RU2177447C1 - Method of preparing nickel (ii) hydroxide - Google Patents
Method of preparing nickel (ii) hydroxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2177447C1 RU2177447C1 RU2001107927A RU2001107927A RU2177447C1 RU 2177447 C1 RU2177447 C1 RU 2177447C1 RU 2001107927 A RU2001107927 A RU 2001107927A RU 2001107927 A RU2001107927 A RU 2001107927A RU 2177447 C1 RU2177447 C1 RU 2177447C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxide
- nickel
- stage
- washing
- precipitate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Область техники
Изобретение относится к области получения соединений никеля, в частности к технологии получения гидроксида никеля (II), используемого для источников тока, например, в составе активной массы положительных электродов щелочных аккумуляторов.Technical field
The invention relates to the field of producing nickel compounds, in particular to a technology for producing nickel (II) hydroxide used for current sources, for example, as part of the active mass of positive electrodes of alkaline batteries.
Предшествующий уровень техники
Известен способ получения гидроксида никеля (II), используемого для щелочных аккумуляторов (М. А. Дасоян, В. В. Новодережкин и Ф.Ф. Томашевский "Производство электрических аккумуляторов", М., "Высшая школа", 1977, стр. 260-277). Способ предусматривает приготовление исходных растворов гидроксида натрия, сульфата никеля (II) и гидроксида бария в качестве активирующей добавки и смешение их. Полученный осадок отделяется фильтрацией, затем проходит первую сушку, отмывку от сульфат-ионов, вторую сушку и размол. Недостатками способа являются его продолжительность и большие энергозатраты, связанные с необходимостью дважды высушивать получаемый продукт.State of the art
A known method for producing nickel (II) hydroxide used for alkaline batteries (M. A. Dasoyan, V. V. Novoderezhkin and F. F. Tomashevsky "Production of electric batteries", M., "Higher School", 1977, p. 260 -277). The method involves the preparation of stock solutions of sodium hydroxide, nickel (II) sulfate and barium hydroxide as an activating additive and mixing them. The precipitate obtained is separated by filtration, then passes the first drying, washing from sulfate ions, the second drying and grinding. The disadvantages of the method are its duration and high energy consumption associated with the need to dry the resulting product twice.
Известен способ получения никеля (II) гидроксида, включающий вливание раствора сульфата никеля в раствор щелочи, отфильтровку и сушку осадка, отмывку от сульфата натрия, повторную сушку, обработку щелочью при кипячении, отмывку водой и окончательную сушку (авт. свид. SU 51380, 1937 г.). Три операции сушки делают процесс очень длительным, трудо- и энергоемким. A known method of producing Nickel (II) hydroxide, including pouring a solution of Nickel sulfate in an alkali solution, filtering and drying the precipitate, washing off sodium sulfate, re-drying, treatment with alkali during boiling, washing with water and final drying (ed. SU 51380, 1937 g.). Three drying operations make the process very long, labor and energy intensive.
Известен также способ получения никеля (II) гидроксида, включающий приготовление исходных растворов, смешение их с активирующей добавкой, содержащей ионы бария. Далее следуют осаждение, отделение маточного раствора, отжим осадка, первая сушка до определенной влажности, отмывка от примесей и вторая сушка. После первой сушки в полученную пасту вводят раствор, содержащий ионы кобальта (патент RU N 2138447). Способу присущи те же недостатки, что и в предыдущем случае. В частности, каждая из двух стадий сушки длится около 24 часов. There is also known a method for producing nickel (II) hydroxide, including the preparation of stock solutions, mixing them with an activating additive containing barium ions. This is followed by precipitation, separation of the mother liquor, the extraction of the precipitate, the first drying to a certain moisture content, washing from impurities and the second drying. After the first drying, a solution containing cobalt ions is introduced into the resulting paste (patent RU N 2138447). The method has the same disadvantages as in the previous case. In particular, each of the two drying stages lasts about 24 hours.
