[發明專利]一種表面活化超細鎳粉生產方法

無效

• 申請號: 201010152320.0
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101797650A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 汪云華;趙家春;昝林寒;李博捷
• 申請（專利權）人: 昆明貴金屬研究所
• 主分類號: B22F9/26
• 分類號: B22F9/26
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明屬于金屬粉末制備領域，涉及一種液相-固相聯合氫還原生產超細鎳粉的方法，特別是其在還原時添加表面活化劑，提供一種超細鎳粉工業化生產的方法。

背景技術

超細鎳粉以其特殊的性能，主要應用于金剛石工具、硬質合金、電工合金、屏蔽材料、電池材料等行業，是粉末冶金零件中不可缺少的金屬添加劑。

超細鎳粉的制造方法長期以來為人們所關注，傳統的鎳粉生產方法主要有四類：電解法制備鎳粉，羰基法制備鎳粉，還原法制備鎳粉(包括高壓氫還原，草酸鎳或氧化鎳還原)，霧化法制備鎳粉，上述方法中以羰基法及高壓氫還原方法生產的鎳粉粒度最細，羰基法生產鎳粉的原理是在高溫高壓條件下，CO與鎳高度選擇性結合形成揮發性羰基鎳與其它成分分離，并在一定條件下分解獲得鎳粉。羰基法首先由加拿大INCO公司開發并應用于生產。高壓氫還原法的原理是用還原性氣體直接從鎳溶液中還原沉淀金屬獲得鎳粉，還原反應通常在高溫、高壓下進行。上述兩種方法因生產效率低，成本太高，嚴重影響了其應用范圍。美國專利2805149和中國專利86100739B、87101491是與本發明類似的水熱漿化氫還原方法，這三種方法的共同點是漿料的pH值為中性、弱酸性或堿性，前兩種方法均需對前驅體過濾洗滌至中性再加水調漿進行氫還原，第三種方法則不經過洗滌直接進行氫還原，三種方法條件苛刻，需要在高溫高壓條件下反應才能進行完全，這不僅增加了生產成本，而且工業實踐中較難實施。

發明內容

本發明的目的在于將高溫高壓氫還原制備超細鎳粉粉末這一技術進行優化，提供一種液-固相聯合氫還原工藝制備超細鎳粉的方法，該方法反應條件和設備要求達到工業上可以實施的范圍，工藝簡單，適用于工業化規模的生產超細鎳粉。這種工藝可明顯地提高生產效率，降低生產成本制備出粒度小于2.0微米的超細鎳粉。

本發明的工藝是：硫酸鎳沉淀-液相氫還原-液固分離-固相氫還原。先將六水合硫酸鎳溶于水中，然后和配置好的堿液進行反應，生成氫氧化鎳沉淀物，加入一定量的貴金屬三氯化釕進行前驅體表面活化，將氫氧化鎳漿料不經過過濾洗滌，直接加入壓力容器中進行液相氫還原，控制一定的溫度、壓力，待反應一定時間后液固分離，將固相在烘箱中烘干轉入氫氣還原爐中于300-500℃之間還原一定時間得到超細鎳粉。本發明的方法制備的超細鎳粉的平均粒徑小于2微米。

本發明的具體工藝步驟為：

1.制備硫酸鎳水溶液

將六水合硫酸鎳按50-100g/L的濃度溶于去離子水中，不斷攪拌使其充分溶解，制備成硫酸鎳溶液備用；

2.制備氫氧化鈉水溶液

將固體氫氧化鈉按50-100g/L的濃度溶于去離子水中，不斷攪拌使其充分溶解，制備成氫氧化鈉溶液備用；

3.貴金屬表面活化劑的制備

將三氯化釕晶體按0.5-1g/L的濃度溶于去離子水中，不斷攪拌使其充分溶解，制備成三氯化釕溶液備用；

4.貴金屬表面活化氫氧化鎳前驅體的制備

將氫氧化鈉溶液緩慢倒入硫酸鎳溶液中，不斷攪拌，控制終點pH為8-10，加入一定量三氯化釕溶液，控制三氯化釕濃度為1-50mg/L，充分攪拌，使貴金屬三氯化釕吸附在氫氧化鎳表面，對前驅體進行表面活化；

5.液相氫還原

將經過表面活化處理的前驅體轉入高壓反應釜內，控制反應溫度為65-95℃，氫氣分壓0.5-1.0MPa，反應時間30-60分鐘，液相還原率為60-80％；

6.液固分離、洗滌、烘干

將液相氫還原后的漿料進行液固分離，充分洗滌3次，在100-120℃下烘干制備得固相還原前驅體粉末；

7.用帶式氫氣還原爐還原前驅體粉末

將烘干后的前驅體粉末置于連續進出料的帶式氫還原爐中，控制還原溫度300-500℃還原20-40分鐘，即可得到純度大于99.5％，平均粒徑小于2.0微米的超細鎳粉。

本發明的優點

1.采用液固相聯合還原的方法，弱化的高溫高壓的還原條件，液相還原溫度低于100℃，氫氣分壓低于1.0MPa，液相還原率僅要求達到60-80％，工業上容易產業化實施；固相還原將液相沒有還原徹底的物料及烘干過程中氧化的鎳粉進行低溫下強化還原，保證了鎳粉的純度；

2.采用貴金屬三氯化釕替代氯化鈀作為催化劑，降低了貴金屬消耗成本；

3.所用設備易于工程化，工序短，生產成本低；

4.在生產技術上提供了一種能夠快速連續化大規模生產超細鎳粉的新技術。

具體實施方式