JPH10509213A

JPH10509213A - ミクロンサイズのニッケル金属粉末およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10509213A
Application number: JP8515608A
Authority: JP
Inventors: シー．シャーヒュー
Original assignee: ザウェスタームコーポレイション
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1998-09-08
Also published as: EP0792199A1; DE69507048D1; DE69507048T2; KR100388600B1; ATE175138T1; AU3837795A; WO1996014953A1; US5584908A; KR970706932A; EP0792199B1

Abstract

(57)【要約】本質的に金属ニッケルを含まないアンモニア性炭酸ニッケル(II)溶液の還元によるニッケル金属粉末の製造方法を提供する。可溶性銀塩を添加して、ニッケル１ｋｇ当たり銀1.0から10.0グラムの可溶性銀対ニッケル重量比とし、ゼラチンのような、有機分散剤をニッケル(II)１ｋｇ当たり5.0から20.0グラムの量添加するとともに、アントラキノンのような球状化促進剤をニッケル１ｋｇ当たり1.0から5.0グラムの量添加する。溶液を、攪拌しつつ、３．５MPaの水素圧を十分な時間かけつつ、150から180℃の範囲の温度に加熱し、アンモニア性炭酸ニッケル(II)アンモニウム溶液を還元してミクロンサイズのニッケル金属粉末にする。高純度の、ほぼ球状の粒子外形をもつ、ミクロンサイズのニッケル金属粉末が製造される。このニッケル金属粉末は約0.5ミクロンの平均粒子サイズを有する。このニッケル金属粉末は鉄不純物が100ppmより小という特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】ミクロンサイズのニッケル金属粉末およびその製造方法技術分野本発明は、新規な、ミクロンサイズのニッケル金属粉末とその製造方法に関する。さらに、本発明はまた、製造されるニッケル金属粉末の粒子サイズをコントロールする方法を提供する。背景技術昇温、昇圧下でガス状水素で還元して基礎炭酸ニッケルからニッケル金属粉末を製造する方法はディー．ジェー．アイ．エバンスなどの米国特許3,399,050に開示されている。その方法は、初期には水で希釈されておりそれから沸騰されて余剰のアンモニアと炭酸ガスを除去した炭酸アンモニウムニッケルの濃縮アンモニア性溶液を利用する。これは、基礎炭酸ニッケル（ＢＮＣ）の沈澱、すなわち、水酸化ニッケルと炭酸ニッケルの混合物の沈澱を生じ、溶液中にはニッケルイオンが残らない。このスラリーはオートクレーブに装填され、加熱され水素で還元される。ニッケル粉末は固形ＢＮＣの直接還元により効果的に形成される。この従来製法はいくらかの持ち込まれたＢＮＣを含有する粉末を生成し、適用先によっては許されない比重の低下と酸素の増レベルをもたらす。加うるに、従来製法は、沸騰工程が変化する結果を生じるので、一定の結果を生成するようにコントロールすることは難しい。従来製法は、硫酸第１鉄と硫酸アルミニウムの組み合わせ物を触媒として常に用いてきた。しかし、ニッケル金属粉末中の、4000ppmもの鉄含有、あるいは（0 .8%もの）高トータル金属不純物は、適用先によってはその使用を許されないものにする。ハウスナ，エッチ，エッチおよびロールの「粉末冶金学における最近の発展、１巻：基本と方法」における、ダブリュウ．クンダ、ディー．ジェー．アイ．エバンスおよびブイ．エヌ．マッキューによる「水素還元によって製造されたニッケル粉末の特性への添加剤の効果」と題された論文(ニューヨーク：プレナムプレス,1966)エッチ版の15-49に、製造されるニッケル粉末の物理的特性を修正する様々な代替触媒と添加物およびそれらの効果が詳述されている。近年、ニッケル微粉末が電子回路、燃料電池、および多くの他の用途の使用に商業用に製造されてきた。