RU2242426C1 - Method for cladding of particulated nickel monoxide hydrate with cobalt hydroxide - Google Patents
Method for cladding of particulated nickel monoxide hydrate with cobalt hydroxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2242426C1 RU2242426C1 RU2003116547/15A RU2003116547A RU2242426C1 RU 2242426 C1 RU2242426 C1 RU 2242426C1 RU 2003116547/15 A RU2003116547/15 A RU 2003116547/15A RU 2003116547 A RU2003116547 A RU 2003116547A RU 2242426 C1 RU2242426 C1 RU 2242426C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- hydroxide
- alpha
- complexing agent
- nickel oxide
- Prior art date
Links
- MMUCNHNUAIJJRH-UHFFFAOYSA-N oxonickel hydrate Chemical compound [O].O.[Ni] MMUCNHNUAIJJRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005253 cladding Methods 0.000 title description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 45
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical group [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 14
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 2
- 235000013905 glycine and its sodium salt Nutrition 0.000 description 2
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ABEXEQSGABRUHS-UHFFFAOYSA-N 16-methylheptadecyl 16-methylheptadecanoate Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC(C)C ABEXEQSGABRUHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000764238 Isis Species 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DXTVWZXKWFKFSY-UHFFFAOYSA-N [Ni].N#[N+][O-] Chemical compound [Ni].N#[N+][O-] DXTVWZXKWFKFSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005417 image-selected in vivo spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000012739 integrated shape imaging system Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- DWAHIRJDCNGEDV-UHFFFAOYSA-N nickel(2+);dinitrate;hydrate Chemical compound O.[Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DWAHIRJDCNGEDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920002776 polycyclohexyl methacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения плакированного кобальтом гидрата закиси никеля, например сферического гидрата закиси никеля, используемого в производстве аккумуляторов для щелочных батарей.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy and can be used to obtain cobalt plated nickel oxide hydrate, for example spherical nickel oxide hydrate, used in the production of alkaline batteries.
Известен способ получения плакированного кобальтом гидрата закиси никеля согласно патенту Японии №7-320733, МПК Н 01 М 4/32, по которому гидрат закиси никеля погружается в раствор соли кобальта в смеси воды и этилового спирта и гидроокись никеля реагирует с гидроокисью натрия при перемешивании (рН 9). При этом поверхность частиц гидроокиси никеля покрывается альфа- и бета-формами гидроокиси кобальта в определенных соотношениях. Недостатком способа является применение органического растворителя, что значительно удорожает процесс.A known method of producing cobalt plated nickel oxide hydrate according to Japanese patent No. 7-320733, IPC H 01 M 4/32, in which nickel oxide hydrate is immersed in a solution of cobalt salt in a mixture of water and ethyl alcohol and nickel hydroxide reacts with sodium hydroxide with stirring ( pH 9). In this case, the surface of the particles of nickel hydroxide is covered with alpha and beta forms of cobalt hydroxide in certain proportions. The disadvantage of this method is the use of an organic solvent, which significantly increases the cost of the process.
Известен также патент, в котором описан способ плакирования частиц гидрата закиси никеля двухслойным покрытием гидроокиси кобальта (патент Японии 7-320737, МПК Н 01 М 4/32). Частицы гидроокиси никеля погружаются в кобальтсодержащий раствор, рН устанавливается на уровне 9-10 путем регулируемой подачи щелочи. При этом происходит осаждение альфа-формы гидроокиси кобальта на поверхности частиц гидроокиси никеля. Далее частицы погружают в кобальтсодержащий раствор, рН которого составляет 11-12, на поверхности частиц образуется второй слой бета-гидроокиси кобальта.A patent is also known in which a method is described for cladding nickel oxide hydrate particles with a two-layer coating of cobalt hydroxide (Japanese Patent 7-320737, IPC H 01 M 4/32). Particles of nickel hydroxide are immersed in a cobalt-containing solution, the pH is set at 9-10 by means of a controlled supply of alkali. In this case, the alpha form of cobalt hydroxide is deposited on the surface of the nickel hydroxide particles. Then the particles are immersed in a cobalt-containing solution, the pH of which is 11-12, a second layer of cobalt beta-hydroxide is formed on the surface of the particles.
