KR100480864B1 - 니켈미분말의제조방법 - Google Patents

니켈미분말의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량%, 및 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다중의 적어도 하나를 총 25 내지 15 중량% 함유하는 수산화나트륨 수용액을 황산니켈 수용액과 혼합하여 수산화니켈을 수득한 후, 수득한 수산화니켈을 히드라진으로 환원시켜 생성된 니켈을 회수하는 단계를 포함하는 니켈 미분말의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 니켈 미분말은 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.1 내지 0.9 ㎛이고, D90 값이 2.1 ㎛ 이하이며, 탭 밀도가 3.5 g/cc 이상이다. 본 발명에 따라 제조된 니켈 미분말은 응집도가 낮으며, 입도 분포가 좁고, 높은 탭 밀도를 가지며, 따라서 적층 세라믹 콘덴서용 내부 전극을 제조하는데 소재로 사용하기에 매우 적합하다.

Description

니켈 미분말의 제조방법{Method for preparing nickel fine powder}
본 발명은 니켈 미분말의 제조방법 및 더욱 구체적으로는 입도 분포가 치밀하고, 응집도가 낮으며, 니켈 미분말을 함유하는 페이스트의 충전성이 우수한, 주로 적층(laminated) 세라믹 콘덴서의 내부 전극용 소재로 사용하기에 적합한 니켈 미분말의 제조방법에 관한 것이다.
적층 세라믹 콘덴서는 세라믹 유전(dielectric) 물질과 내부 전극을 번갈아 적층한 후, 이들 층을 가압하에 부착시키고, 생성된 어셈블리를 소성(firing)시킴으로써 층을 서로 합체시켜 제조된 콘덴서이다. 한편, 내부 전극용 소재로 통상 사용되는 Pt 및 Pd와 같은 귀금속 대신 Ni와 같은 비금속을 사용하는 기술이 개발되어 진보되어 왔다.
또한, 이와같은 기술의 개발 및/또는 진보와 아울러 소재, 즉 니켈 분말을 제조하는 각종 방법이 제안되었다. 니켈 분말을 제조하는 대표적인 방법으로는 일본국 공개 특허 공보(이후 "J.P. KOKAI"로 언급된다) 제 Hei 8-246001 호에 기재된 수소에 의한 염화니켈 증기의 기체상 환원과 같은 건식 방법이 포함되지만, 니켈 이온을 함유하는 수용액을 특정 조건하에서 환원제로 환원시켜 니켈을 석출하는 습식 방법이 에너지 비용 등의 관점에서 볼 때 경제적인 면을 포함하여 많은 장점을 갖는다.
대표적인 습식 방법으로 J.P. KOKAI 제 Hei 7-207307 호 및 제 Hei 7-278619 호에 기재된 것을 들 수 있다. J.P. KOKAI 제 Hei 7-207307 호에는 하이드록실 이온 및 암모늄 이온을 함유하는 수용액을 수용성 니켈(II)염 수용액과 혼합하여 암모니아-니켈 복합체를 형성시킨 후, 수득한 암모니아-니켈 복합체에 환원제를 첨가하여 이 복합체를 환원시키는 단계를 포함하는 방법이 기술되어 있다. 한편, J.P. KOKAI 제 Hei 7-278619 호에는 특정 농도를 갖는 니켈 염수용액에 강 알칼리를 첨가하여 혼합물의 온도 및 pH 를 특정값으로 조절한 후, 이를 특정 온도 및 농도를 갖는 환원제로 처리하여 반응을 특정 반응시간내에 종결시키는 단계를 포함하는 방법이 기술되어 있다. 이들 특허에는 수득한 니켈 분말의 일차 입자(primary particle) 크기가 전자 특허의 경우는 0.3 내지 1.2 ㎛이고, 후자 특허의 경우는 0.4 내지 0.6 ㎛이며, 입도 분포의 폭이 종래 생성물에서 관찰된 것과 비교하여 볼 때 동일하거나 우수한 것으로 기재되어 있다.