Сущность изобретения
Предлагаемый способ позволяет заметно снизить продолжительность процесса и удешевить получение гидроксида никеля (II) с одновременным повышением его качества.SUMMARY OF THE INVENTION
The proposed method can significantly reduce the duration of the process and reduce the cost of obtaining Nickel (II) hydroxide with a simultaneous increase in its quality.
Способ получения гидроксида никеля (II) для источников тока включает приготовление исходных растворов гидроксида щелочного металла, соли никеля (II) и гидроксида бария (активирующей добавки), смешение их, осаждение и отделение маточного раствора, последующую отмывку осадка и сушку. При этом осадок перед отмывкой подвергают обработке щелочью в автоклаве (гидротермальной обработке). Обработку ведут при Т=130-200oC, поддерживая концентрацию гидроксил-ионов в жидкой фазе пульпы 0,1-0,5 г-ион/л.A method for producing nickel (II) hydroxide for current sources includes preparing initial solutions of an alkali metal hydroxide, nickel (II) salt and barium hydroxide (activating additive), mixing them, precipitating and separating the mother liquor, followed by washing and drying the precipitate. In this case, the precipitate is subjected to alkali treatment in an autoclave (hydrothermal treatment) before washing. Processing is carried out at T = 130-200 o C, maintaining the concentration of hydroxyl ions in the liquid phase of the pulp of 0.1-0.5 g-ion / L.
Отмывку осадка желательно вести в три стадии: на первой стадии водой, на второй стадии раствором гидроксида бария с концентрацией 2-6% и в количестве, обеспечивающем весовое отношение раствора к осадку (1-2):1, и на третьей стадии снова водой. It is advisable to wash the precipitate in three stages: in the first stage with water, in the second stage with a solution of barium hydroxide with a concentration of 2-6% and in an amount providing a weight ratio of solution to precipitate (1-2): 1, and in the third stage again with water.
На первой стадии отмывки происходит отделение основной массы растворимых солей, примесных металлов, на второй стадии - дополнительное извлечение в твердую фазу оставшихся в жидкой фазе в порах осадка сульфат-ионов за счет образования малорастворимого сульфата бария, на третьей стадии - доотмывка осадка от катионов бария и растворимых солей. In the first stage of washing, the bulk of soluble salts and impurity metals are separated, in the second stage, additional sulfate ions remaining in the liquid phase in the pores of the precipitate are extracted into the solid phase due to the formation of poorly soluble barium sulfate, and in the third stage, the precipitate is washed from barium cations and soluble salts.
Положительный эффект от гидротермальной обработки по предлагаемому способу связан с вызываемым в результате этой обработки изменением состава и структуры осадка и обусловленных ими свойств (удельного объема, электрохимической емкости, содержание примесных анионов, входящих в структуру осадка в форме основных сульфатов типа (3-6)Ni(OH)2•NiSO4 и основных хлоридов типа (1-3)Ni(OH)2•NiCl2, а также в форме растворимых сульфатов и хлоридов, адсорбированных осадком). Предположительно, указанное изменение происходит по следующим механизмам: упорядочения структуры осадка (перехода из рентгеноаморфного состояния в кристаллическое), собирательной рекристализации и дегидратации с выделением адсорбированных солей и воды и гидролиза основных солей с выделением структурных сульфат- и хлорид- ионов в жидкую фазу.The positive effect of hydrothermal treatment according to the proposed method is associated with a change in the composition and structure of the precipitate and the properties caused by it (specific volume, electrochemical capacity, content of impurity anions included in the structure of the precipitate in the form of basic sulfates of the type (3-6) Ni (OH) 2 • NiSO 4 and basic chlorides of the type (1-3) Ni (OH) 2 • NiCl 2 , as well as in the form of soluble sulfates and chlorides adsorbed by the precipitate). Presumably, this change occurs by the following mechanisms: ordering of the precipitate structure (transition from an X-ray amorphous to crystalline state), collective recrystallization and dehydration with the release of adsorbed salts and water and the hydrolysis of basic salts with the release of structural sulfate and chloride ions into the liquid phase.