Недостатком способов является недостаточная равномерность покрытия.The disadvantage of this method is the lack of uniformity of coverage.
Наиболее близким аналогом, улучшающим равномерность и однородность покрытия за счет введения комплексообразователя, является способ получения плакированного кобальтом гидрата закиси никеля, описанный в патенте США № 6040007, МПК Н 01 М 4/52.The closest analogue that improves the uniformity and uniformity of the coating by introducing a complexing agent is a method for producing cobalt plated nickel oxide hydrate described in US patent No. 6040007, IPC H 01 M 4/52.
По данному способу частицы гидрата закиси никеля вводят в раствор, содержащий ионы аммония, гидроокись щелочного металла, создавая рН реакционной смеси 8-11. Далее добавляют соль кобальта и гидроокись щелочного металла, поддерживая значения рН на заданном уровне. В этих условиях происходит формирование на поверхности гидрата закиси никеля слоя альфа-гидроокиси кобальта. Далее при добавлении дополнительного количества раствора щелочи рН доводится до значения 11-13,5, при которых из альфа-гидроокиси кобальта формируется слой бета-гидроокиси кобальта. Поскольку равномерность покрытия слоями альфа- и, далее, бета-гидроокисью кобальта определяется постоянством концентрации комплексообразователя (соли аммония) и поддержанием рН в заданных интервалах, очевидно, что получение покрытия требуемого качества затруднено необходимостью постоянного пополнения реакционной смеси ионами аммония, концентрация которых уменьшается за счет испарения аммиака в ходе процесса.In this method, particles of nickel oxide hydrate are introduced into a solution containing ammonium ions, alkali metal hydroxide, creating a pH of the reaction mixture 8-11. Next, cobalt salt and alkali metal hydroxide are added, maintaining the pH at a given level. Under these conditions, a layer of alpha-cobalt alpha-hydroxide is formed on the surface of nickel oxide hydrate. Further, when an additional amount of alkali solution is added, the pH is adjusted to a value of 11-13.5, at which a cobalt beta-hydroxide layer is formed from cobalt alpha hydroxide. Since the uniformity of the coating with alpha and, further, cobalt beta-hydroxide is determined by the constant concentration of the complexing agent (ammonium salt) and maintaining the pH at specified intervals, it is obvious that obtaining a coating of the required quality is complicated by the need to constantly replenish the reaction mixture with ammonium ions, the concentration of which decreases due to evaporation of ammonia during the process.
Недостатком способа является неравномерность осаждения плакирующего слоя гидроокиси кобальта на поверхности зерен гидрата закиси никеля, а также сложность процесса, связанная с необходимостью постоянного регулирования концентрации солей аммония и наличием системы аспирации для улавливания аммиака.The disadvantage of this method is the uneven deposition of a cladding layer of cobalt hydroxide on the surface of the grains of nickel oxide hydrate, as well as the complexity of the process associated with the need to constantly control the concentration of ammonium salts and the presence of an aspiration system for trapping ammonia.
Задачей изобретения является получение гидрата закиси никеля, плакированного гидроокисью кобальта. Техническим результатом, достигаемым в изобретении, является получение равномерно плакированного гидроокисью кобальта гидрата закиси никеля при упрощении способа.The objective of the invention is to obtain a hydrate of Nickel oxide clad with cobalt hydroxide. The technical result achieved in the invention is to obtain uniformly clad with cobalt hydroxide nickel oxide hydrate while simplifying the method.
Поставленный технический результат достигается тем, что в способе получения плакированного гидроокисью кобальта гидрата закиси никеля, включающем введение в раствор частиц гидрата закиси никеля, осаждение на поверхности гидрата закиси никеля альфа-гидроокиси и последующее формирование бета-гидроокиси кобальта путем регулирования рН при подаче щелочного реагента в раствор, содержащий соль кобальта и комплексообразователь, согласно изобретению в качестве комплексообразователя используются водорастворимые аминокислоты или их соли, имеющие константы нестойкости комплексных соединений с кобальтом в интервале 10-(6-20), вводимые в количестве, обеспечивающем их содержание 0,05-0,1 м/л, а значения рН поддерживаются равными 9-10,5 при осаждении альфа-гидроокиси кобальта и равным 11,5-12,5 при последующем формирование бета-гидроокиси кобальта.The technical result is achieved in that in a method for producing cobalt hydroxide-clad nickel oxide hydrate, comprising introducing particles of nickel oxide hydrate into a solution, depositing alpha hydroxide on the surface of nickel oxide hydrate and subsequent formation of cobalt beta-hydroxide by adjusting the pH when the alkaline reagent is fed into a solution containing a cobalt salt and a complexing agent, according to the invention, water-soluble amino acids or their salts are used as complexing agents, having the instability constants of complex compounds with cobalt in the range of 10 - (6-20) , introduced in an amount providing their content of 0.05-0.1 m / l, and pH values are maintained equal to 9-10.5 during the deposition of alpha-hydroxide cobalt and equal to 11.5-12.5 with the subsequent formation of beta-cobalt hydroxide.