상기 방법들에 의해 제조된 분말은 특정 범위의 입도 분포내에 드는 입자 크기를 갖지만, J.P. KOKAI 제 Hei 7-207307 호에 기술된 방법에 의해 제조된 분말은 이 명세서 4쪽 표 2에 기재된 것으로 약 2.13 내지 3.88 ㎛의 D90 값을 가지며, J.P. KOKAI 제 Hei 7-278619 호에 기술된 방법에 의해 제조된 분말은 이 명세서 3쪽 표 2에 기재된 것으로 약 2.58 내지 2.87 ㎛의 D90 값을 갖는다. 이는 명확히 상기 방법들이 저응집도, 즉 낮은 D90 값을 갖는 분말 생성물을 제조하기에는 불충분하다는 것을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 목적은 일차 입자가 약 0.1 내지 0.9 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 응집도가 낮고, 입도 분포의 폭이 좁으며, 높은 탭(tap) 밀도를 갖는, 적층 세라믹 콘덴서의 내부 전극용 소재로 사용하기에 적합한 니켈 미분말을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
일차 입자의 평균 입자 크기를 조절하는 한편 좁은 입도 분포 및 높은 탭 밀도를 갖는 니켈 분말을 제조하기 위하여, 수산화니켈 생성단계 및 환원반응단계에서 각종 공정 조건, 즉 사용용액의 농도 및 온도, 반응온도, 용액의 첨가(또는 혼합)에 필요한 시간 및 교반조건을 고려할 필요가 있다. 이러한 공정조건은 물론 우수한 니켈 분말을 수득하는데 중요한 요인이지만, 이들 공정조건을 단순히 조절하는 것만으로는 원하는 목적을 성취하는 것이 곤란하다. 이러한 사실은 또한 상기 선행기술에 기재된 니켈 분말의 특성으로 볼 때 명확하다.
본 발명의 발명자들은 상기 목적을 성취하고자 각종 연구를 수행하던중, 수산화나트륨 수용액과 황산니켈 수용액을 혼합하여 수산화니켈을 수득한 후, 수산화니켈을 환원시켜 니켈 분말을 제조하는 방법에 있어서, 최종 형성된 니켈 분말의 일차 입자의 평균 입자 크기, 응집도, 입도 분포 폭 및 탭 밀도가 수산화나트륨 수용액중의 미량 불순물 존재에 의해 크게 영향받음에 따라 미량 불순물의 농도를 조절하게 되면 일차 입자가 특정 평균 입자 크기를 갖고 응집도가 낮으며 입도 분포가 좁고 탭 밀도가 높은 니켈 미분말을 제조할 수 있고, 미량 불순물의 농도를 조절하기 위하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다와 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다중의 적어도 하나의 배합물을 사용하는 것이 편리함을 밝혀내고, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명에 따른 니켈 미분말의 제조방법은 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량%, 및 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다중의 적어도 하나 25 내지 15 중량%를 함유하는 수산화나트륨 수용액을 황산니켈 수용액과 혼합하여 수산화니켈을 수득한 후, 수득한 수산화니켈을 히드라진으로 환원시켜 생성된 니켈을 회수하는 단계를 포함한다.
본 발명은 이후 상세한 설명 및 첨부된 도면으로 더욱 명백해질 것이다.
본 발명의 방법에서는, 본 발명의 방법에 의해 일차 입자의 평균 입자 크기를 조절하는 한편 저응집도, 좁은 입도 분포 및 높은 탭 밀도를 갖는 니켈 미분말이 생성될 수 있는 원인 및 그 방법의 메카니즘을 아직 명확히 밝히지 못하였다.
그러나, 본 발명에 사용된 전술한 세 종류의 수산화나트륨 공급원은 Fe3+, Ca2+ 및 Al3+와 같은 양이온, 및 CO3 2- 및 Cl- 와 같은 음이온을 각각 상이한 농도로 함유하며, 이때 양이온은 수산화니켈 생성 반응동안 및 환원동안에 핵화에 상당한 영향을 미치는 반면, 음이온은 반응속도에 상당한 영향을 미치리라 여겨진다.