Благодаря гидротермальной обработке и трехстадийной промывке предлагаемое изобретение позволяет уменьшить содержание водорастворимых примесей анионов SO4 2- и Cl- в гидроксиде Ni (II) и его удельный объем, а также повысить электрохимическую емкость продукта. Кроме того, получение гидроксида Ni (II), согласно изобретению, удешевляет технологический процесс за счет исключения операции сушки перед отмывкой осадка гидроксида Ni (II) от примесей.Thanks to hydrothermal treatment and a three-stage washing, the present invention allows to reduce the content of water-soluble impurities of SO 4 2- and Cl - anions in Ni (II) hydroxide and its specific volume, as well as to increase the electrochemical capacity of the product. In addition, the production of Ni (II) hydroxide, according to the invention, reduces the cost of the process by eliminating the drying operation before washing the precipitate of Ni (II) hydroxide from impurities.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Для осаждения гидроксида никеля (II) известными методами приготовили следующие растворы:
раствор гидроксида натрия с концентрацией 26,5%, удельный вес раствора 1295 кг/м3 при Т=15oC;
раствор сульфата никеля (II) с концентрацией 15,5%, удельный вес раствора 1175 кг/м3 при Т=15oC;
раствор гидроксида бария (активирующая добавка) с концентрацией 4%, удельный вес раствора 1100 кг/м3 при Т=70oC.Information confirming the possibility of carrying out the invention
To precipitate nickel (II) hydroxide by the known methods, the following solutions were prepared:
a solution of sodium hydroxide with a concentration of 26.5%, the specific gravity of the solution is 1295 kg / m 3 at T = 15 o C;
a solution of nickel sulfate (II) with a concentration of 15.5%, the specific gravity of the solution is 1175 kg / m 3 at T = 15 o C;
a solution of barium hydroxide (activating additive) with a concentration of 4%, the specific gravity of the solution is 1100 kg / m 3 at T = 70 o C.
В реактор емкостью 1,2 м3, оборудованный механической мешалкой и нагревателем, залили приготовленный раствор гидроксида натрия в объеме 150 л и нагрели до 50oC. Затем при перемешивании в течение 1 часа в реактор одновременно подавали предварительно подогретые до 50oC раствор сульфата никеля и до 75oC раствор гидроксида бария в количествах 460 л и 25 л соответственно. После сливания раствора пульпу, содержащую осадок гидроксида никеля (II), перемешивали еще в течение 30 минут и определили содержание гидроксида натрия в жидкой фазе, которое должно находиться на уровне 4-10 г/л. В указанных условиях проведения осаждения оно составило 6,2 г/л.The prepared sodium hydroxide solution in a volume of 150 l was poured into a reactor with a capacity of 1.2 m 3 equipped with a mechanical stirrer and a heater and heated to 50 ° C. Then, while stirring for 1 hour, a sulfate solution preheated to 50 ° C was simultaneously fed into the reactor nickel and up to 75 o C a solution of barium hydroxide in quantities of 460 l and 25 l, respectively. After draining the solution, the pulp containing the precipitate of nickel (II) hydroxide was stirred for another 30 minutes and the sodium hydroxide content in the liquid phase was determined, which should be at the level of 4-10 g / l. Under the indicated deposition conditions, it amounted to 6.2 g / l.