Для получения плакированных кобальтом частиц гидрата закиси никеля, удовлетворяющих требованиям аккумуляторной промышленности, последние первоначально покрываются слоем альфа-гидроокиси кобальта, а затем из него формируется слой бета-гидроокиси кобальта. Последовательность формирования каждого слоя определяется величиной рН реакционной смеси. Установлено, что в присутствии аминокислот или их солей формирование слоя альфа-гидроокиси кобальта, обеспечивающее равномерность покрытия и большее сцепление с поверхностью гидроокиси никеля, происходит в более узком интервале рН, чем указано в прототипе, а именно 9-10,5. Для последующего формирования бета-гидроокиси кобальта, обладающей большей стабильностью, величину рН предпочтительно поддерживать в интервале 11,5-12,5. На формирование однородного и равномерного покрытия оказывает влияние присутствие в реакционной смеси постоянного и определенного количества комплексообразователя. При использовании в качестве комплексообразователя аммиачных солей (прототип) невозможно предотвратить изменение концентрации ионов аммиака (комплексообразователя) в растворе вследствие разложения солей и испарения аммиака и изменения величины рН реакционной смеси за пределы заданных интервалов.To obtain cobalt-clad nickel oxide hydrate particles that meet the requirements of the battery industry, the latter are initially coated with a layer of alpha cobalt hydroxide, and then a layer of beta cobalt hydroxide is formed from it. The sequence of formation of each layer is determined by the pH of the reaction mixture. It was found that in the presence of amino acids or their salts, the formation of a layer of alpha cobalt hydroxide, ensuring uniformity of coating and greater adhesion to the surface of nickel hydroxide, occurs in a narrower pH range than indicated in the prototype, namely 9-10.5. For the subsequent formation of cobalt beta-hydroxide having greater stability, it is preferable to maintain the pH in the range of 11.5-12.5. The formation of a uniform and uniform coating is influenced by the presence in the reaction mixture of a constant and a certain amount of complexing agent. When using ammonia salts as a complexing agent (prototype), it is impossible to prevent a change in the concentration of ammonia ions (complexing agent) in the solution due to decomposition of salts and evaporation of ammonia and changing the pH of the reaction mixture beyond specified intervals.
По прототипу для сохранения параметров процесса требуется непрерывная корректировка состава раствора по кислотности и содержанию аммиака. При использовании аминокислот или их солей, имеющих константы нестойкости комплексных соединений с кобальтом в интервале 10-(6-20), по предлагаемому способу указанная корректировка растворов не требуется. Постоянное содержание комплексообразователя обеспечивает равномерное осаждение α-гидроокиси кобальта на поверхности зерен гидрата закиси никеля. Опытным путем установлено, что для этого достаточна концентрация аминокислоты или ее солей в растворе 0,05-0,1 м/л. Аминокислоты или их соли, подаваемые в таких количествах, обеспечивают связывание в аминный комплекс необходимого для плакирования количества кобальта и буферирование системы при введении щелочи и кобальтового раствора. Таким образом, аминокислоты или их соли в концентрации 0,05-0,1 м/л исключают колебания кислотности, что дает возможность поддерживать величину рН за счет подачи щелочного реагента в заявленном узком интервале. Описанные в прототипе интервалы значений рН имеют широкие, взаимно пересекающиеся границы, что вызывает сложность контроля образования той или иной формы кобальта. Это обусловлено, вероятно, трудностью постоянного поддержания рН из-за испарения аммиака. Заявленные в разработанном техническом решении значения величин рН могут быть достигнуты при использовании аминокислот, практически не изменяющих свою концентрацию в ходе процесса. Таким образом, использование указанных комплексообразователей обеспечивает одновременное торможение реакции образования гидрата закиси кобальта и буферирование раствора, что определяет равномерность осаждения кобальтового покрытия на поверхности частиц гидрата закиси никеля.According to the prototype, in