JIS K 8576에 기재되어 있고 본 발명에 사용된 수산화나트륨의 특성(명세)은 다음과 같다:
순도 96.0% 이상
클로라이드(Cl) 함량 0.005% 이하
포스페이트(PO4) 함량 0.001% 이하
실리케이트(SiO2 의 양으로서) 함량 0.01% 이하
설페이트(SO4) 함량 0.002% 이하
질소-함유 화합물(N의 양으로서) 함량 0.001% 이하
포타슘(K) 함량 0.05% 이하
마그네슘(Mg) 함량 5 ppm 이하
칼슘(Ca) 함량 0.002% 이하
아연(Zn) 함량 0.001% 이하
알루미늄(Al) 함량 0.002% 이하
납(Pb) 함량 5 ppm 이하
철(Fe) 함량 5 ppm 이하
니켈(Ni) 함량 0.001% 이하
탄산나트륨(Na2CO3) 함량 1.5% 이하
JIS K 1202에 기재되어 있고 본 발명에 사용된 제 1 번 내지 4 번 고체 가성소다의 특성을 하기 표 1에 나타내었다:
JIS K 1203에 기재되어 있고 본 발명에 사용된 제 1 번 내지 4 번 액체 가성소다의 특성을 하기 표 2에 나타내었다:
하기 표 2에는 45%의 수산화나트륨(NaOH)를 갖는 액체 가성소다의 성질이 나타나 있다:
45%의 수산화나트륨(NaOH) 함량을 갖는 것을 제외한 액체 가성소다의 성질은 상기 표에 기재된 상응하는 값에 기초하여 비례적으로 계산된 각각의 값보다 크지 않다.
이러한 이유로, 불순물로서 언급될 수 있는 이온의 농도를 조절하게 되면 결과적으로 생성된 니켈 분말의 특성도 조절될 수 있을 것으로 판단된다.
예를 들어, 경제적인 면을 고려하여 JIS K 1203에 기재되어 있는 액체 가성소다만을 수산화나트륨 공급원으로 사용하는 경우, 여기에 포함된 불순물 이온의 농도는 높고 광범하게 변하며, 반응을 수행할 때마다 상대적으로 큰 핵수가 증가하고, 핵의 양이 광범하게 변함과 동시에 반응속도 또한 광범하게 달라지며, 최종 니켈 분말을 구성하는 일차 입자의 평균 입자 크기가 다소 크고, 크기는 불균질해질 수 있다.
한편, 특성, 특히 니켈 분말의 입도 분포를 향상시키기 위하여 JIS K 8576에 기재되어 있는 수산화나트륨 또는 JIS K 1202에 기재되어 있는 고체 가성소다만을 수산화나트륨 공급원으로 사용하는 경우, 이 공급원은 낮은 불순물 함량을 갖기 때문에 더 미세한 핵이 형성되고 반응속도가 안정화될 수 있다. 따라서, 생성된 니켈 분말은 입도 분포가 좁고 평균 입자 크기가 작은 일차 입자를 함유한다. 그러나, 이러한 수산화나트륨 공급원을 사용하는 것은 경제적인 측면에서 바람직하지 않으며, 평균 입자 크기가 비교적 큰 일차 입자를 함유하는 니켈 분말을 생성할 수 없다.
본 발명자들은 상기와 같은 경향을 파악하고, 불순물 이온 효과를 낮은 수준으로 제한하는 한편, 경제적 잇점을 고려하여 수산화나트륨 공급원으로서 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다와 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다중의 적어도 하나의 배합물을 함유하는 수용액을 사용함으로써 목적하는 니켈 분말을 수득할 수 있음을 밝혀 내었다.
본 발명의 제 1 구체예로, 용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량% 및 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨 25 내지 15 중량%를 함유하는 수산화나트륨 수용액을 사용한다. 이 경우에, 생성된 니켈 분말은 평균 입자 크기가 약 0.1 내지 0.3 ㎛인 일차 입자로 구성된다.
이러한 제 1 구체예에서, JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다의 양이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 75 중량% 미만이거나, 수산화나트륨 수용액중에 존재하는 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨의 양이 25 중량%를 초과하면 생성된 수산화나트륨 수용액중의 불순물 이온 농도가 너무 낮아 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.1 ㎛이상이고 응집도가 낮은 니켈 분말을 수득하는 것이 불가능하며, 경제적으로도 불리하다. 한편, JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다의 양이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 85 중량%를 초과하거나, 수산화나트륨 수용액중에 존재하는 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨의 양이 15 중량% 미만이면 생성된 수산화나트륨 수용액중의 불순물 이온 농도가 너무 높아 반응 속도가 불안정하게 되고, 결과적으로 각종 불리한 효과가 관찰된다. 예를 들어, 생성된 니켈 분말은 입도 분포의 폭이 넓으며, 탭 밀도가 낮다.