По окончании осаждения пульпу с температурой 60oC направили на фильтрующую центрифугу, на которой отделили маточный раствор от осадка. Отжатый на центрифуге осадок с влажностью 15-20% собрали в бак-репульпатор V=1 м3, куда подали водный раствор гидроксида натрия с концентрацией 0,2 г-экв/л до установления соотношения Т:Ж=1:(5-6). После перемешивания в течение 10 минут отобрали пробу пульпы и определили концентрацию гидроксил-ионов в жидкой фазе, которая в указанных условиях составила 0,18 г-ион/л. Далее пульпу из бака-репульпатора насосом подали в автоклав (V=0,385 м3), оборудованный перемешивающим и нагревательным устройствами. В автоклаве провели обработку пульпы щелочью при Т=170oC в течении 1 часа.At the end of the deposition, the pulp with a temperature of 60 o C was sent to a filtering centrifuge, in which the mother liquor was separated from the precipitate. The precipitate, squeezed out in a centrifuge with a moisture content of 15-20%, was collected in a recovery tank V = 1 m 3 , where an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 0.2 g-eq / l was applied until the ratio T: W = 1: (5-6 ) After stirring for 10 minutes, a pulp sample was taken and the concentration of hydroxyl ions in the liquid phase was determined, which under these conditions was 0.18 g-ion / L. Next, the pulp from the tank-repulpator was pumped into an autoclave (V = 0.385 m 3 ) equipped with mixing and heating devices. In the autoclave, the pulp was treated with alkali at T = 170 ° C for 1 hour.
После обработки щелочью пульпу гидроксида никеля охладили до 80-90oC и передали в расходную емкость (V=1 м3) перед разделением твердой и жидкой фаз. Отделение маточного раствора от осадка провели на фильтрующей центрифуге, куда подали охлажденную до 70-80oC пульпу из расходной емкости.After treatment with alkali, the nickel hydroxide pulp was cooled to 80-90 ° C and transferred to a supply tank (V = 1 m 3 ) before separation of the solid and liquid phases. Separation of the mother liquor from the precipitate was carried out in a filtering centrifuge, where a pulp cooled to 70-80 ° C was fed from a supply tank.
Отжатый на центрифуге осадок с влажностью 15-20% отмыли от примесей путем подачи в эту же центрифугу последовательно трех промывающих растворов. На первой стадии отмывку вели очищенной водой из расчета 2 кг на 1 кг сухого осадка, на второй стадии - раствором 4%-ного гидроксида бария в количестве 1,5 кг раствора на 1 кг сухого осадка и на третьей стадии - снова очищенный водой из расчета 1,5 кг на 1 кг сухого осадка. The precipitate, squeezed in a centrifuge with a moisture content of 15-20%, was washed from impurities by feeding three washing solutions in series to the same centrifuge. In the first stage, washing was carried out with purified water at the rate of 2 kg per 1 kg of dry sludge, in the second stage with a solution of 4% barium hydroxide in an amount of 1.5 kg of solution per 1 kg of dry sludge, and in the third stage, again purified with water at the rate of 1.5 kg per 1 kg of dry sediment.
Отмытый осадок с влажностью 15-20% из центрифуги передали на вибрационную сушилку, где провели его сушку при Т=120oC до влажности менее 2%. Высушенный продукт проанализировали на показатели, регламентируемые требованиями к гидроксиду никеля (II), используемому для изготовления источников тока. По результатам физико-химического контроля полученный продукт имел следующие показатели: массовая доля суммы никеля и кобальта - 57,8%, закись никеля - отсутствует, массовая доля бария, отнесенная к массовой доле суммы никеля и кобальта - 2,1%; массовая доля суммы анионов Cl- и SO4 2- (свободных), отнесенная к массовой доле никеля и кобальта - 0,34%, аморфная фаза - отсутствует, удельный объем - 0,65 см3/г, электрохимическая емкость - 0,166 А/ч на 1 г.The washed precipitate with a moisture content of 15-20% from the centrifuge was transferred to a vibratory dryer, where it was dried at T = 120 o C to a moisture content of less than 2%. The dried product was analyzed for indicators regulated by the requirements for nickel (II) hydroxide used for the manufacture of current sources. According to the results of physical and chemical control, the obtained product had the following indicators: mass fraction of the amount of nickel and cobalt - 57.8%, nickel oxide - absent, mass fraction of barium, referred to the mass fraction of the amount of nickel and cobalt - 2.1%; mass fraction of the sum of Cl - and SO 4 2- (free) anions, referred to the mass fraction of nickel and cobalt - 0.34%, no amorphous phase, specific volume 0.65 cm 3 / g, electrochemical capacity 0.166 A / h for 1 g.
