JPS6350328A

JPS6350328A - 炭酸ニツケルの製造方法

Info

Publication number: JPS6350328A
Application number: JP19358386A
Authority: JP
Inventors: Takao Hashimoto; 孝夫橋本
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-08-19
Filing date: 1986-08-19
Publication date: 1988-03-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、Ｎｉ−Ｚｎメッキ用の高純度炭酸ニッケルの
製造法に関する。

［従来の技術］Ｎｉ−Ｚｎメッキは、その優れた耐食性を利用して、自
動車用や家電用メッキ鋼板に汎用されている。

そのメッキ組成は、Ｚｎ：Ｎｉ−８７：　１３程度が好
ましいとされている。

このメッキのＮｉとしては、通常炭酸ニッケル（ＮｉＣ
Ｏ３）が用いられるが、メッキ性状を阻害させないため
には、Ｃｏ、　Ｆｅ＋　Ｃｕ＋　Ｐｂ＋　Ｃｄ等の不純
物が無いか極く少量であることが要請されている。

高純度炭酸ニッケルの従来の製造法は、一般には、第１
０図の工程に基いている。すなわち、Ｎｉマット（Ｎｉ
Ｓニア２〜７３％Ｎｉ）に対して空気、水および必要に
よりイオウを添加して加圧抽出５０し、その後濾過５１
を行い残渣を除去して粗ＮｉＳＯ４を得、これを精製５
２し不純物を除去してＮ１５Ｏａ純液を得て、その後ソ
ーダ灰Ｎａ２ＣＯｉを添加し、炭酸化反応５３を行い、
水を用いて濾過・水洗５４し、Ｎａ２ＳＯ４廃水は肥料
用原料に用いるなどし、その後ケーキ分は乾燥５５し、
炭酸ニッケルＮｉＣＯ３を得ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来法では、高温高圧の反応を必要とす
ること、イオウやソーダ灰が使い捨てとなることなどか
ら、製品炭酸ニッケルはきわめて高価となっている。

そこで、本発明の目的は、Ｎｉ−Ｚｎメッキ用とし゛て
、きわめて安価でかつ高純度の炭酸ニッケルが得られる
製造法を提供することにある。

他の目的は、製造プロセスとして合理的であり、しかも
製造設備がシンプルとなる製造法を提供することにある
。

Ｃ問題点を解決するための手段〕前記問題点を解決するための本発明は、Ｎｉ粉粒体をア
ンモニアおよび炭酸が存在する溶液でハツチ的に溶解し
ニッケルの炭酸アンモニウム錯塩（Ｎｉ（Ｎ）ｌｚ）ｂ
ｃＯｉ）を生成し、その後これを静定させ、上部の溶液
部分のみを別の容器に移しこれに金属亜鉛粉粒体を添加
しＣｏ等の不純物を析出分離し、不純物が分離された液
を熱分解してＺｎ含有炭酸ニッケルを得ることを特徴と
するものである。

〔作　用〕

本発明法では、基本的に常温、常圧法であるし、アンモ
ニアは循環使用でき、原料のＮｉ粉粒体は安価であるな
どの点で、全体として安価な装造法となる。

他方で、前述のように、本発明が対象とするメッキ用の
炭酸ニッケルでは、メッキ性状の点から、不純物の混入
を著しく嫌う。しかるに、本発明に従って、Ｚｎ粉粒体
を添加すると、Ｚｎのイオン化傾向が大であるため、た
とえば溶解したＣｏ（ＮＨ３）　６ＣＯ３がＺｎとイオ
ン交換し、Ｃｏが析出するなどの態様で、Ｃｏ、　Ｃｕ
、　Ｆｅ、　Ｐｂ、　Ｃｄ等の不純物が析出し、最終製
品で、各不純物の含有量は５　ＰＰＦＩ以下という高純
度のものが得られる。

ところで、本発明は、幸いＺｎ　　Ｎｉメッキ用のＮｉ
ＣＯ３を製造することを目的としているから、不純物分
離剤としてＺｎを添加しても一向にさしつかえない。こ
の点が、本発明者らの斬新な着想点であり、かつ本発明
の最大の特徴とするところである。

他方、Ｎｉ粉粒体を炭酸アンモニウム溶液に溶解する場
合、後述するように、Ｎｉ粉粉粒体スラリー変度高いほ
どＮｉが溶解し易いことが明らかとなった。しかもこの
場合、連続的にＮｉ溶解を行って、Ｆさくイオン交換工
程へ移送することとすると、Ｎｉ）震度が高く、かつス
ラリー濃度が高い溶液をイオン交換工程へ連続的に移送
させなければならないので、移送ラインが詰るなどのト
ラブルを生じ易い。また、Ｎｉの溶解分のみをイオン交
換工程へ移送させるには自動制御系が複雑となり、しか
も設備費も嵩む。