しかし、コンデンサーなどに用いられる導電性ペーストなど、ある特定の適用においては、そのようなペーストに現存する入手可能のニッケル粉末を利用することは、高レベルの、たとえば、鉄、アルカリ金属、炭素および酸素など導電性に影響する、不純物のために、許容できないことが判明した。したがって、現在では、そのようなペーストを生成するのに、業界では、白金族の金属、金および銀を合金から生成された微粉末を用いている。容易にわかるように、粒子サイズが小さいほど、基質の薄さが要求されるであろうペーストの層厚が薄くなる。また、明らかに、球形外形が求められており、それによってより詰まった、層の導電性の増加がはかられる。したがって、本発明の目的は、同じ位効果があり、しかしより安価な、現在使用されている金属の代替品を提供することにある。加うるに、この発明の目的は、ミクロンサイズの、ほぼ球状の、より高純度のニッケル金属粉末を生成する方法、および改良された再現性を示す製造方法を提供することにある。発明の要旨本発明の第１の特徴によれば、ニッケル含有量が99％より大で、金属粒子がほぼ球状の外形である、新規な、ミクロンサイズのニッケル金属粉末が提供される。ニッケル金属粉末の粒子サイズは、0.3〜2.0μmの範囲にあり、より望ましくは、粒子サイズは1.0μmより小である。鉄、コバルト、アルミニウム、炭素、硫黄および酸素などの望ましくない微量不純物は大幅に減少され、ニッケル金属粉末は鉄含有量が100ppmより小にされている。より詳しくは、本発明のニッケル金属粉末の化学的および物理的特性はつぎの通りである。化学組成は、ニッケルが約99〜99.5重量％、不純物が約0.001〜0.0 10重量％の鉄、約0.001〜0.005重量％のアルミニウム、0.001〜0.01重量％の硫黄、約0.3〜0.8重量％の酸素、約0.1〜0.4重量％の炭素、および約0.01〜0.2重量％の銀である。ニッケル金属粉末の物理的特性は、約0.5〜3.0m²/gの表面積、約1.0〜2.0g/ccの見かけ密度、約2.0〜4.0g/ccのタップ密度、であり、それによって、前記ニッケル金属粉末は、約0.3〜1.5μmで変化するミクロンサイズの粒子サイズとほぼ球状の粒子外形をもつ。ニッケル金属粉末の最も望ましい化学的および物理的特性は下記の通りである。化学組成は、ニッケルが約99.0重量％、不純物が0.8重量％より小の酸素、および0.3重量％より小の銀、である。ニッケル金属粉末の物理的特性は、約1.0〜 3.0m²/gの表面積、約1.0〜2.0g/ccの見かけ密度、約2.0〜4.0g/ccのタップ密度、であり、それによって前記ニッケル金属粉末は約0.3〜0.5μｍで変化するミクロンサイズの粒子サイズとほぼ球形の粒子外形をもつ。本発明のニッケル金属粉末は本質的にＢＮＣを含んでおらず観察された高比重のためにほぼ金属粉末であると確信されることは、それに限るわけではないが、また、注目されるべきである。その結果、かくして生産されたほぼ球状のニッケル金属粉末は導電性ペーストの生成にとくに良く適用され、ある商業用用途に以前から使用されている白金族の金属、金あるいは銀の合金の代替として効果的に利用される得るであろう。しかし、本粉末の用途は上記の用途に限られるものではなく、この純度、組成、形態のミクロンサイズのニッケル金属粉末を必要とするいかなるものにも適用できると理解されるべきである。本発明の第２の広い特徴においては、ミクロンサイズのニッケル金属粉末の製造方法が提供される。該方法は、従来製法と対比するため、希釈アンモニア性ニッケル(II)溶液から始める。希釈アンモニア性ニッケル(II)溶液は望ましくは希釈アンモニア性炭酸ニッケル(II)溶液であり、そこでは、ＣＯ₂もＮＨ₃も沸騰除去あるいは部分的に沸騰除去されていない。溶液は不純物を除去されあるいはろ過されて可溶性ニッケルイオンだけがオートクレーブに装填されることを確かにしている。銀化合物をアンモニア性炭酸ニッケル(II)含有溶液に添加して、可溶性銀対ニッケル(II) 重量比がニッケル(II)１キログラムに対し約1.0〜10.0グラムの銀となる範囲にする。