Получение гидроксида Ni (II) предлагаемым способом ускоряет и удешевляет технологический процесс, так как исключается длительная и энергоемкая операция сушки осадка перед отмывкой гидроксида Ni (II) от примесей. Кроме того, в конечном продукте уменьшается содержание водорастворимых примесей анионов SO4 2- и Cl-.The preparation of Ni (II) hydroxide by the proposed method accelerates and reduces the cost of the process, since it eliminates the long and energy-intensive operation of drying the precipitate before washing the Ni (II) hydroxide from impurities. In addition, the content of water-soluble impurities of SO 4 2- and Cl - anions is reduced in the final product.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107927A RU2177447C1 (en) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Method of preparing nickel (ii) hydroxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001107927A RU2177447C1 (en) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Method of preparing nickel (ii) hydroxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2177447C1 true RU2177447C1 (en) | 2001-12-27 |
Family
ID=20247572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001107927A RU2177447C1 (en) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Method of preparing nickel (ii) hydroxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2177447C1 (en) |
-
2001
- 2001-03-27 RU RU2001107927A patent/RU2177447C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЧАЛЫЙ В.П. Гидроокиси металлов. - Киев, Наукова думка, 1972, с.49-52. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102190786B1 (en) | Method and system for producing battery grade and high purity grade lithium hydroxide and lithium carbonate from a high-impure lithium source | |
DE112011101460B4 (en) | Two methods for extracting gallium from fly ash | |
DE112011101461B4 (en) | Two methods for extracting gallium from fly ash | |
CN104229906A (en) | Method and equipment for preparing electroplating-grade nickel sulfate from nickel-containing wastewater produced in surface treatment process | |
CN103804172B (en) | A kind of method improving organic acid production quality | |
CN106186437A (en) | A kind of process technique producing the waste water manufacturing demineralized water generation in viscose rayon | |
US4088738A (en) | Process for producing phosphoric acid using mixed acid feed and a dicalcium phosphate intermediate | |
CN102675082A (en) | Preparation method of calcium propionate by egg shell | |
JP5259375B2 (en) | Method for producing basic copper carbonate | |
RU2143997C1 (en) | Method of preparing difficultly soluble metal hydroxides | |
RU2177447C1 (en) | Method of preparing nickel (ii) hydroxide | |
CA1060181A (en) | Treating remains containing sodium choride and sodium sulphate | |
CN100532261C (en) | Process for preparing solid potassium ferrate | |
CN115305574B (en) | Method for rapidly preparing whisker by using phosphogypsum and saline | |
DE3413317A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING ZEOLITE A | |
CN109761800A (en) | The method of continuous crystallisation removing oxalic acid in glyoxalic acid production process | |
CN211920886U (en) | Device for preparing battery-grade lithium carbonate by using membrane separation technology | |
JPH0362651B2 (en) | ||
JPH0768531B2 (en) | Desalination of coal | |
JP4323668B2 (en) | Method for recovering copper from waste liquid containing copper ions | |
CN110615453B (en) | Method for directly preparing battery-grade lithium carbonate | |
DE3015415C2 (en) | Process for the semi-continuous production of zeolite A. | |
RU2208585C1 (en) | Nickel(ii) hydroxide production process | |
CN105601499B (en) | A kind of separation method of the sodium acetate solution of sulfur acid sodium | |
JP4517530B2 (en) | Method for producing aqueous potassium hydroxide solution |