そこで、本発明に従って、パンチ方式とすると、Ｎｉ濃
度が高い溶液下でＮｉロスを少くしつつ、しかも次のイ
オン交換工程へ円滑な移送操作を行うことができる。

〔発明の具体例〕

以下本発明をさらに詳説する。

第１図および第２図は本発明法の概略工程図で、Ｎｌｌ
３．：＞、、；よびＣｏ２が存在する水溶液に対して、
粉末冶金や触媒用等のＸｉパウダー（ｍ元ニッケル）を
）、６加し、ＮＨ：＋溶解１を行う。この溶解には、空
気や酸素でバブリングすることによってもよいが、好ま
しくは過酸化水素を間欠的または連続的に添加すること
により行う。この溶解反応は（１）式であられされる。

Ｎｉ　＋　−０２＋　６ＮＨ，＋　Ｃｏ□→Ｎ１（ＮＨ
ｚ）ｂｃＯ３・・・（１）この反応で、元来Ｎｉパウダ
ーには、１記不純物も含まれているので、この不純物は
Ｃｏ　（ＮＨいｌ、ＣＯ３などの形で溶解する、（１１
式から明らかなように、Ｎ　ｊパウダー１モルに対して
、アンモニア６モル以上、炭酸（ＣＯ２）　１モル以上
必要となる。溶解温度は、室温〜８０　’Ｃ程度が望ま
しい。８０℃を超えると、Ｎｉ　（Ｎ１１．）　、ＣＯ
，の熱分解が生じる虞れがある。

溶解には、たとえば２０時間溶解槽１０において攪拌機
１１を用い攪拌しながら行う。溶解後は、たとえば約１
〜２時間静定し、上部の１ハツチ分を次の空のイオン交
換槽１２へ移送する。取り出した１バッチ分は、回収液
槽１３からυｆたに仕込む。必要ならば、この移送に先
立って２１８過２を行ってもよい。

いずれにしても、溶解後の粗Ｎ１（ＮＨ３）６ｃＯｚに
対して、Ｚｎパウダーを添加し、（２）弐に基いてイオ
ン交換３を行い、続いてスラリー液の濾過３Ａを行う。

Ｎ１（ＮＨ３）６ｃＯ３＋　Ｃｏ（ＮＨａ）ｉ、ｃＯｚ
　＋　　−・・・＋　Ｚｎこのイオン交換では、Ｚｎが
イオン化傾向が大きいため、各不純物が確実に析出する
。そして、スラリー液を濾過すれば、Ｎ１（ＮＨ３）６
ＣＯ３とＺｎ　（ＮＨユ）６ｃｏｚとの混合溶液が得ら
れる。

イオン交換温度は、常温〜６０°Ｃが好ましく、６０℃
を超えると、Ｚｎの溶解が優先し、イオン交換が十分に
行われない。

Ｎｉに対するＺｎの添加量は、前述のように、はぼＺｎ
：Ｎ１＝８７　：　１３の重量割合を目的としているか
ら、Ｎｉ　　１モルに対して６．１モルまで最大添加で
きるけれども、析出Ｎｉに伴うロスを考えると、０．０
５〜１．０モル、最適には０．１モル程度が好ましい。

実機上は、１〜５０　ｇ／Ｎの割合でＺｎが添加される
。

その後、かくして得たＮ１（ＮＨ＋）　６ｃＯ＋純液に
対して、８５〜１００℃、通常９３〜９４℃程度で、（
３）弐の熱分解を行う。

Ｎｉ　（ＮＨ３）　６ＣＯ３＋　Ｚｎ　（ＮＨｉ）　ｂ
ｃＯｚ　＝ＮｉＣＯｆｆ　　↓＋ＺｎＣ０ｚ↓　　　　
　　　　　、、、　（３）この熱分解反応では、棚段を
有する連続蒸留塔を用い、その下部からスチームを直接
吹込む蒸留操作によってもよいが、炭酸ニッケルは粘着
性があるので、棚段の目に詰ることがない単藤溜による
バッチ方式が好ましく、したがって−旦濾液貯槽１４に
貯えたものを仕込むのが適している。この蒸留・熱分解
工程４で蒸発したアンモニアは、ＮＨ，回収設備５で回
収し、再利用する。