본 발명의 제 2 구체예로, 용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량% 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다 25 내지 15 중량%를 함유하는 수산화나트륨 수용액을 사용한다. 이 경우에, 생성된 니켈 분말은 평균 입자 크기가 약 0.7 내지 0.9 ㎛인 일차 입자로 구성된다.
이러한 제 2 구체예에서, JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다의 양이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 75 중량% 미만이거나, 수산화나트륨 수용액중에 존재하는 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다의 양이 25 중량%를 초과하면 생성된 수산화나트륨 수용액중의 불순물 이온 농도가 너무 낮아 일차 입자의 평균 입자 크기가 크고 응집도가 낮은 니켈 분말을 수득하는 것이 불가능하며, 경제적으로도 불리하다. 한편, JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다의 양이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 85 중량%를 초과하거나, 수산화나트륨 수용액중에 존재하는 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다의 양이 15 중량% 미만이면 생성된 수산화나트륨 수용액중의 불순물 이온 농도가 너무 높아 생성된 니켈 분말을 구성하는 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.9 ㎛를 초과하고 반응 속도가 불안정하게 되어 각종 불리한 효과가 관찰된다. 예를 들어, 생성된 니켈 분말은 입도 분포의 폭이 넓으며, 탭 밀도가 낮다.
본 발명의 제 3 구체예로, 용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량%와 용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다를 총 25 내지 15 중량%를 함유하는 수산화나트륨 수용액을 사용한다. 이 경우에, 생성된 니켈 분말은 평균 입자 크기가 약 0.1 내지 0.9 ㎛인 일차 입자로 구성된다.
이러한 제 3 구체예에서, JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다의 양이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 75 중량% 미만이거나, 수산화나트륨 수용액중에 존재하는 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨과 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다의 총량이 25 중량%를 초과하면 생성된 수산화나트륨 수용액중의 불순물 이온 농도가 너무 낮아 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.1 ㎛ 이상이며 응집도가 낮은 니켈 분말을 수득하는 것이 불가능하며, 경제적으로도 불리하다. 한편, JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다의 양이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 85 중량%를 초과하거나, 수산화나트륨 수용액중에 존재하는 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨과 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다의 총량이 15 중량% 미만이면 생성된 수산화나트륨 수용액중의 불순물 이온 농도가 너무 높아 생성된 니켈 분말을 구성하는 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.9 ㎛를 초과하고 반응 속도가 불안정하게 되어 각종 불리한 효과가 관찰된다. 예를 들어, 생성된 니켈 분말은 입도 분포의 폭이 넓으며, 탭 밀도가 낮다.
수산화니켈 생성 단계 및 환원반응 단계의 조건은 또한 본 발명의 제조방법에 있어서 중요하다.
우선, 수산화니켈 생성 단계를 이후 상세히 설명한다. 수산화나트륨 수용액 대 황산니켈 수용액의 혼합비는 화학 당량비, 즉 수산화나트륨:황산니켈로 나타내어 바람직하게는 1.66 내지 1.84:1 및 더욱 바람직하게는 1.70 내지 1.80:1 이다. 혼합비가 1.66:1 미만(수산화나트륨의 상대적인 양이 작다)이면 수산화니켈의 형성시간이 길고, 일차 입자가 요망하는 평균 입자 크기를 갖고 입도 분포가 치밀한 니켈 분말을 수득하는 것이 어렵다. 한편, 혼합비가 1.84:1을 초과하면 비용 증가의 보상 효과를 기대할 수 없다.
수산화나트륨 수용액을 황산니켈의 수용액과 혼합하는 경우 이들 수용액은 한번에 혼합할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 젤리형 혼합물이 형성되기 쉬우며, 매우 까다로운 후처리를 필요로 한다. 이러한 이유로 인해, 수산화나트륨 수용액을 황산니켈의 수용액에 조금씩 첨가하거나 이와 반대로 수행하는 것이 바람직하다.
