RU2177447C1 - Method of preparing nickel (ii) hydroxide - Google Patents

Method of preparing nickel (ii) hydroxide Download PDF

Info

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
Application number
RU2001107927A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Ильенок
М.И. Клюшников
Original Assignee
Ильенок Андрей Алексеевич
Клюшников Михаил Иванович
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 Ильенок Андрей Алексеевич, Клюшников Михаил Иванович filed Critical Ильенок Андрей Алексеевич
Priority to RU2001107927A priority Critical patent/RU2177447C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2177447C1 publication Critical patent/RU2177447C1/en

Links

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

FIELD: technology of preparing nickel compounds, particularly, nickel II hydroxide used for current stocks. SUBSTANCE: method comprises preparing original solution of alkali metal hydroxide, nickel (II) salt and barium hydroxide, mixing thereof, precipitating nickel (II) hydroxide, separating mother liquor, treating deposit with alkali in autoclave at temperatures from 130 to 200 C, washing deposit and drying thereof. Treatment with alkali is carried out at hydroxide-ion concentration of 0.05-0.3 g-ion/l. Washing of deposit is carried out in three stages: in first stage, with water, in second stage with barium hydroxide solution with 2-6% concentration and in amount which maintains solution to deposit weight ratio at (1-2):1, and in third stage, once again with water. Method is simple, it does not involve prolonged and power consuming drying operation of deposit prior to washing operation. Content of water-soluble impurities such as SO 2- 4 Cl anions is reduced in product. EFFECT: more efficient preparation method. 3 cl

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 SO42- 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 SO42- (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 SO42- 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)

1. Способ получения гидроксида никеля (II) для источников тока, включающий приготовление исходных растворов гидроксида щелочного металла, соли никеля (II) и гидроксида бария, смешение их, осаждение гидроксида никеля (II), отделение маточного раствора, отмывку осадка и его сушку, отличающийся тем, что перед отмывкой осадок обрабатывают щелочью в автоклаве при температуре 130-200oС.1. A method of producing nickel (II) hydroxide for current sources, comprising preparing stock solutions of alkali metal hydroxide, nickel (II) salt and barium hydroxide, mixing them, precipitating nickel (II) hydroxide, separating the mother liquor, washing and drying the precipitate, characterized in that before washing the precipitate is treated with alkali in an autoclave at a temperature of 130-200 o C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку щелочью ведут при концентрации гидроксил-ионов в жидкой фазе пульпы, равной 0,05-0,3 г-ион/л. 2. The method according to claim 1, characterized in that the alkali treatment is carried out at a concentration of hydroxyl ions in the liquid phase of the pulp equal to 0.05-0.3 g-ion / L. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отмывку осадка ведут в три стадии: на первой стадии водой, на второй стадии раствором гидроксида бария с концентрацией 2-6% и в количестве, обеспечивающем массовое соотношение раствора к осадку (1-2):1, и на третьей стадии снова водой. 3. The method according to claim 1, characterized in that the washing of the precipitate is carried out 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 mass ratio of solution to precipitate (1-2 ): 1, and in the third stage again with water.
RU2001107927A 2001-03-27 2001-03-27 Method of preparing nickel (ii) hydroxide RU2177447C1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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