ニッケル金属粉末の集塊をコントロールするように機能する量の有機分散剤を添加し、また、ニッケル金属粉末の外形の球状化を最大にするに有効な量の球状化促進有機化合物を添加する。上記不純物除去/ろ過に続く、上記試液、すなわち、銀、分散および球状化促進剤、が添加されて、溶液はオートクレーブに装填される。溶液を、攪拌し、随意に水素過剰圧を150〜500kPaの範囲にして、150〜180℃の範囲の温度に加熱する。そして、溶液を3.0〜4.0MPa（すなわち、450〜600psi）の水素と、溶解ニッケルを還元してミクロンサイズのニッケル金属粉末を生成するに十分な時間、反応させる。後に述べるように、ニッケル金属中の可溶性銀のニッケル成分に対する比は、ニッケル粉末粒子サイズをコントロールする上に重大な役割を果たす。添加銀対ニッケル(II)重量比はニッケル１キログラム当たり銀が1.0〜10.0グラムであり、もっとも望ましくは、ニッケル１キログラム当たり銀が1.0〜2.5グラムである。望ましくは、凝固防止剤は適切な有機化合物、たとえば、ゼラチンおよび／または骨にかわ(bone glue)である。球状形態を改善するように働く適切な有機化合物は、アントラキノン、またはアントラキノンの誘導体、またはアリザリン単独、またはアリザリンとアントラキノンの混合、からなる。加うるに、加熱段階に水素の過剰圧をかけることは、粉末に優れた特性をもたせる。アンモニア性ニッケル(II)含有溶液からミクロンサイズのニッケル金属粉末を製造する望ましい方法は、つぎの通りである。アンモニア性ニッケル(II)含有溶液は、とくにＮｉとＮＨ₃を各々約５０g/L、または各々約40〜５０g/Lの範囲で、ほぼ等濃度のＮｉとＮＨ₃を含んでいる。望ましくは、アンモニア性ニッケル( II)含有溶液がアンモニア性炭酸ニッケル(II)であり、そこではアンモニア対ニッケルのモル比が約３：１であり、ＣＯ₂：Ｎｉモル比が約１：１である。溶液は、とくにＮｉとＮＨ₃とＣＯ₂を各々約５０g/L、または各々約40〜５０g/Lの範囲で、ほぼ等濃度のＮｉとＮＨ₃とＣＯ₂を含んでいる。それから、溶液は不純物を除去されあるいはろ過されて、可溶性ニッケルイオンだけを含み本質的に金属ニッケルを含まないことを確かにされる。それから、アンモニア性炭酸ニッケル溶液に、硫酸銀または硝酸銀などの、可溶性銀塩を添加し、銀対ニッケル重量比がニッケル１キログラムに対し銀1.0〜10.0グラムとなるようにする。ゼラチンをニッケル１キログラムに対し5.0〜20.0グラム添加し、それとともに、アントラキノンをニッケル１キログラムに対し1.0〜5.0グラム添加する。それから、アンモニア性炭酸ニッケル(II)溶液を、触媒試液とともに、攪拌しながら、随意に水素過剰圧を150〜500kPaの範囲にして、望ましくは約350kPaにして、1 50〜180℃の範囲の温度に加熱し、そして、3.0MPa〜4.0MPaの圧力の水素と、望ましくは約3.5MPaの圧力の水素と、溶解ニッケル(II)塩がニッケル金属粉末に還元されるまで、反応させる。第３に、本発明は、ミクロンサイズのニッケル粉末の粒子サイズをコントロールする特別な方法を提供する。添加された銀の量（ニッケル(II)１キログラム当たりの添加可溶性銀のグラム数）と得られた最終の粒子のサイズとの間に相関関係があることを発見したが、この方法はその発見に基づいている。加うるに、生産された粉末の銀含有量と粒子サイズの間には関係が存在するようにみえ、また、添加された銀の濃度と粉末の銀含有量の両方が粒子サイズに影響するようにみえる。さらに、銀添加量を増加すると得られた粒子サイズが減少する。当業者にとって明らかであろうが、銀の添加が効果ある量には上限があり、これに限定されるわけではないがその上限はニッケル(II)１キログラム当たり10グラムのオーダであろう。したがって、明らかなことに、所定の粒子サイズをもつニッケル金属粉末を製造することを可能にするこの方法は最も効果的なものである。図面の簡単な説明本発明の方法は添付の図面を参照してせいつめいされる。図面中、図１はミクロンサイズのニッケル金属粉末の商業用に作動される既存の製造方法の製造フローシートである。図２は本発明の製造フローシートである。