order to maintain the process parameters, continuous adjustment of the solution composition by acidity and ammonia content is required. When using amino acids or their salts having instability constants of complex compounds with cobalt in the range of 10 - (6-20) , according to the proposed method, the indicated adjustment of solutions is not required. The constant content of the complexing agent ensures uniform deposition of cobalt α-hydroxide on the surface of the grains of nickel oxide hydrate. It has been experimentally established that for this a concentration of amino acids or its salts in a solution of 0.05-0.1 m / l is sufficient. Amino acids or their salts, supplied in such quantities, provide binding to the amine complex of the amount of cobalt necessary for cladding and buffering the system with the introduction of alkali and cobalt solution. Thus, amino acids or their salts in a concentration of 0.05-0.1 m / l exclude fluctuations in acidity, which makes it possible to maintain the pH value by supplying an alkaline reagent in the claimed narrow range. The pH ranges described in the prototype have wide, mutually intersecting boundaries, which makes it difficult to control the formation of one form or another of cobalt. This is probably due to the difficulty of constantly maintaining pH due to the evaporation of ammonia. The pH values declared in the developed technical solution can be achieved using amino acids that practically do not change their concentration during the process. Thus, the use of these complexing agents provides simultaneous inhibition of the reaction of formation of cobalt oxide and hydrate solution buffering, which determines the uniformity of deposition of cobalt coating on the surface of the particles of nickel oxide hydrate.
Раствор кобальтовой соли для улучшения качества покрытия может дополнительно содержать ионы, по крайней мере, одного металла химического модификатора, выбранного из группы редкоземельных металлов, висмута, марганца или их смесей.A solution of cobalt salt to improve the quality of the coating may additionally contain ions of at least one metal of a chemical modifier selected from the group of rare-earth metals, bismuth, manganese, or mixtures thereof.
Использование аминокислот или их солей, имеющих константы нестойкости комплексных соединений с никелем в интервале 10-(6-20) в качестве комплексообразователей, стабилизирующих концентрацию ионов никеля при синтезе сферического гидрата закиси никеля, известно (патент России №2193014 МПК, C 01 G 53/04, патент США №5861131, МПК С 01 В 13/14). Однако в указанных патентах комплексообразователь использовался для синтеза частиц гидрата закиси никеля заданной формы, и не ставилась цель равномерности послойного покрытия исходных частиц гидроокисью кобальта. Применение комплексообразователей для синтеза сферического гидрата закиси никеля обеспечивает получение заданного количества зародышей новой фазы, что абсолютно недопустимо при плакировании гидрата закиси никеля кобальтом. Кроме того, выбор аминокислот для синтеза сферического гидрата закиси никеля определяется величиной константы нестойкости их комплексных соединений с никелем, а не с кобальтом.The use of amino acids or their salts having instability constants of complex compounds with nickel in the range of 10 - (6-20) as complexing agents stabilizing the concentration of nickel ions in the synthesis of nickel nitrous oxide spherical hydrate is known (Russian Patent No. 2193014 IPC, C 01 G 53 / 04, US Patent No. 5861131, IPC C 01 B 13/14). However, in these patents, the complexing agent was used to synthesize particles of nickel oxide hydrate of a given shape, and the goal was not to ensure uniformity of the layer-by-layer coating of the initial particles with cobalt hydroxide. The use of complexing agents for the synthesis of spherical nickel oxide hydrate provides a predetermined number of new phase nuclei, which is absolutely unacceptable when clad nickel oxide hydrate is clad with cobalt. In addition, the choice of amino acids for the synthesis of spherical nickel oxide hydrate is determined by the value of the instability constant of their complex compounds with nickel, and not with cobalt.
