[發明專利]一種不含硫鎳扣的制備方法

有效

• 申請號: 202110386632.6
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113174613B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 郭勇;李亦婧;盧曉鋒;王旭生;王帥;王磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C25C1/08
• 分類號: C25C1/08;C25C7/06
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種不含硫鎳扣的制備方法，屬于濕法冶金領域。本發明先在有含硫添加劑的一段電解液中生長基扣，再在不含硫的二段電解液中繼續生長成品鎳扣。由于一段電解液中含有光亮劑和整平劑降低電解液的內應力，使生長出的基扣內應力低，保證了鎳扣不翹起，具有光滑平整的表面；由于二段電解液中不含有含硫的添加劑，因此陰極沉積的鎳單質中則不含硫，從而稀釋鎳扣中的硫含量，同時保證鎳扣在生長過程中不翹起、不脫落并且表面光滑平整，使鎳扣容易與極板脫離，使具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種不含硫鎳扣的制備方法，屬于濕法冶金領域。

背景技術

鎳扣是一種電鍍鎳的陽極材料。由于其外觀呈扁圓的紐扣狀，具有很好的流動性，不僅在陽極鈦籃中的填充密度高，而且不會出現“塔橋”現象；陽極面積穩定、均勻，不會產生陽極“空穴”現象，對電鍍生產十分有利，同時也便于機械自動化添加；在電鍍過程中具有致鈍電流密度大、維鈍區小的特點，因此鎳扣被廣泛應用于線切割、電子、結晶器、電鑄等行業。鎳扣分為含硫鎳扣和不含硫鎳扣兩種，不含硫鎳扣對硫含量的要求為小于0.0008%，主要應用于耐腐蝕電鍍領域。在不含添加劑的硫酸鎳氯化鎳混合電解液中直接電解生產不含硫鎳扣會產生張應力，高張應力的鎳扣容易呈現層狀結構，且扣邊緣呈卷翹狀態，在生長過程中容易從極板上脫落。而有應力調整作用的添加劑多為含硫化合物，添加至電解液中會和鎳一起在陰極反應生成Ni_xS_y，造成鎳扣硫含量超標。

發明內容

為了克服目前不含硫鎳扣生產中高張應力引起的鎳扣容易呈現層狀結構，扣邊緣呈卷翹狀態，在生長過程中容易從極板上脫落的問題，提供一種不含硫鎳扣的制備方法，以抑制鎳扣在極板上的平整生長電解液張應力，同時保證鎳扣硫含量滿足要求。

本發明不含硫鎳扣的制備方法，是先在含硫應力調整劑的一段電解液中以低電流電解生長一定厚度的基扣，再在不含添加劑的二段電解液中生長成扣，即得外觀平整、光亮且易剝離，硫含量小于0.0008%的不含硫鎳扣。具體包括以下工藝步驟：

（1）將整平劑加熱溶解于去離子中，冷卻至室溫無固體析出，分別加入一類光亮劑、二類光亮劑攪拌溶解，得到基扣添加劑溶液。其中整平劑為甲基丙烯酸酯、2,6-吡啶二甲酸中的至少一種；一類光亮劑為糖精鈉、苯磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉中的至少一種；二類光亮劑為1,4-丁炔二醇、乙氧基化丙炔醇、香豆素中的至少一種。

（2）將基扣添加劑溶液加入至基礎電解液中，得到一段電解液；將一段電解液加熱至60~70℃，將鎳扣專用陰極極板及金屬鎳陽極放入電解槽內進行電解：電流密度控制在110~240A/m²，電解4~24小時后取出，得到長有基扣極板。

基礎鎳電解液中，各組分濃度為硫酸鎳80~120g/L，氯化鎳26~95g/L，硫酸鈉10~30g/L，氯化鈉10~30g/L，pH=4.5~5.0。一段電解液中，整平劑濃度為10~260mg/L，一類光亮劑濃度為30~400mg/L，二類光亮劑濃度為5~75mg/L。

（3）將長有基扣的極板放入二段電解液（基礎鎳電解液）中，電解電流密度控制在240A/m²~560A/m²，電解時間為144~240小時；鎳扣電解完成后，取出鎳扣極板振動使鎳扣脫離模板，得不含硫鎳扣成品。

上述制備的基扣（一段電解得到的鎳扣。由于一段電解時間短，電流低長出的扣很小，一段電解得到的鎳扣起到類似模板的作用，因此稱之為基扣）重量為0.17~0.57g，成品鎳扣重量為18g~30g。不含硫鎳扣晶體致密，外表光滑，外形為規則扣狀。鎳扣中硫元素的質量百分含量小于0.0008%。

采用條形陰極法檢測鎳鍍層內應力。結果顯示，在在加入一段電解液中電解得到的鎳鍍層內應力為-0.3~0.5kg/mm²，加入二段電解液中得到的鎳鍍層內應力為-0.3~0.5kg/mm²。說明二段電解液中電解鎳扣的內應力不足以使基扣發生形變。）