図３は基礎炭酸ニッケル(II)原料中にＦｅＳＯ₄とＡｌ₂（ＳＯ₄）₃の混合物を分散させた従来製法によって製造されたニッケル粉末の顕微鏡写真である。図４および図５は本発明の方法によって製造されたニッケル金属粉末の顕微鏡写真である。望ましい実施例の説明図２を参照して、炭酸アンモニウムニッケルの溶液が、浸出ステップ１において、オートクレーブ中で昇圧下で８０℃で、アンモニア性炭酸アンモニウム溶液中に粗ニッケル粉末を溶解することにより、製造された。ついで、この溶液はステップ２でろ過されまたは不純物を除去され、固体物の除去によって金属ニッケルを本質的に含まない溶液とされる。ついで、該溶液はステップ３で希釈されオートクレーブに装填され（ステップ４）、そこで触媒試液が添加される。可溶性銀塩、望ましくは硫酸銀または硝酸銀、がニッケル(II)１キログラム当たりの銀が約１から10グラムの比で添加される。添加されるべき銀の量はニッケル金属粉末の望まれる粒子サイズによって左右される。より詳しくは、添加される銀の量は下記の表1に与えられた結果から決められるであろう。ニッケル金属粉末の粒子サイズはコントロール可能であり、ニッケル(II)１キログラム当たり硫酸銀を約2.0〜12.0グラム、またはニッケル(II)１キログラム当たり硝酸銀を約2.0〜3.5グラム、添加することによって、1.0μm以下の粒子サイズをもつ粉末を製造できる。ゼラチン、または骨にかわのような分散剤が凝集コントロールのために添加される。凝集および成長コントロールの添加剤は、ニッケル(II)１キログラム当たり約5.0〜20.0グラム、添加される。球状化促進剤、望ましくはアントラキノン、が溶液に添加され、球状の、高密度のニッケル金属粉末粒子を生成することを促進する。それに代えて、アントラキノンの誘導体あるいはアリザリンがそのような促進剤として利用されてもよい。アントラキノンは、ニッケル(II)１キログラム当たり約1.0〜5.0グラム添加される。アントラキノンの望ましい量は、ニッケル(II)１キログラム当たり約３グラムである。代替の望ましい球状化促進剤はアントラキノンとアリザリンの混合物、またはアリザリン単独である。原料、触媒および添加物を含んだスラリーは、攪拌されつつ、150〜180℃の範囲の温度に加熱され、そして望ましくは3.5MPaの圧力の水素と、前記溶解ニッケル(II)含有溶液をミクロンサイズのニッケル金属粉末に還元するに十分な時間、反応される。ついで、ニッケル金属粉末はろ過され（ステップ５）、ステップ６で、水／エタノール洗浄される。ステップ５および６から回収された溶液は浸出ステップ１にリサイクルされる。ニッケル金属粉末はステップ７で窒素パージし真空下で、乾燥される。ついで、乾燥されたニッケル金属粉末はステップ８でハンマーミルを用いて凝集粒子を粉砕することにより粉末化される。ロッドミルは粒子の歪みを生じるので好ましくない。本発明の産物と製法がつぎの試験例を参照して説明されるがそれらに限定されるものではない。試験例例１（従来技術） 140g/LのＮｉ、140g/LのＮＨ₃および130g/LのＣＯ₂を含む炭酸アンモミウムニッケルの溶液を、オートクレーブ中で昇圧下で８０℃のアンモニア性炭酸アンモニウム溶液に粗ニッケル粉末を溶解することにより、製造した。ついで、この溶液を蒸気中に散布し余剰アンモニアと炭酸ガスを除去し溶解ニッケルを基礎炭酸ニッケル（ＢＮＣ）として沈澱させた。硫酸第１鉄、硫酸アルミニウム、エチレン無水マレイン酸（ＥＭＡ）を含む溶液をＢＮＣのスラリーに添加し、ついで６００リットルのオートクレーブに装填した。ついで、オートクレーブを180℃に加熱し水素を3.5kPaに昇圧してＢＮＣを金属ニッケル粉末に還元した。還元が完了しオートクレーブが冷却され液中のニッケル粉末のスラリーを取り出しろ過した。フィルタケーキを希硫酸で洗浄し、ついで水とメチルアルコールで洗浄し、窒素パージして真空下で乾燥した。乾燥された粉末をハンマーミルで凝集物を粉砕して粉末化した。粉末品をフィッシャーサブシーブ粉サイズ分析器で分析した。フィッシャー番号は粉末粒子の概略直径のミクロン値に対応する。従来ニッケル金属粉末の化学的および物理的分析結果を表IIに示す。ここで、A.D.