환원반응 단계를 이후 상세히 설명한다. 수산화니켈 대 히드라진의 혼합비는 화학 당량비, 즉 수산화니켈:히드라진으로 나타내어 바람직하게는 1:9.5 내지 10.5 및 더욱 바람직하게는 1:9.7 내지 10.3 이다. 혼합비가 1:9.5를 초과(히드라진의 상대적인 양이 작다)하면 환원반응을 방해하고, 최종 수득한 니켈 분말을 구성하는 일차 입자의 입도 분포 폭이 넓은 경향을 나타낸다. 한편, 혼합비가 1:10.5 미만이면 반응이 신속히 진행되고, 이에 상응하여 일차 입자의 평균 입자 크기가 작게 되고 비용 증가의 보상 효과를 기대할 수 없다.
온도조건에 대해, 수산화니켈 생성 단계 및 환원반응 단계는 바람직하게는 55 내지 70 ℃ 및 더욱 바람직하게는 55 내지 65 ℃에서 수행한다. 이러한 온도범위의 제한 이유는 온도가 55 ℃미만이면 각 반응의 진행과정을 방해하여 일차 입자가 요망하는 평균 입자 크기를 갖는 니켈 분말을 수득하는 것이 어렵고, 일차 입자의 입도 분포 폭이 넓어지는 경향이 있으며, 70 ℃를 초과하면 비용증가의 보상효과를 기대할 수 없기 때문이다.
상기 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법을 수행함으로써 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.1 내지 0.9 ㎛이고, 탭 밀도가 3.5 g/cc 이상인 목적하는 니켈 미분말을 수득하는 것이 가능하다. 상기 범위내에 포함되는 평균 입자 크기는 일차 입자의 평균 입자 크기에 상관없이 D90 값을 확실히 2.1 ㎛ 이하로 만든다. 이 니켈 미분말은 적층 세라믹 콘덴서의 내부 전극을 제조하기 위한 소재로 사용하는데 매우 적합하다.
본 발명은 이후 실시예에 의해 설명되지만, 본 발명이 이들 특정 실시예로 제한되지는 않는다.
실시예
실시예 1
JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다(NaOH 농도: 45 중량%)를 25 중량%의 농도가 되도록 순수한 물로 희석시켜 제조한 수용액 1728 g에 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨(108 g; NaOH 그레이드: 97%)을 용해시켜 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 농도를 갖는 수용액을 제조하였다.
상기 수산화나트륨 수용액 1 ℓ에, 황산니켈(NiSO4·6H2O; NiSO4 그레이드: 22.2 중량%)을 순수한 물에 용해시켜 제조한 1.7 몰/ℓ 수용액 2.27 ℓ 를 수용액의 온도를 60 ℃로 유지하면서 50 분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하여 수산화니켈 슬러리를 수득하였다.
생성된 수산화니켈 슬러리에 반응 시스템을 교반하고 수용액의 온도를 60 ℃로 유지하면서 20 몰/ℓ의 농도를 갖는 물-함유 히드라진 0.96 ℓ를 한꺼번에 첨가하여 니켈 미분말을 수득하였다. 생성된 니켈 미분말을 순수한 물로 충분히 세척하여 여과하고, 건조시킨 후, 통상적인 방법에 따라 분급(classification) 처리하여 니켈 미분말을 수득하였다.
실시예 2
JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다(NaOH 농도: 45 중량%)를 25 중량%의 농도가 되도록 순수한 물로 희석시켜 제조한 수용액 1728 g에 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨(NaOH 그레이드: 97%) 76 g 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다(NaOH 그레이드: 96%) 32g을 용해시켜 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 수용액을 제조하고 생성된 수산화나트륨 수용액 1 ℓ를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에 사용된 동일한 방법을 반복하여 니켈 미분말을 수득하였다.
실시예 3
JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다(NaOH 농도: 45 중량%)를 25 중량%의 농도가 되도록 순수한 물로 희석시켜 제조한 수용액 1728 g에 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다(NaOH 그레이드: 96%) 108g을 용해시켜 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 수용액을 제조하여 생성된 수산화나트륨 수용액 1 ℓ를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에 사용된 동일한 방법을 반복하여 니켈 미분말을 수득하였다.