В предлагаемом способе комплексообразователь обеспечивает активацию поверхности исходных частиц гидроокиси никеля, торможение реакции осаждения гидроокиси кобальта и стабилизацию величины рН за счет минимизации влияния комплексообразователя на ее значение, что необходимо для получения равномерного покрытия требуемого фазового состава. Таким образом, использование аминокислот или их солей, вводимых в определенных количествах, позволяет проявить новые свойства, которые дают возможность улучшить равномерность покрытия требуемого фазового состава при одновременном упрощении процесса.In the proposed method, the complexing agent activates the surface of the starting particles of nickel hydroxide, inhibits the precipitation of cobalt hydroxide and stabilizes the pH by minimizing the influence of the complexing agent on its value, which is necessary to obtain a uniform coating of the required phase composition. Thus, the use of amino acids or their salts, introduced in certain quantities, allows you to show new properties that make it possible to improve the uniformity of coverage of the desired phase composition while simplifying the process.
Испытания по апробированию разработанного метода производства плакированного кобальтом частиц гидрата закиси никеля проводились в лабораторном масштабе. Для проведения опытов были использованы частицы сферического гидрата закиси никеля, полученные в процессе, включающем подачу в реактор водного раствора соли никеля, аминоуксусной кислоты в качестве комплексообразователя и синтез из полученного раствора гидрата закиси никеля при подаче туда щелочного реагента. Частицы гидрата имели следующие характеристики: средний размер частиц составлял 9 мкм, удельная поверхность 20 м2/г, плотность утряски 2,15 г/см3. Для формирования слоя альфа-гидроокиси кобальта частицы гидроокиси никеля загружалась в реактор с водой или водным раствором сульфата натрия. В раствор вводилось такое количество аминокислоты, чтобы обеспечить ее содержание 0,05-0,1 м/л, добавлялся раствор гидроокиси щелочного металла (натрия) с целью доведения рН 9,0-10,5. Поддержание рН в этом интервале осуществлялось за счет одновременной подачи кобальтсодержащего раствора и раствора гидроокиси щелочного металла. В качестве кобальтсодержащего раствора использовался раствор кобальтовой соли (сульфат, хлорид, нитрат и др.) с концентрацией кобальта 2 м/л. После осаждения альфа-гидроокиси кобальта вводилось дополнительное количество раствора гидроокиси щелочного металла в таком количестве, чтобы довести рН раствора до значений 11,5-12,5. Полученный твердый продукт выгружался, промывался и сушился. Для контроля равномерности кобальтового покрытия образцы порошка исследованы методами растровой электронной микроскопии (РЭМ) и рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Аппаратура - растровый электронный микроскоп CamScan-4 с системой микроанализа LINK ISIS 200 (EDS).Tests to test the developed method for the production of cobalt plated nickel oxide hydrate particles were carried out on a laboratory scale. For the experiments, we used particles of spherical nickel oxide hydrate obtained in a process that included supplying an aqueous solution of nickel salt, aminoacetic acid to the reactor as a complexing agent, and synthesizing nickel oxide hydrate from the resulting solution with the supply of an alkaline reagent. The hydrate particles had the following characteristics: the average particle size was 9 μm, the specific surface was 20 m 2 / g, and the shaking density was 2.15 g / cm 3 . To form a layer of alpha cobalt hydroxide, nickel hydroxide particles were loaded into the reactor with water or an aqueous solution of sodium sulfate. A quantity of amino acid was introduced into the solution to ensure its content of 0.05-0.1 m / l, a solution of alkali metal hydroxide (sodium) was added in order to bring the pH to 9.0-10.5. The maintenance of pH in this range was carried out by simultaneously supplying a cobalt-containing solution and an alkali metal hydroxide solution. A cobalt salt solution (sulfate, chloride, nitrate, etc.) with a cobalt concentration of 2 m / L was used as a cobalt-containing solution. After precipitation of cobalt alpha hydroxide, an additional amount of an alkali metal hydroxide solution was introduced in such an amount as to bring the pH of the solution to 11.5-12.5. The resulting solid was discharged, washed and dried. To control the uniformity of the cobalt coating, powder samples were studied by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray spectral microanalysis (PCMA). The equipment is a scanning electron microscope CamScan-4 with a LINK ISIS 200 microanalysis system (EDS).