は見かけ密度g/ccであり、T.Dはタップ密度g/ccであり、F.Nはフィッシャー番号である。粒子形状は7000倍拡大で、最小/最大直径比が0.8のほぼ球状であった。例II 150g/LのＮｉ、155g/LのＮＨ₃および135g/LのＣＯ₂を含む炭酸アンモミウムニッケルの原料溶液を、オートクレーブ中で550kPaエア圧下で８０℃のアンモニア性炭酸アンモニウム溶液に粗ニッケル粉末を溶解することにより、製造した。この溶液をろ過し水で希釈して、35から50g/LのＮｉ、35から50g/LのＮＨ₃および3 2から47g/LのＣＯ₂を含む一連の溶液を製造した。各溶液を、表IIIに示すように、水に溶解された、硫酸銀、アントラキノンおよびゼラチンの種々の組み合わせの触媒溶液を添加して還元した。各溶液を90リットルバッチオートクレーブに装填して蒸気圧のみの圧力下で170℃に加熱した。ついで、3.5MPaの全圧で水素をオートクレーブ中に導入し、溶解ニッケルをニッケル粉末に還元した。各還元試験における生産粉末量は1.7から2.8kgの範囲に変動した。還元反応が完了した時オートクレーブを冷却し粉末を取り出した。粉末を液からろ過し、水洗し、エタノールで洗浄し、不活性窒素雰囲気中で真空オーブン内で乾燥した。粉末品をフィッシャーサブシーブ粉サイズ分析器で分析した。表IIIに示すように、すべてフィッシャー番号が0.35から1.1の範囲にあった。スキャニングエレクトロンは、0.2から1.0ミクロンで、いくらかの凝集があった。６つの微粉末のブレンドを分析すると、0.02％Ｓ、0.17％Ｃ、0.43％Ｏ²、0.009％Ｆｅであった。ここで、AQ．はアントラキノンである。フィッシャー番号は粉末粒子の概略直径のミクロン値に対応する。粒子サイズが添加硫酸銀の量に確かにかつ再現性をもって関連することは、表 IVに示す如く明らかである。例III 150g/LのＮｉ、155g/LのＮＨ₃および135g/LのＣＯ₂を含む炭酸アンモミウムニッケル溶液の原料溶液を、オートクレーブ中で550kPaエア圧下で８０℃のアンモニア性炭酸アンモニウム溶液に粗ニッケル粉末を溶解することにより、製造した。この溶液をろ過し水で希釈して、48g/LのＮｉ、48g/LのＮＨ₃、および43g/LのＣＯ₂を含む大バッチの溶液を製造した。各60リットルの希釈溶液を、水に溶解された、硫酸銀、ゼラチン、およびアントラキノンかアリザリンかアントラキノンとアリザリンの両方かの種々の組み合わせの触媒溶液を添加して還元した。各溶液を90リットルバッチオートクレーブに装填して蒸気圧のみの圧力下で17 5℃に加熱した。ついで、3.5MPaの全圧で水素をオートクレーブ中に導入し、溶解ニッケルをニッケル粉末に還元した。各還元試験における生産粉末量は900から1600gの範囲に変動した。粉末を液からろ過し、水洗し、エタノールで洗浄し、不活性窒素雰囲気でパージした真空オーブン内で乾燥した。試験の詳細と製造されたニッケル粉末の物理的特性を下記の表Ｖに示す。これらの試験で生産された粉末をブレンドし、凝集物を粉砕するためにハンマーミルで粉状化し、商業用製法をシミュレートした。これらのブレンド品で得られたマイクロトラック^TMの測定、物理的特性および化学分析を下記の表VIおよび表VIIに示す。ここで、SGは比重であり、S.A.は表面積であり、F.N.はフィッシャー番号であり、A.D.は見かけ比重であり、T.D.はタップ比重である。例IV 150g/LのＮｉ、155g/LのＮＨ₃および135g/LのＣＯ₂を含む炭酸アンモミウムニッケル溶液の原料溶液を、オートクレーブ中で550kPaエア圧下で８０℃のアンモニア性炭酸アンモニウム溶液に粗ニッケル粉末を溶解することにより、製造した。この溶液をろ過し水で希釈して、52g/LのＮｉ、49g/LのＮＨ₃、および45g/LのＣＯ₂を含む大バッチの溶液を製造した。各550リットルの希釈溶液を、水に溶解された、硫酸銀、ゼラチン、およびアントラキノンかアリザリンの種々の組み合わせの触媒溶液を添加して還元した。各溶液を900リットルオートクレーブに装填し、加熱の最初から350kPaの水素過剰圧をかけて、160℃に加熱した。