[發明專利]高純度硫酸鎳的制造方法

在審

• 申請號: 201280057314.4
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103946401A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 中井隆行;檜垣達也;尾崎佳智
• 申請（專利權）人: 住友金屬礦山株式會社
• 主分類號: C22B23/00
• 分類號: C22B23/00;C01G53/10;C22B3/26;C22B3/44;C22B7/00;H01M10/54
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李英

技術領域

本發明是可在為了從含有鎳的酸性溶液獲得可用作雜質少，特別是鎂、錳、鈣少的電池材料的高純度硫酸鎳的領域中利用的高純度硫酸鎳的制造方法。

背景技術

鎳作為不銹鋼或耐蝕合金的材料而廣泛使用，此外，最近也多作為在混合動力電動汽車、移動電話、電腦等中使用的鎳氫電池或鋰離子電池的材料使用。

用作這樣的材料的鎳，是采掘、冶煉作為硫化物礦或氧化物礦而存在的礦石而制造的。

例如，作為處理硫化礦石時的一個方法，將礦石裝入爐中熔融，分離作為爐渣的雜質，獲得濃縮了鎳的锍，用硫酸或鹽酸溶解該锍，從該溶解溶液分離雜質獲得鎳溶液，通過中和或結晶析出等手段，制造硫酸鎳或氧化鎳等鎳鹽類。或者，有時進行電解制取而制造鎳金屬。

另一方面，作為處理氧化礦石時的一個方法，進行例如和焦炭等還原劑共同加熱熔融，與爐渣分離，獲得作為鎳與鐵的合金的鎳鐵，將其制成為不銹鋼的原料。

但是，這樣的冶煉方法均需要大量的能量，在雜質的分離中需要高成本和大量的時間和勞力。

特別地，近年來高品質的礦石正在枯竭，礦石的確保變得困難，其結果，可獲得的礦石中的鎳品位呈降低的傾向，為了由這些低品位原料獲得鎳，變得更需要成本與時間和勞力。

因此，最近開發了將以往不用作原料的低品位的氧化礦石在高溫加壓下進行酸浸出，通過消石灰等堿中和該浸出溶液，獲得鎳鹽類或鎳金屬的方法。

該方法為可有效且以較少的能量有效利用低品位的資源的技術，但在要獲得如上所述的鎳鹽類時，也產生了在以往的冶煉方法中沒發現的新的課題。

例如，在上述的使用爐的冶煉方法中，包含于礦石中的鎂或錳等大部分被分配于爐渣中，向锍的分配變少。其結果，向鎳鹽類的混入停留在極少的量，幾乎不會成為問題。

與此相對，在使用高溫加壓浸出的冶煉方法中，鎂或錳被酸良好地浸出，其結果，向鎳鹽類的混入也增加了。另外，在高溫加壓浸出中，進行向獲得的浸出漿料中添加堿來調整pH的操作，但不能忽視在中和劑中所使用的鈣向鎳鹽類混入的影響。

特別地，在將鎳用作鋰離子電池或鎳氫電池的材料時，如果鎂、鈣和氯化物離子共存，則因為對完成為制品的電池的特性影響大，所以優選盡可能地自制造鎳鹽階段排除了混入而得到的高純度鎳鹽。

不過，為了以高純度獲得作為鎳鹽之一的硫酸鎳，也考慮了例如通過電解制取鎳等方法，獲得一次金屬，將該金屬再次溶解于硫酸中，接著將溶解而成的液體濃縮等，使硫酸鎳結晶析出的方法。但是，為了獲得金屬需要相當的電力和相應規模的設備，如果考慮能量效率或成本，并不是有利的方法。

而且，含有鎳的礦物中也多同時含有鈷。鈷也是有價值的金屬，因為不需要與鎳共存，所以進行分離而分別將其回收。

作為將硫酸溶液中的鎳和鈷分離的有效率且實用的方法，多使用溶劑提取。另外，在專利文獻1中示出了，通過將商品名PC88A(大八化學工業株式會社制)用作提取劑的溶劑提取，提取鈷，將鎳與鈷分離的實例。

將PC88A用作該提取劑時，鎂和鈣的提取行為也與鎳的行為類似。因此，在對以高濃度含有鎳的溶液進行溶液提取時，產生鎂和鈣的提取率降低等分離鎂與鈣的效率降低的問題。

另一方面，在專利文獻2中，示出了使用作為提取劑的含鎳的烷基膦酸酯或烷基次膦酸從含有作為雜質的鈣、鎂、鈷等的鎳水溶液提取分離鎳水溶液中的雜質，且制造不含鈉和氨的高純度鎳水溶液的方法。

通過專利文獻2中提出的預先以高pH值將鎳提取到有機溶劑中，使該提取了鎳的有機溶劑和含有雜質的鎳溶液接觸的方法，引起比鎳更易于提取的元素向有機相移動，有機相中的鎳向水相側移動的交換反應，可去除鎳溶液中的雜質。

另外，作為防止包含于pH調節劑中的鈉等雜質元素向鎳溶液混入而污染制品的方法也是有效的。

但是，即使在專利文獻2中提出的硫酸鎳的凈液工序中，溶液中的鎂具有與鎳相似的行為，因而去除鎂是困難的。

另外，在成為原料的含鎳物中大量地含有鐵和鋁等雜質時，通過將其中和等方法而進行分離需要大量的中和劑，而且在雜質沉淀時，鎳和鈷等有價值物質可能共同沉淀而產生損失，不容易進行有效率的操作。

由于這樣的理由，希望可效率良好地從含有較多鎂等金屬離子和氯化物離子的硫酸酸性溶液獲得鎂和氯化物的品位低、可用作電池原料的高純度的硫酸鎳的實用方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開平10-310437號公報

專利文獻2：特開平10-30135號公報

發明內容

發明所要解決的課題