用金川氧化钴系统萃余液制备电池工业用精制硫酸镍的研究（可编辑）.docVIP

用金川氧化钴系统萃余液制备电池工业用精制硫酸镍的研究 ,, ? . , ,., , , , . , ’ 卜 . .一一 . ,‘,. : , ,, 第一章文献评述 .硫酸镍的性质 硫酸镍是一种有色重金属化工产品。无水硫酸镍是黄绿色晶体,密 度./,可在℃分解为氧化镍粉来川,放出【】。易溶于水, 水溶液呈酸性, 值约.,不溶于乙醇、乙醚:可生成一系列复盐 ,,,,,它们同价过渡金属离 子的相应复盐是类质同晶的。硫酸镍能生成由.到 .的所有水合物。七水合物是绿色斜方棱形透明结晶体,在 .℃~.℃之间从硫酸镍水溶液中结晶生成。其晶体结构是由 ’四面体筑成的,额外水分子通过氢键与硫酸 八面体和 根离子相结合】,其分子量为.,理化含镍量为.%,晶体密度 ,/。结晶温度在.~.℃时生成的青色?.., 呈正方或四方晶系,也含有【”八面体。.℃~℃时结晶 出绿色一?,呈单斜晶系】。六结晶水的硫酸镍分子量 为.,理化含镍量为.%,晶体密度./。在一般工业生 产条件下生产出的硫酸镍,实际上是七水合物与六水合物的混合晶体, 但以六水物较多,七水合物在潮湿气候影响下容易淌水。含水硫酸镍在 干燥空气中易风化而失去水分。加热到℃全部脱去结晶水,得无水 硫酸镍。 .硫酸镍的用途及要求 ..硫酸镶的一般用途及要求 硫酸镍广泛用于化工、轻工、机械、石油、电子及其它工业部门。 化学工业用于生产氧化镍、碳酸镍、镀镍试剂、硬化油催化剂和油脂加 工、医疗药品、食品工业的触媒。印染工业用来制酞菁艳蓝的络合剂。 目前国内工业硫酸镍分为两类,~类用于电镀催化刺,媒染剂及作为其 它镍盐和氧化镍粉生产原料,另~类用于碱性蓄电池等原料。对于这两 类用途,国标分别有明确的技术要求,见表.,此外还 要求外观为翠绿色颗粒状结晶。实际上,部分行业对工业硫酸镍提出了更高的要求,特别是对于某些杂质元素的要求甚为严格。从表中 可以看出一些特种行业对工业硫酸镍的要求。 表 工业硫酸镍化学成份要求 警§之 \指\心。 项目\标、\ . . . 镰%≥ . . 钴%≤ . . 铁%≤ . 铜%≤ . . 锌%≤. . 铅%≤ . . 。 . . . 水不溶物%≤ ● 硝酸盐Ⅳ。%≤ .】 .. 钙%≤. 镁【%≤ 铵沉淀物以计 一不包括%≤ 一 . 氧,%≤ 表特种行业所用硫酸镍的质量指标 化学试剂 电镀行业用 电池工 项目% 催化剂用 化学纯 一级 二级 业用 优良级 分析纯 仉“ 含量≥ 也 ” .之. .? .铁≤ 重金属≤ . .. . . . ≤ 锌≤ . . . . . . . .硝酸盐,≤ 氯化物.≤ ● 钻≤ ● 碱甜酝碱丘涨 】 . 水不溶物≤● . 镁≤ ,● 钙≤ ● 氪沉淀物≤ .. 电池工业中硫酸镍的应用 近年来,随着电子工业及新材料、新能源产业的迅猛发展,电极材 料及其制造技术的不断更新,促进了电池产业长足发展。以/电池 为例,年该系列电池在世界市场产值约亿美元,其中便携式电 池占%,工业与动力电源占%。预计在今后年内仍将占有主导 地位。/电池电极材料中正极活性物质,普通和球形 ?均采用液相沉淀法和氨催化液相沉淀法从硫酸镍溶液中制 备。将正极活性物质和负极活性物质以及一些添加剂、导电剂等混合制 备电极。根据制造工艺的不同,电极可分为袋式电极、烧结式电极、粘 结式电极、泡沫式电极、电沉积式电极、纤维式电极。其中泡沫镍电极 活性物质利用率高达%以上,容量密度高达?一,是八 十年代发展起来的新型电极。在泡沫镍基板的制造工艺中化学镀镍和电 镀镍均要求用高品质的硫酸镍作为镀液的主要成分。电沉积式电极采用 网状基底进行恒电流电沉积。电沉积可采用用硫酸盐体系,浸渍用一定 浓度的硫酸镍溶液。由此可见在商品质的硫酸镍是保证电极质量及电池 性能的关键。 对镍电极有害的元素是铁、镁、钙、硅、铜等一些杂质,它们对电 极性能的影响如下鸭 铁 铁离子的混入使电极析氧过电位明显降低, 不能被氧化。 充电电流完全用于产生热量和氧气的析出,降低充电效率。铁的氧化物 增加了电阻。如烧结电极里铁离子含量为%时就会使容量下降%左 右,因此在电池里所有与正极相接触的材料都不应含铁,电极骨架和电 池壳都应镀镍。 镁、钙、硅 镁、钙、硅的存在均能降低电极容量。当有硅存在时氧化镍电极在 开始循环时容量就明显下降。而钙的有害影响则随着充电次数增加,影 响越来越大。 铜和锰在碱性电解质中,铜、锰可以被溶解。它们的离子在正极被氧化, 迁移到负极时又被还原。这样的氧化还原反应不断循环进行,导致自放 电速度明显增加。 硝酸根离子’ 在电极制造过程中最容易带进’。这种与上述锰离子~样, 迁移于正、负极之间,在两极上不断进行氧化还原反应,引起自放电增 加,在制造电极过程中应除去一。 其它杂质 厶、一以及