ついで、3.5MPaの全圧で水素をオートクレーブ中に導入し、溶解ニッケルをニッケル粉末に還元した。粉末を液からろ過し、水洗し、エタノールで洗浄し、不活性窒素雰囲気でパージした真空オーブン内で乾燥した。試験の詳細と製造されたニッケル粉末の物理的特性を下記の表VIII 示す。上記の結果から硝酸銀対ニッケル(II)比の最適値は2.0-3.5グラム／キログラムの範囲にあるように見える。勿論、ここに説明され述べられた本発明の実施例を、請求の範囲に特定された本発明の範囲から逸脱することなく、改変することは可能であると理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年１１月２１日【補正内容】請求の範囲１．ニッケルが99.0〜99.5重量％、不純物が0.001〜0.01重量％の鉄、0.0001〜0 .005重量％のアルミニウム、0.001〜0.01重量％の硫黄、0.3〜0.8重量％の酸素、0.1〜0.4重量％の炭素、および0.01〜0.2重量％の銀、の化学組成を有し、0.5 〜3.0 m²/gの表面積、1.0〜2.0 g/ccの見かけ密度、2.0〜4.0 g/ccのタップ密度、の物理的特性を有し、0.3〜1.5μmで変化するミクロンサイズの粒子サイズとほぼ球状の粒子外形をもつ、ミクロンサイズのニッケル金属粉末。２．ニッケルが99.0重量％、不純物が0.005重量％以下の鉄、0.005重量％より小のアルミニウム、0.01重量％より小の硫黄、0.8重量％より小の酸素、0.3重量％より小の炭素、および0.3重量％より小の銀、の化学組成を有し、1.0〜3.0m²/g の表面積、1.0〜2.0g/ccの見かけ密度、2.0〜4.0g/ccのタップ密度、の物理的特性を有し、0.3〜1.5μmで変化するミクロンサイズの粒子サイズとほぼ球状の粒子外形をもつ、ミクロンサイズのニッケル金属粉末。３．アンモニア性ニッケル(II)含有溶液からミクロンサイズのニッケル金属粉末を生成する方法であって、前記溶液が40〜５０g/Lの範囲でほぼ等濃度のＮｉとＮＨ₃を含んでおり、前記アンモニア性ニッケル(II)含有溶液を処理して金属ニッケル本質的非含有溶液を作成し、銀化合物を前記溶液に添加して可溶性銀対ニッケル重量比がニッケル(II)１キログラムに対し１〜１０グラムの銀となる範囲になるようにし、ニッケル金属粉末の集塊をコントロールするように機能する量の有機分散剤を添加し、ニッケル金属粉末の外形の球状化を最大にするに有効な量の球状化促進有機化合物を添加し、そして、攪拌し、随意に水素過剰圧を150 〜500kPaの範囲にして、前記溶液を150〜180℃の範囲の温度に加熱し、そして前記溶液を3.0〜4.0MPaの圧力の水素と、前記溶解ニッケル(II)含有溶液をミクロンサイズのニッケル金属粉末に還元するに十分な時間、反応させる、ミクロンサイズのニッケル金属粉末の製造方法。４．前記アンモニア性ニッケル(II)含有溶液がアンモニア性炭酸ニッケル(II)であり、ＣＯ₂の濃度が４０〜５０g/Lの範囲にある請求項３記載の方法。５．前記加熱中の前記水素過剰圧が350kPaであり、ニッケル還元中の前記水素の圧力が3.5MPaである請求項３記載の方法。６．前記分散剤が、ゼラチン、骨にかわ、ゼラチンおよび骨にかわの両方、からなるグループから選択されたものである請求項３記載の方法。７．添加分散剤の量がニッケル(II)１キログラム当たり5.0〜20.0グラムである請求項３記載の方法。８．分散剤がゼラチンである請求項７記載の方法。９．前記球状化促進剤がアントラキノン、アントラキノンの誘導体、アリザリン、およびアリザリンとアントラキノンの両方、からなるグループから選択されたものである請求項６記載の方法。１０．前記球状化促進剤がニッケル(II)１キログラム当たり1.0〜5.0グラムの量のアントラキノンである請求項６記載の方法。１１．前記金属ニッケル本質的非含有アンモニア性ニッケル(II)含有溶液が、アンモニア性炭酸ニッケル(II)であり、前記有機分散剤がニッケル(II)１キログラム当たり5.0〜20.0グラムの量とされたゼラチンであり、前記球状化促進剤がニッケル(II)１キログラム当たり1.0〜5.0グラムの量のアントラキノンであり、前記反応温度が150〜180℃にあり、加熱中の水素過剰圧が350kPaであり、そして還元中の水素圧力が3.5MPaである請求項３記載の方法。