JP2020105035A - 分極測定による酸化剤成分の濃度管理を含んだ硫酸ニッケルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[式1]
NiS+2O2→Ni2++SO4 2−
[式2]
CoS+2O2→Co2++SO4 2−
[式3]
NiS+O2→Ni2++SO4 2−+S2O3 2−
以下、本発明の実施形態に係る硫酸ニッケルの製造方法について図面を参照しながら説明する。この本発明の実施形態に係る硫酸ニッケルの製造方法は、図1に示すように、中間原料のニッケル硫化物スラリーから硫酸ニッケル結晶を作製する方法であり、該ニッケル硫化物スラリーの調製を行うスラリー調製工程S1と、該ニッケル硫化物スラリーに対して加圧下で浸出処理及び酸化処理を行って浸出液を得る浸出工程S2と、該浸出液に含まれる不純物を除去する不純物除去工程S3と、該不純物除去工程S3で得た高純度硫酸ニッケル水溶液から硫酸ニッケル結晶を晶析させる晶析工程S4とを有している。以下、各工程について具体的に説明する。
硫酸ニッケルの製造方法の原料には、ニッケル・コバルト混合硫化物に代表されるニッケル硫化物が用いられる。このニッケル硫化物は前述したようにニッケル酸化鉱石を高圧酸浸出して得た浸出液を中和処理及び硫化処理することで作製され、これにより例えばニッケル品位が50〜60質量%程度、コバルト品位が4〜6質量%程度、硫黄品位が30〜34質量%程度のニッケル・コバルト混合硫化物が得られる。
浸出工程S2では、上記のスラリー調製工程S1で調製したニッケル硫化物スラリーを高温高圧下で硫酸浸出処理することで浸出液を生成する。より詳細に説明すると、先ず、ニッケル硫化物スラリーを硫酸と共にオートクレーブとも称する圧力容器に供給する。このオートクレーブには更に酸化剤として空気などの酸素含有ガスを供給することで酸化反応を伴う浸出処理を行い、浸出液を生成させる。その際、該ニッケル硫化物スラリーの組成や粒度、滞留時間に影響する該ニッケル硫化物スラリーの供給流量、該ニッケル硫化物スラリーに対する硫酸及び酸化剤の供給割合、オートクレーブ内の温度及び圧力などの各種浸出条件を適宜調整する。例えば、オートクレーブに高圧蒸気を吹き込むことで、オートクレーブ内の温度を150〜180℃に調整し、圧力を1〜2MPaGに調整するのが好ましい。
上記浸出工程S2で生成される硫酸ニッケル水溶液からなる浸出液は、例えばニッケル濃度100〜120g/L程度、コバルト濃度10g/L程度の組成を有している。この浸出液は上記のニッケルやコバルト等の有価金属のほか、鉄に代表される不純物を含んでいるため、粗硫酸ニッケル水溶液とも称される。この浸出液中の不純物を除去するため、不純物除去工程S3では、溶媒抽出法により不純物を除去したり、酸化中和法により不純物を沈殿除去したりすることが行われる。これにより、ある程度純度の高い硫酸ニッケル水溶液が得られるものの、上記の溶媒抽出法や酸化中和法では、チオ硫酸イオンはほとんど除去されない。
晶析工程S4では、上記の不純物除去工程S3で不純物を除去することによって得た高純度硫酸ニッケル水溶液を晶析装置に装入し、該高純度硫酸ニッケル水溶液を濃縮することで硫酸ニッケル結晶を晶析させる。この晶析工程S4で処理される高純度硫酸ニッケル水溶液はチオ硫酸イオンをほとんど含んでいないので、該チオ硫酸イオンが硫酸ニッケル水溶液中に残存することで生じる結晶中のチオ硫酸塩(チオ硫酸ニッケル(NiS2O3)の形態の不純物に起因する品質上の問題を防ぐことができる。
本発明者らは、酸化剤によるチオ硫酸の酸化分解処理後の硫酸ニッケル水溶液に残留する未反応の酸化剤成分の迅速且つ正確な定量分析方法について鋭意検討を行ったところ、電気化学的測定法である分極測定によって、該硫酸ニッケル水溶液中の酸化剤成分の濃度を迅速且つ正確に測定可能であることを見出した。なお、分極測定とは、測定対象の溶液に電極を浸漬させ、該電極の電位を掃引しながら電流を計測することで定性分析及び定量分析を行うことが可能な電気化学的分析法であり、一定の掃引速度で電位を増減させるサイクリックボルタンメトリー(SV)、矩形波状の電位を直線状の電位に重ねて印加することで電位掃引を行う矩形波ボルタンメトリー(SWV)等を挙げることができるが、本発明の実施形態の酸化剤成分の濃度測定には、サイクリックボルタンメトリーによる測定が好ましい。
図1に示すようなプロセスフローに沿ってニッケル・コバルト混合硫化物スラリーから硫酸ニッケル結晶を作製した後、この硫酸ニッケル結晶を用いて無電解めっきによりニッケルめっき膜を作製して目視により評価した。具体的には、先ずスラリー調整工程S1において、公知のHPAL法により製造したNiを55質量%、Coを5.3質量%含むニッケル・コバルト混合硫化物に対して湿式粉砕及び目開き0.2mmの篩で篩別し、0.2mmオーバーの粗大粒子を除去した後、0.2mmアンダーの粒子に水を添加して原料スラリーを調製した。
実施例1とは異なる日時に採取した硫酸ニッケル水溶液を採取してサイクリックボルタンメトリーにより測定用分極曲線を作成した。その結果、電圧値−1.6Vから−0.8Vの範囲内におけるマイナス側のピーク電流値は−2.5mAであった。このピーク電流値を、前述した図2から求めたピーク電流値と過酸化水素濃度との関係に照合することにより、硫酸ニッケル水溶液の過酸化水素濃度が150mg/Lであることが分かった。この硫酸ニッケル水溶液の採取からその過酸化水素濃度が求まるまでに要した時間は8分であった。
実施例1及び実施例2とは異なる日時に採取した硫酸ニッケル水溶液に対して、その過酸化水素濃度をORP計を用いて測定することを試みたが、過酸化水素濃度を正確に測定することができなかった。そこで、余裕をみて貯留槽での滞留時間を15分に代えて150分にした以外は実施例1と同様にして不純物除去工程S3、晶析工程S4、及びニッケルめっき皮膜の形成を行ったところ、実施例1と同様の平滑なめっき皮膜が形成されていたが、生産性が大幅に低下した。
S2 浸出工程
S3 不純物除去工程
S4 晶析工程
