッケル粉は、平均粒径(D50)が0.4〜0.5μmでシャープな粒度分布が得られている。これに対して、比較例1〜4のニッケル粉では、平均粒径(D50)が大きいか、D50が同等であってもD90が実施例よりも大きく粗大なニッケル粉が含まれていることがわかる。したがって、比較例のニッケル粉は、粗大粒子が含まれることからMLCC内部電極用ニッケル粉として好ましくないことがわかる。   As is apparent from the results shown in Table 1, the nickel powders of the examples obtained by the production method of the present invention have a sharp particle size distribution with an average particle size (D50) of 0.4 to 0.5 μm. It has been. On the other hand, in the nickel powders of Comparative Examples 1 to 4, the average particle diameter (D50) is large, or even if D50 is the same, D90 is larger and coarser nickel powder is included than in the examples. Recognize. Therefore, it turns out that the nickel powder of a comparative example is not preferable as nickel powder for MLCC internal electrodes since coarse particles are contained.

本発明により得られるニッケル粉は、微細で均一な粒径を有しており、しかも低コストであるため、電子部品用として、特に小型化、高容量化が進むMLCC内部電極形成用として好適なものであり、その工業的価値は極めて大きい。   Since the nickel powder obtained by the present invention has a fine and uniform particle size and is low in cost, it is suitable for use as an electronic component, particularly for forming MLCC internal electrodes whose size and capacity are increasing. And its industrial value is extremely high.

Claims (6)

周期表第2族元素の含有量が0.002〜1質量%である水酸化ニッケル粉を焙焼して、酸化ニッケル粉とする工程(A)と、得られた酸化ニッケル粉(被還元物)を換算厚みで3mm以下に保持しながら、還元温度まで加熱し、水素含有ガスを0.01m/s以上の流速で供給して、酸化ニッケル粉を還元する工程(B)を含むことを特徴とするニッケル粉の製造方法。   A step (A) of roasting nickel hydroxide powder having a content of Group 2 element of the periodic table of 0.002 to 1% by mass to form nickel oxide powder, and the obtained nickel oxide powder (reduced substance) ) Is reduced to a temperature of 3 mm or less, and heated to a reduction temperature, and a hydrogen-containing gas is supplied at a flow rate of 0.01 m / s or more to reduce nickel oxide powder (B). A method for producing nickel powder. 工程(A)において、周期表第2族元素が、マグネシウムであることを特徴とする請求項1に記載のニッケル粉の製造方法。   2. The method for producing nickel powder according to claim 1, wherein in the step (A), the Group 2 element of the periodic table is magnesium. 工程(B)において、水素含有ガスが、水素と不活性ガスとの混合ガスであり、水素含有量が10〜50容量%であ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。   The nickel powder according to claim 1 or 2, wherein in the step (B), the hydrogen-containing gas is a mixed gas of hydrogen and an inert gas, and the hydrogen content is 10 to 50% by volume. Production method. 工程(B)において、還元温度が、300〜500℃であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のニッケル粉の製造方法。   The method for producing nickel powder according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step (B), the reduction temperature is 300 to 500 ° C. 請求項1〜4のいずれかに記載のニッケル粉の製造方法で得られ、平均粒径が0.2〜0.4μmであることを特徴とするニッケル粉。   Nickel powder obtained by the method for producing nickel powder according to any one of claims 1 to 4, having an average particle size of 0.2 to 0.4 µm. 走査型電子顕微鏡観察で測定した粒度分布(D90)が、1μm以下であることを特徴とする請求項5に記載のニッケル粉。   The nickel powder according to claim 5, wherein the particle size distribution (D90) measured by observation with a scanning electron microscope is 1 µm or less.
JP2010034489A 2010-02-19 2010-02-19 Nickel powder and method for producing the same Active JP5663895B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010034489A JP5663895B2 (en) 2010-02-19 2010-02-19 Nickel powder and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010034489A JP5663895B2 (en) 2010-02-19 2010-02-19 Nickel powder and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011168849A true JP2011168849A (en) 2011-09-01
JP5663895B2 JP5663895B2 (en) 2015-02-04