１２．銀対ニッケル重量比がニッケル１キログラム当たり銀が1.0〜2.5グラムである請求項１１記載の方法。１３．高純度でサブミクロンサイズのニッケル粉末の粒子サイズをコントロールする方法であって、40〜５０g/Lの範囲でほぼ等濃度のＮｉ、ＮＨ₃およびＣＯ₂ を含んでいる金属ニッケル本質的非含有のアンモニア性ニッケル(II)含有溶液からミクロンサイズのニッケル金属粉末を生成する方法において、前記方法が、銀化合物を前記溶液に添加して可溶性銀対ニッケル重量比がニッケル(II)１キログラムに対し実験的に予め定められた量の銀となるようにし、ニッケル金属粉末の集塊をコントロールするように機能する量の有機分散剤を添加し、ニッケル金属粉末の外形の球状化を最大にするに有効な量の球状化促進有機化合物を、攪拌しつつ、添加し、そして、随意に水素過剰圧を150〜500kPaの範囲にして、前記溶液を140〜190℃の範囲の温度に加熱し、そして前記溶液を3.0〜4.0MPaの圧力の水素と、前記溶解ニッケル(II)含有溶液を特定粒子サイズのニッケル金属粉末に還元するに十分な時間、反応させる、ミクロンサイズのニッケル金属粉末の粒子サイズ制御方法。１４．ニッケル(II)１kg当たり銀1.0〜10.0グラムを添加して粒子サイズが1.0μ m以下のニッケル金属粉末を提供する、請求項１３に記載の方法。１５．ニッケル(II)１kg当たり銀1.0〜2.5グラムを添加して粒子サイズが1.0μm 以下のニッケル金属粉末を提供する、請求項１３に記載の方法。１６．ニッケル(II)１kg当たり硝酸銀2.0〜3.5グラムを添加して粒子サイズが1. 0μm以下のニッケル金属粉末を提供する、請求項１３に記載の方法。１７．ニッケル(II)１kg当たり硝酸銀2.0〜12.0グラムを添加して粒子サイズが1 .0μm以下のニッケル金属粉末を提供する、請求項１３に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＪＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＴ，ＲＵ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ

Claims

【特許請求の範囲】１．ニッケルが約99.0〜99.5重量％、不純物が約0.001〜0.01重量％の鉄、約0.0 001〜0.005重量％のアルミニウム、0.001〜0.01重量％の硫黄、約0.3〜0.8重量％の酸素、約0.1〜0.4重量％の炭素、および約0.01〜0.2重量％の銀、の化学組成を有し、約0.5〜3.0m²/gの表面積、約1.0〜2.0g/ccの見かけ密度、約2.0〜4.0 g/ccのタップ密度、の物理的特性を有し、約0.3〜1.5μmで変化するミクロンサイズの粒子サイズとほぼ球状の粒子外形をもつ、ミクロンサイズのニッケル金属粉末。２．ニッケルが約99.0重量％、不純物が0.005重量％以下の鉄、約0.005重量％より小のアルミニウム、0.01重量％より小の硫黄、0.8重量％より小の酸素、0.3重量％より小の炭素、および0.3重量％より小の銀、の化学組成を有し、約1.0〜3. 0m²/gの表面積、約1.0〜2.0g/ccの見かけ密度、約2.0〜4.0g/ccのタップ密度、の物理的特性を有し、約0.3〜1.5μmで変化するミクロンサイズの粒子サイズとほぼ球状の粒子外形をもつ、ミクロンサイズのニッケル金属粉末。３．アンモニア性ニッケル(II)含有溶液からミクロンサイズのニッケル金属粉末を生成する方法であって、前記溶液が約40〜50g/Lの範囲でほぼ等濃度のＮｉとＮＨ₃を含んでおり、前記アンモニア性ニッケル(II)含有溶液を処理して金属ニッケル本質的非含有溶液を作成し、銀化合物を前記溶液に添加して可溶性銀対ニッケル重量比がニッケル(II)１キログラムに対し約１〜１０グラムの銀となる範囲になるようにし、ニッケル金属粉末の集塊をコントロールするように機能する量の有機分散剤を添加し、ニッケル金属粉末の外形の球状化を最大にするに有効な量の球状化促進有機化合物を添加し、そして、攪拌し、随意に水素過剰圧を15 0〜500kPaの範囲にして、前記溶液を150〜180℃の範囲の温度に加熱し、そして前記溶液を3.0〜4.0MPaの圧力の水素と、前記溶解ニッケル(II)含有溶液をミクロンサイズのニッケル金属粉末に還元するに十分な時間、反応させる、ミクロンサイズのニッケル金属粉末の製造方法。