Claims (6)
- 金属イオンとして少なくともNi、Co及びFeを含む粗硫酸水溶液に含まれるチオ硫酸を過酸化水素水、オゾン、酸素、及び次亜塩素酸塩の群から選ばれる少なくとも一種の酸化剤で酸化分解した後、不純物を除去する除去工程と、該除去工程で不純物が除去された後の硫酸水溶液から硫酸ニッケル結晶を晶析させる結晶工程とからなる硫酸ニッケルの製造方法であって、前記酸化分解後の粗硫酸水溶液の酸化剤成分濃度を分極測定により求め、その結果に基づいて前記除去工程の処理条件を調整することを特徴とする硫酸ニッケルの製造方法。
- 前記酸化剤成分濃度を求める方法が、酸化剤成分濃度のみが異なる複数の硫酸ニッケル水溶液の各々に対して分極測定により分極曲線を作成し、得られた複数の分極曲線から酸化剤成分濃度と所定の電圧値の範囲内におけるピーク電流値との関係を予め求めておき、測定対象の前記粗硫酸水溶液に対して分極曲線を行うことで測定用分極曲線を作成し、該測定用分極曲線の前記所定の電圧値の範囲内におけるピーク電流値を前記予め求めた関係と照合することで、該粗硫酸水溶液中の酸化剤成分濃度を求めることを特徴とする、請求項1に記載の硫酸ニッケルの製造方法。
- 前記分極測定が、サイクリックボルタンメトリー(CV)であることを特徴とする、請求項2に記載の硫酸ニッケルの製造方法。
- 前記酸化剤が、過酸化水素水であることを特徴とする、請求項3に記載の硫酸ニッケルの製造方法。
- 前記所定の電圧値の範囲が−1.6Vから−0.8Vの範囲であることを特徴とする、請求項4に記載の硫酸ニッケルの製造方法。
- 前記粗硫酸水溶液が、ニッケル硫化物スラリーを高温高圧下で硫酸浸出処理することで生成した浸出液であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硫酸ニッケルの製造方法。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS516124A (en) * | 1974-07-05 | 1976-01-19 | Hitachi Chemical Co Ltd | Kikinzoku oyobi ryusandono kaishuhoho |
JPS5879830A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-13 | Mitsubishi Metal Corp | 硫酸ニツケル水溶液の精製法 |
JP2005172769A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 電気化学測定用電極 |
JP2007212232A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Central Japan Railway Co | 溶存オゾン濃度測定装置及び溶存オゾン濃度測定方法 |
JP2008008750A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Tohoku Univ | 原子炉冷却水の腐食環境定量方法およびその装置 |
JP2014098674A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-05-29 | Keio Gijuku | オゾン水濃度測定装置及びオゾン水濃度測定方法 |
JP2016141594A (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 硫酸ニッケルの製造方法 |
JP2016186114A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | Jx金属株式会社 | リチウムイオン電池スクラップの浸出方法及び、有価金属の回収方法 |
-
2018
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS516124A (en) * | 1974-07-05 | 1976-01-19 | Hitachi Chemical Co Ltd | Kikinzoku oyobi ryusandono kaishuhoho |
JPS5879830A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-13 | Mitsubishi Metal Corp | 硫酸ニツケル水溶液の精製法 |
JP2005172769A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 電気化学測定用電極 |
JP2007212232A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Central Japan Railway Co | 溶存オゾン濃度測定装置及び溶存オゾン濃度測定方法 |
JP2008008750A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Tohoku Univ | 原子炉冷却水の腐食環境定量方法およびその装置 |
JP2014098674A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-05-29 | Keio Gijuku | オゾン水濃度測定装置及びオゾン水濃度測定方法 |
JP2016141594A (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 硫酸ニッケルの製造方法 |
JP2016186114A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | Jx金属株式会社 | リチウムイオン電池スクラップの浸出方法及び、有価金属の回収方法 |
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