비교실시예 1
JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다(NaOH 농도: 45 중량%)를 순수한 물로 희석시켜 제조한 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 수용액 1 ℓ를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에 사용된 동일 조건하에서 동일한 방법을 반복하여 니켈 미분말을 수득하였다.
비교실시예 2
JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨(NaOH 그레이드: 97 %)를 순수한 물로 희석시켜 제조한 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 수용액 1 ℓ를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에 사용된 동일 조건하에서 동일한 방법을 반복하여 니켈 미분말을 수득하였다.
비교실시예 3
JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다(NaOH 그레이드: 96 %)를 순수한 물로 희석시켜 제조한 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 수용액 1 ℓ를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에 사용된 동일 조건하에서 동일한 방법을 반복하여 니켈 미분말을 수득하였다.
비교실시예 4
JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다(NaOH 농도: 45 중량%)를 25 중량%의 농도가 되도록 순수한 물로 희석시켜 제조한 수용액 1512 g에 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨(NaOH 그레이드: 97%) 162 g을 용해시켜 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 수용액을 제조하여 생성된 수산화나트륨 수용액 1 ℓ를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에 사용된 동일 조건하에서 동일한 방법을 반복하여 니켈 미분말을 수득하였다.
비교실시예 5
JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다(NaOH 농도: 45 중량%)를 25 중량%의 농도가 되도록 순수한 물로 희석시켜 제조한 수용액 1512 g에 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다(NaOH 그레이드: 96%) 162g을 용해시켜 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 수용액을 제조하여 생성된 수산화나트륨 수용액 1 ℓ를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에 사용된 동일 조건하에서 동일한 방법을 반복하여 니켈 미분말을 수득하였다.
비교실시예 6
JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다(NaOH 농도: 45 중량%)를 25 중량%의 농도가 되도록 순수한 물로 희석시켜 제조한 수용액 1944 g에 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다(NaOH 그레이드: 96%) 16 g 및 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨(NaOH 그레이드: 97%) 38 g을 용해시켜 13.5 몰/ℓ의 수산화나트륨 수용액을 제조하여 생성된 수산화나트륨 수용액 1 ℓ를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에 사용된 동일 조건하에서 동일한 방법을 반복하여 니켈 미분말을 수득하였다.
니켈 미분말의 특성 조사 및 SEM 현미경 관찰
상기 실시예 1 내지 3 및 비교실시예 1 내지 6에서 제조한 니켈 미분말 샘플을 전자현미경으로 관찰(SEM)하고, 현미경 관찰에 기초하여 펠렛(Felet) 직경(일차 입자의 평균 입자 크기)을 측정하고, 마이크로트래킹(microtracking) 기술에 따라 D90 값을 측정하고, 탭 덴서(tap denser)를 사용하여 탭 밀도를 측정하였다. 측정한 값을 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 실시예 2에서 제조한 니켈 미분말의 SEM 마이크로그래프(micrograph)(8000 배율)를 도 1에 나타내었고, 비교실시예 5에서 제조한 분말의 SEM 마이크로그래프(8000 배율)를 도 2에 나타내었다.
상기 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 니켈 미분말은 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.2 내지 0.8 ㎛이고, D90 값이 2.1 ㎛ 이하이며, 탭 밀도는 3.5 g/cc 이상이다. 또한, 본 발명의 니켈 미분말은 도 1 및 2에 나타낸 SEM 마이크로그래프로 부터 알 수 있는 바와 같이 저응집도 및 좁은 입도 분포를 갖는다.
한편, 비교실시예 1 내지 6에서 제조된 니켈 미분말은 D90 값이 2.1 ㎛보다 크며, 탭 밀도는 3.5 g/cc 미만이다.
상기 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 니켈 미분말은 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.1 내지 0.9 ㎛이고, D90 값이 2.1 ㎛ 이하이며, 탭 밀도는 3.5 g/cc 이상이다.
본 발명에 따라 제조된 분말은 응집도가 낮으며, 입도 분포가 좁고, 높은 탭 밀도를 가지며, 따라서 본 발명의 분말은 적층 세라믹 콘덴서용 내부 전극을 제조하는데 소재로 사용하기에 매우 적합하다.
도 1 은 실시예 2 에서 제조한 니켈 미분말의 마이크로그래프(SEM)이다.