４．前記アンモニア性ニッケル(II)含有溶液がアンモニア性炭酸ニッケル(II)であり、ＣＯ₂の濃度が約４０〜５０g/Lの範囲にある請求項３記載の方法。５．前記加熱中の前記水素過剰圧が約350kPaであり、ニッケル還元中の前記水素の圧力が約3.5MPaである請求項３記載の方法。６．前記分散剤が、ゼラチン、骨にかわ、ゼラチンおよび骨にかわの両方、からなるグループから選択されたものである請求項３記載の方法。７．添加分散剤の量がニッケル(II)１キログラム当たり約5.0〜20.0グラムである請求項６記載の方法。８．分散剤がゼラチンである請求項７記載の方法。９．前記球状化促進剤がアントラキノン、アントラキノンの誘導体、アリザリン、およびアリザリンとアントラキノンの両方、からなるグループから選択されたものである請求項６記載の方法。１０．前記球状化促進剤がニッケル(II)１キログラム当たり約1.0〜5.0グラムの量のアントラキノンである請求項６記載の方法。１１．前記金属ニッケル本質的非含有アンモニア性ニッケル(II)含有溶液が、アンモニア性炭酸ニッケル(II)であり、前記有機分散剤がニッケル(II)１キログラム当たり約5.0〜20.0グラムの量とされたゼラチンであり、前記球状化促進剤がニッケル(II)１キログラム当たり約1.0〜5.0グラムの量のアントラキノンであり、前記反応温度が約140〜190℃にあり、加熱中の水素過剰圧が約350psiであり、そして還元中の水素圧力が3.5MPaである請求項３記載の方法。１２．銀対ニッケル重量比がニッケル１キログラム当たり銀が約1.0〜2.5グラムである請求項１１記載の方法。１３．高純度でサブミクロンサイズのニッケル粉末の粒子サイズをコントロールする方法であって、前記方法が、約40〜５０g/Lの範囲でほぼ等濃度のＮｉ、ＮＨ₃およびＣＯ₂を含んでいる金属ニッケル本質的非含有のアンモニア性ニッケル (II)含有溶液からミクロンサイズのニッケル金属粉末を生成する方法において、銀化合物を前記溶液に添加して可溶性銀対ニッケル重量比がニッケル(II)１キログラムに対し実験的に予め定められた量の銀となるようにし、ニッケル金属粉末の集塊をコントロールするように機能する量の有機分散剤を添加し、ニッケル金属粉末の外形の球状化を最大にするに有効な量の球状化促進有機化合物を、攪拌しつつ、添加し、そして、随意に水素過剰圧を150〜500kPaの範囲にして、前記溶液を140〜190℃の範囲の温度に加熱し、そして前記溶液を3.5〜6.0MPaの圧力の水素と、前記溶解ニッケル(II)含有溶液を特定粒子サイズのニッケル金属粉末に還元するに十分な時間、反応させる、ミクロンサイズのニッケル金属粉末の粒子サイズ制御方法。１４．ミクロンサイズのニッケル金属粉末の粒子サイズ制御方法において、ニッケル(II)１kg当たり銀1.0〜10.0グラムを添加して粒子サイズが1.0μm以下のニッケル金属粉末を提供する、請求項１３に記載の方法。１５．ミクロンサイズのニッケル金属粉末の粒子サイズ制御方法において、ニッケル(II)１kg当たり銀約1.0〜2.5グラムを添加して粒子サイズが1.0μm以下のニッケル金属粉末を提供する、請求項１３に記載の方法。１６．ミクロンサイズのニッケル金属粉末の粒子サイズ制御方法において、ニッケル(II)１kg当たり硝酸銀約2.0〜3.5グラムを添加して粒子サイズが1.0μm以下のニッケル金属粉末を提供する、請求項１３に記載の方法。１７．ミクロンサイズのニッケル金属粉末の粒子サイズ制御方法において、ニッケル(II)１kg当たり硝酸銀約2.0〜12.0グラムを添加して粒子サイズが1.0μm以下のニッケル金属粉末を提供する、請求項１３に記載の方法。