[發明專利]一種α型六水合硫酸鎳間歇結晶過程晶體生長方法

有效

• 申請號: 200710027851.5
• 申請日: 2007-05-08
• 公開（公告）號: CN101062793A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 江燕斌;楚玉寬;鄭韌;余軍文;錢宇
• 申請（專利權）人: 廣東光華化學廠有限公司;華南理工大學
• 主分類號: C01G53/10
• 分類號: C01G53/10
• 代理公司: 汕頭市高科專利事務所
• 代理人: 唐瑞玉

技術領域

本發明屬于結晶技術領域，特別涉及一種α型六水合硫酸鎳間歇結晶過程晶體生長的方法。

背景技術

硫酸鎳廣泛用于半導體、印制電路板(PCB)、電池、化學鍍、電鍍等行業，是電鍍鎳及合金、化學鍍鎳及合金和電池的主要鎳鹽，也是金屬鎳離子的主要來源，在鍍鎘、鍍鋅時也可以用作添加劑。無機工業中用作生產鎳催化劑及其他鎳鹽如氯化鎳、氧化鎳、碳酸鎳等。還用于制造鎳鎘電池、硬化油或者油漆的催化劑、還原染料的媒染劑、金屬著色劑等。

硫酸鎳有無水物、六水物和七水物三種。低于31.5℃的結晶物為七水物，高于31.5℃的結晶物為六水物。六水硫酸鎳有兩種晶型，α型為藍色四方晶系結晶，空間群為P4₁2₁2，晶胞參數α＝0.6780(1)nm，c＝1.8285(2)nm。β型為綠色單斜結晶，晶型轉化點53.3℃，相對密度為2.07。

晶體粒徑、分布和晶型對六水硫酸鎳的品質有著極為重要的影響，而晶體晶型、粒度、質量和結晶過程單程收率很大程度上取決于所采用的結晶控制方法。合理控制晶體的生長以得到所需的晶體大小和晶型，不僅能夠提高純度和結晶過程單程收率，而且能使產品的分離、洗滌、包裝、運輸和貯藏得到不同程度的改善。

目前我國硫酸鎳生產通常采用濃縮結晶的方法，通過調節pH值和添加晶種的方法控制結晶過程，但是結晶過程中過飽和度仍然過大，且我國對硫酸鎳結晶過程變量控制相對粗放，導致產品晶型差，外觀呈粉末狀，無光澤，粒度小而且容易形成結塊；這一方面造成過濾困難，單程收率低，另一方面造成產品的純度和含量低，在國際市場上只能屬于二級產品，不能滿足客戶的不同要求。國外有文獻提到采用添加晶種或多次循環結晶的方法控制結晶過程，但得到的晶體平均粒徑在0.1mm左右。

發明內容

本發明的目的是提供一種α型六水合硫酸鎳間歇結晶過程晶體生長的方法，采用該方法能得到分布范圍較窄、粒度為1～1.5mm、晶型為四方體的α型六水合硫酸鎳晶體。

為實現以上目的，本發明的α型六水合硫酸鎳間歇結晶過程晶體生長方法，主要包括如下步驟：

(1)溶解：根據無水硫酸鎳在水中的溶解度曲線，配制55℃時的硫酸鎳飽和溶液，將該溶液置于低溫恒溫槽中加熱至65±1℃，攪拌，完全溶解后保溫30-60分鐘；

(2)冷卻結晶：將上述溶液的攪拌速度控制在50-200轉/分鐘的范圍內，在120～360分鐘內使溫度由65±1℃緩慢降至31.5±0.1℃，當溫度降至48-55℃時加入晶種，晶種的加入量為原料量的0.02％～0.6％，粒徑為0.150.35mm；加入晶種后，保證晶體在溶液中處于半懸浮狀態，采用開始時緩慢降溫，待晶體生長至一定大小，適當加快降溫速度；

(3)過濾干燥：將上述晶漿進行離心分離，并將離心分離后得到的晶體在50-55℃的溫度范圍內干燥3-4小時，即得到最終產品。

上述步驟(2)中的降溫過程分為兩個階段，第一階段從65±1℃到49-54℃，以一次函數T＝65-0.5t線性降溫，式中T為溫度，單位為℃，t為降溫時間，單位為分鐘，且0≤t≤32；第二階段從49-54℃到31.5±0.1℃，控制溶液以三次函數T=T0-(T0-31.5)×(ttf)3]]>曲線降溫，式中T為溫度，單位為℃；T₀為加入晶種時的溫度，49≤T₀≤54，單位為℃；t為降溫時間，單位為分鐘；t_f為曲線降溫總時間，單位為分鐘，且0≤t≤t_f。

為了促進溶解，上述步驟(1)中的攪拌速率優選140-160轉/分鐘。

上述步驟(2)中的攪拌速率優選80-120轉/分鐘。