도 2 는 비교실시예 5 에서 제조한 니켈 미분말의 마이크로그래프(SEM)이다.

Claims (7)

  1. 수용액 중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량%, 및 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다중의 적어도 하나를 총 25 내지 15 중량% 함유하는 수산화나트륨 수용액을 55 내지 70℃의 온도 범위에서 황산니켈 수용액과 혼합하여 수산화니켈을 수득한 후, 수득한 수산화니켈을 55 내지 70℃의 온도 범위에서 히드라진으로 환원시켜 생성된 니켈을 회수하는 단계를 포함하되, 상기 수산화나트륨 수용액 대 황산니켈 수용액의 혼합비는 수산화나트륨:황산니켈의 화학 당량비로 나타내어 1.66 내지 1.84:1이고, 환원단계에서 수산화니켈 대 히드라진의 혼합비는 수산화니켈:히드라진의 화학 당량비로 나타내어 1:9.5 내지 10.5인 니켈 미분말의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 수산화나트륨 수용액이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량% 및 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨 25 내지 15 중량%를 함유하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 수산화나트륨 수용액이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량% 및 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다 25 내지 15 중량%를 함유하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 수산화나트륨 수용액이 수용액중에 존재하는 수산화나트륨의 총 중량을 기준으로 하여 JIS K 1203에 기재된 액체 가성소다 75 내지 85 중량% 및 JIS K 8576에 기재된 수산화나트륨과 JIS K 1202에 기재된 고체 가성소다를 총 25 내지 15 중량% 함유하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 수산화나트륨 수용액과 황산니켈 수용액의 혼합시 한 성분을 다른 성분에 조금씩 첨가하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.1 내지 0.9 ㎛이고, D90 값이 2.1 ㎛ 이하이며, 탭 밀도가 3.5 g/cc 이상인 니켈 미분말이 제조되는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 일차 입자의 평균 입자 크기가 0.1 내지 0.9 ㎛이고, D90 값이 2.1 ㎛ 이하이며, 탭 밀도가 3.5 g/cc 이상인 니켈 미분말이 제조되는 방법.
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3635451B2 (ja) * 1998-09-11 2005-04-06 株式会社村田製作所 金属粉末およびその製造方法ならびに導電性ペースト
JP3073732B1 (ja) * 1999-04-28 2000-08-07 三井金属鉱業株式会社 ニッケル微粉末及びその製造方法
CN1248814C (zh) * 1999-08-31 2006-04-05 东邦钛株式会社 叠层陶瓷电容器用镍粉
FI106634B (fi) * 1999-11-09 2001-03-15 Outokumpu Oy Menetelmä nikkelin pelkistämiseksi
EP1151814A4 (en) * 1999-11-12 2006-11-02 Mitsui Mining & Smelting Co NICKEL POWDER AND CONDUCTIVE PASTE
JP3957444B2 (ja) * 1999-11-22 2007-08-15 三井金属鉱業株式会社 ニッケル粉、その製造方法及び電子部品電極形成用ペースト
JP3841607B2 (ja) * 2000-02-03 2006-11-01 三井金属鉱業株式会社 ニッケル粉及び導電ペースト
JP4081987B2 (ja) * 2000-05-30 2008-04-30 株式会社村田製作所 金属粉末の製造方法，金属粉末，これを用いた導電性ペーストならびにこれを用いた積層セラミック電子部品
KR100399716B1 (ko) * 2001-06-07 2003-09-29 한국과학기술연구원 니켈 미분말의 제조방법
KR100682884B1 (ko) * 2003-04-08 2007-02-15 삼성전자주식회사 니켈금속분말 및 그 제조 방법
US7727303B2 (en) * 2003-04-09 2010-06-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-magnetic nickel powders and method for preparing the same
CN1621182A (zh) * 2003-11-25 2005-06-01 三星电子株式会社 含碳的镍粒子粉末及其制造方法
CN1299862C (zh) * 2004-02-19 2007-02-14 西北师范大学 制备超微镍粉的方法及装置
KR100601961B1 (ko) * 2004-08-26 2006-07-14 삼성전기주식회사 습식 환원법에 의한 극미세 니켈 분말의 제조방법
US20060107792A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-25 Michael Collins Method for producing fine, low bulk density, metallic nickel powder