得られたＺｎ含有炭酸ニッケルスラリーは、濾過・水洗
６を行い、その後脱水乾燥フし、製品とする。

ところで、上記例においては、Ｎｉパウダーを用いたが
、溶解時間を長く取れば、Ｎ　ｉ粒でもよい。

この意味で、本発明では、「Ｎｉ粉粒体」としている。

Ｚｎについても同様である。Ｎｉ粉粒体としては、純度
９８％以上、最適には９９％以上のものが望まれる。

一方、Ｎｉの溶解性は種々の条件によって左右される。

すなわち、第３図のように、溶解時間の増大に伴ってＮ
　ｉ　ＱＭ度が増大し、ＮＨ３＝　９　ｍｏｌ／　ｅ（
１５３ｇ／Ｎ）でほぼ飽和するので、アンモニア濃度と
しては、１５０　ｇ／Ｉｔ〜２００ｇ／Ａが好ましい。

また、第４図のように、溶解温度が高いほど溶解性に優
れるが、４５度を超えてもさほど溶解性が変わらないの
で、４０〜６０°Ｃ程度が好ましい。

第５図のように、回転羽根の回転数が高いほど溶解性に
富むが、回転用モータの限界から考えて７００〜１１０
００ｒｐが望ましい。第６図のようにＮｉ粉粒体スラリ
ー濃度は高いのが好ましく、８〜１２ｍｏｌ／ｆｆが好
ましい。さらに第７図のように、Ｎ　ｉ　？Ｑ度が高い
と、Ｎｉロスが少く、Ｚｎがン容解し易い。

第８図のように、エアより過酸化水素を用いるのが望ま
しく、かつその量が多い方がよく、しがも所定面を添加
する際、Ｃのように、１時間ごと７ｍｌずつ添加し２時
間で合計１４ｍｊ！添加するのがよいことから、分注ま
たは連続添加方式が好ましい。なお、過酸化水素の添加
量は対Ｎｉモル比で０、８　ｍｏｌ　／　１以上が好ま
しい。

他方で、Ｚｎの添加量としては、ＮｉロスおよびＺｎ未
溶解分量を少くするために、第９図のように、２０〜３
５ｇ／ｌが好ましい。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第２図に示すプロセスの下でまずＮｉ？８解をハツチ的
に行った。

Ｎｉパウダーとしては、関東化学ｏ聯社製のものを用い
、ＮＪが１０２ｇ／β、ＣＯ２が４４ｇ／／存在する液
１！！に、１１６ｇ添加した。溶解後、純度９９％以上
のＺｎ粉末を３３ｇ／βの割合で添加し、室温（２５〜
３０℃）で１時間攪拌しながらイオン交換を行った。

溶解工程では、第３図のような溶解特性がみられ、約５
０時間で飽和濃度５８　ｇ／ｌとなった。

また、イオン交換後、得られたＮ１Ｃ（ｈ製品は、第１
表のように高純度のものであった。これに対して、同表
に併示したように、イオン交換を行わないものは、純度
がきわめて悪いものであった。

第　　　１　　　表〔発明の効果〕以上の通り、本発明によれば、経済的なプロセスによっ
て、高純度でかつ安価なＺｎ−Ｎｉ用炭酸ニッケルを得
ることができる。また、Ｎｉの溶解をシンプルな設備で
効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法のプロセス例示図、第２図は実験装置
の概要図、第３図〜第９図はＮｉまたはＺｎの溶解特性
図、第１０図は従来法の工程図である。第１図第４図第５図ラネ餠吟聞（Ｈ）第６図第７図Ｎｉｌ覆（ｇ＃）Ｔｉｍｅ　　（１−１ｒｌＨ２Ｏ２のバ零加ｔｓＮｉ　瑣り壓８１へ良！ｆオ彩マ
第９図Ｚｎ　？＃加量（ｇ／Ｎ＋第１０図番ｉＣＯ３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ粉粒体をアンモニアおよび炭酸が存在する溶
液でバッチ的に溶解しニッケルの炭酸アンモニウム錯塩
（Ｎｉ（ＮＨ＿３）＿６ＣＯ＿３）を生成し、その後、
これを静定させ、上部の溶液部分のみを別の容器に移し
これに金属亜鉛粉粒体を添加しＣｏ等の不純物を析出分
離し、不純物が分離された液を熱分解してＺｎ含有炭酸
ニッケルを得ることを特徴とするＮｉ・Ｚｎメッキ用高
純度炭酸ニッケルの製造法。
（２）熱分解に当り、１バッチ分ごと棚段のない単蒸溜
設備にて行う特許請求の範囲第１項記載のＮｉ・Ｚｎメ
ッキ用高純度炭酸ニッケルの製造法。