Family

ID=44683261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010034489A Active JP5663895B2 (en) 2010-02-19 2010-02-19 Nickel powder and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5663895B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014005491A (en) * 2012-06-22 2014-01-16 Murata Mfg Co Ltd Method for producing metal powder, metal powder, conductive paste and laminated ceramic electronic component
JP2014173182A (en) * 2013-03-13 2014-09-22 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method of producing nickel powder
JP2017226591A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 住友金属鉱山株式会社 Method for producing nickel oxide and fluidization roasting furnace
JP2017226589A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 住友金属鉱山株式会社 Method for producing nickel oxide
JP2017226590A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 住友金属鉱山株式会社 Method for producing nickel oxide
JP2018012623A (en) * 2016-07-21 2018-01-25 住友金属鉱山株式会社 Method for producing nickel oxide
WO2018210668A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung Nickel electrode, method for the production thereof, and use thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009024197A (en) * 2007-07-17 2009-02-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method for producing nickel powder

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009024197A (en) * 2007-07-17 2009-02-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method for producing nickel powder

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014005491A (en) * 2012-06-22 2014-01-16 Murata Mfg Co Ltd Method for producing metal powder, metal powder, conductive paste and laminated ceramic electronic component
JP2014173182A (en) * 2013-03-13 2014-09-22 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method of producing nickel powder
JP2017226591A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 住友金属鉱山株式会社 Method for producing nickel oxide and fluidization roasting furnace
JP2017226589A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 住友金属鉱山株式会社 Method for producing nickel oxide
JP2017226590A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 住友金属鉱山株式会社 Method for producing nickel oxide
JP2018012623A (en) * 2016-07-21 2018-01-25 住友金属鉱山株式会社 Method for producing nickel oxide
WO2018210668A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung Nickel electrode, method for the production thereof, and use thereof
CN110678581A (en) * 2017-05-18 2020-01-10 巴登-符腾堡州太阳能和氢能公益基金研究中心 Nickel electrode, method for producing a nickel electrode, and use of a nickel electrode
CN110678581B (en) * 2017-05-18 2021-10-15 巴登-符腾堡州太阳能和氢能公益基金研究中心 Nickel electrode, method for producing a nickel electrode, and use of a nickel electrode
US11414771B2 (en) 2017-05-18 2022-08-16 Zentrum Für Sonnenenergie- Und Wasserstoff-Forschung Baden-Wür Ttembert Gemeinnützige Stiftung Nickel electrode, method for manufacturing same, and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP5663895B2 (en) 2015-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5663895B2 (en) Nickel powder and method for producing the same
JP4978785B2 (en) Method for producing nickel powder
US10373764B2 (en) Process for manufacturing agglomerated particles of tantalum, mixed tantalum powder and process for manufacturing same, tantalum pellet and process for manufacturing same, and capacitor
JP4984204B2 (en) Indium oxide powder and method for producing the same
JP5574154B2 (en) Nickel powder and method for producing the same
KR101800605B1 (en) The manufacturing method of silver powder
KR20150028970A (en) Silver powder
KR20170038467A (en) The manufacturing method of flake silver powder using the agglomerated silver powder
JP5131098B2 (en) Nickel fine powder and method for producing the same
CN111924889A (en) Preparation method of cobaltosic oxide for sintering-free agglomerated cobalt powder
JP5310462B2 (en) Nickel powder and method for producing the same
JP5170450B2 (en) Method for producing nickel powder
CN112368251A (en) Method for producing ceramic particles
JP6321357B2 (en) Method for producing finely baked alumina powder
JP2011179044A (en) Nickel fine powder, and method for producing the same
JP2009137831A (en) Method of manufacturing magnesium oxide nanoparticles, and method of manufacturing magnesium oxide nanosol
JP2006183076A (en) Atomizing gold powder, electrically conductive gold paste using the same and gold clay for decoration
JP2017206751A (en) Manufacturing method of nickel powder
JP5942791B2 (en) Method for producing nickel powder
JP5060227B2 (en) Method for producing nickel powder
JP3665083B2 (en) Method for producing ceramic powder slurry and ceramic granule
JP2004043883A (en) Heat treatment method for metal powder
JP5979041B2 (en) Method for producing nickel powder
JP4155438B2 (en) Method for producing spherical oxide powder
JP6201818B2 (en) Method for producing titanium and barium-containing nickel powder

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120511

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131029

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140610

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140904

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141016

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5663895

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150