KR100845688B1 (ko) * 2004-11-24 2008-07-11 삼성전기주식회사 유기 용액을 이용한 니켈 나노 입자의 표면 처리 방법
CN1299863C (zh) * 2005-03-31 2007-02-14 上海交通大学 空心或包覆型镍合金球形粉末的制备方法
KR100790856B1 (ko) * 2005-07-15 2008-01-03 삼성전기주식회사 인산계 분산제를 포함하는 적층 세라믹 콘덴서
KR100773534B1 (ko) * 2005-07-15 2007-11-05 삼성전기주식회사 혼합 분산제, 이를 이용한 페이스트 조성물 및 분산방법
US7819939B1 (en) * 2006-08-07 2010-10-26 Ferro Corporation Synthesis of nickel nanopowders
CN100436008C (zh) * 2007-04-10 2008-11-26 北京科技大学 一种金属镍纳米线的化学制备方法
KR100907424B1 (ko) * 2007-09-12 2009-07-10 부산대학교 산학협력단 습식환원법에 의한 구형 니켈 미분말의 제조방법 및 그방법에 의하여 제조된 구형 니켈 미분말
CN101428348B (zh) * 2008-07-29 2010-09-08 张建玲 一种水热处理制备球形超细金属粉末的工艺方法
KR101259435B1 (ko) * 2010-12-16 2013-04-30 한국지질자원연구원 분산성과 수득성이 우수한 미세 니켈 분말 직접 제조 방법
CN102145388A (zh) * 2011-03-25 2011-08-10 中北大学 一种室温下合成纳米镍粉的方法
CA3109808A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Nemaska Lithium Inc. System for preparing lithium carbonate from lithium hydroxide
JP6335316B2 (ja) 2013-10-23 2018-05-30 ネマスカ リチウム インコーポレイテッド 炭酸リチウムの調製のためのプロセス
CN103722178A (zh) * 2013-12-13 2014-04-16 宁夏东方钽业股份有限公司 一种超细镍粉的制备方法
JP5828923B2 (ja) * 2014-01-30 2015-12-09 国立大学法人高知大学 ニッケル粉の製造方法
KR102153976B1 (ko) 2014-02-24 2020-09-10 네마스카 리튬 인코포레이션 리튬 함유 물질을 처리하기 위한 방법
CA2940509A1 (en) 2016-08-26 2018-02-26 Nemaska Lithium Inc. Processes for treating aqueous compositions comprising lithium sulfate and sulfuric acid
CA3083136C (en) 2017-11-22 2022-04-12 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof
EP3972937A4 (en) * 2019-05-22 2023-07-26 Nemaska Lithium Inc. PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF HYDROXIDES AND OXIDES OF DIFFERENT METALS AND THEIR DERIVATIVES

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT967833B (it) * 1972-09-25 1974-03-11 Montedison Spa Procedimento per preparare polveri di nichel submicroniche aventi for ma sferoidale
US4089676A (en) * 1976-05-24 1978-05-16 Williams Gold Refining Company Incorporated Method for producing nickel metal powder
JPS5896802A (ja) * 1981-12-04 1983-06-09 Tadaharu Ogawa 湿式還元による金属微粉末の製造方法
JP2900650B2 (ja) * 1991-08-20 1999-06-02 株式会社村田製作所 ニッケル微粉末の製造方法
CA2133906A1 (en) * 1993-10-20 1995-04-21 Kuninobu Makimoto Method for the preparation of nickel hydroxide particles
JPH07207307A (ja) * 1994-01-12 1995-08-08 Murata Mfg Co Ltd ニッケル粉末の製造方法
JPH07278619A (ja) * 1994-04-13 1995-10-24 Murata Mfg Co Ltd ニッケル粉末の製造方法
JP3197454B2 (ja) * 1995-03-10 2001-08-13 川崎製鉄株式会社 積層セラミックコンデンサー用ニッケル超微粉

Also Published As

Publication number Publication date
CA2242890A1 (en) 1999-03-11
EP0908258A2 (en) 1999-04-14
TW372897B (en) 1999-11-01
EP0908258A3 (en) 2000-02-23
US6120576A (en) 2000-09-19
KR19990029254A (ko) 1999-04-26

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