Пример 1.Example 1
В реактор емкостью 500 мл заливался водный раствор сульфата натрия с концентрацией 50 г/л, загружался 50 г сухого гидрата закиси никеля. При перемешивании заливался водный раствор аминоуксусной кислоты до концентрации в реакционной смеси 0,08 м/л. Для корректировки кислотности использовался раствор 6 м/л гидроокиси натрия. Подачей щелочного раствора устанавливался рН 9 и, постепенно, в течение часа подавался водный раствор сульфата кобальта. Величина рН поддерживалась в интервале 8,9-9,1 постоянной подачей водного раствора гидрата окиси натрия. После этого добавлялся раствор гидрата окиси натрия до величины рН 12-12,5 и реакционная смесь выдерживалась в течение 1 часа, при этом покрывающий слой альфа-гидроокиси кобальта преобразовывался в слой бета-гидроокиси кобальта. Затем осадок отделялся, промывался и сушился при 55-60°. Анализ полученных плакированных порошков показал, что в наружном слое содержится 5% кобальта, порошок имеет плотность утряски 2,15 г/см3. Чертеж подтверждает равномерность полученного покрытия. На чертеже приведено изображение распределения кобальта на поперечном сечении частиц пробы в характеристическом рентгеновском излучении СоКα.An aqueous solution of sodium sulfate with a concentration of 50 g / l was poured into a reactor with a capacity of 500 ml, 50 g of dry nickel nitrate hydrate was loaded. With stirring, an aqueous solution of aminoacetic acid was poured to a concentration of 0.08 m / l in the reaction mixture. To adjust the acidity, a solution of 6 m / l sodium hydroxide was used. An alkaline solution was adjusted to pH 9 and, gradually, an aqueous solution of cobalt sulfate was supplied over an hour. The pH value was maintained in the range of 8.9-9.1 by a constant supply of an aqueous solution of sodium hydroxide. After this, a solution of sodium hydroxide was added to a pH of 12-12.5 and the reaction mixture was aged for 1 hour, while the coating layer of cobalt alpha hydroxide was converted to a layer of cobalt beta hydroxide. Then the precipitate was separated, washed and dried at 55-60 °. Analysis of the obtained clad powders showed that the outer layer contains 5% cobalt, the powder has a shake density of 2.15 g / cm 3 . The drawing confirms the uniformity of the resulting coating. The drawing shows an image of the distribution of cobalt in the cross section of the sample particles in the characteristic x-ray CoKα.
Пример 2.Example 2
Условия примера аналогичны примеру 1, однако в качестве комплексообразователя использовалась натриевая соль аланиновой кислоты.The conditions of the example are similar to example 1, however, the sodium salt of alaninic acid was used as a complexing agent.
Анализ полученных плакированных порошков показал, что в наружном слое содержится: 4,5% кобальта, порошок имеет плотность утряски 2,10 г/см3.Analysis of the obtained clad powders showed that the outer layer contains: 4.5% cobalt, the powder has a shake density of 2.10 g / cm 3 .
Пример 3.Example 3
Условия примера аналогичны примеру 1, за исключением того, что покрытие частиц слоем альфа-гидроокиси кобальта выполнялось при рН 10, а в качестве кобальтового раствора использовался раствор хлорида кобальта. Полученный плакированный кобальтом гидрат закиси никеля содержал в наружном слое 6,5% кобальта, порошок имел плотность утряски 2,0 г/см3.The conditions of the example are similar to example 1, except that the particles were coated with a layer of alpha cobalt hydroxide at a pH of 10, and a solution of cobalt chloride was used as a cobalt solution. The obtained cobalt-clad nickel oxide hydrate contained 6.5% cobalt in the outer layer, the powder had a shake density of 2.0 g / cm 3 .
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116547/15A RU2242426C1 (en) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | Method for cladding of particulated nickel monoxide hydrate with cobalt hydroxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116547/15A RU2242426C1 (en) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | Method for cladding of particulated nickel monoxide hydrate with cobalt hydroxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2242426C1 true RU2242426C1 (en) | 2004-12-20 |
| RU2003116547A RU2003116547A (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34388172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003116547/15A RU2242426C1 (en) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | Method for cladding of particulated nickel monoxide hydrate with cobalt hydroxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2242426C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0816293A1 (en) * | 1996-07-01 | 1998-01-07 | Seido Chemical Industry Co., Ltd. | Process for producing nickel hydroxide |
| US6040007A (en) * | 1996-06-19 | 2000-03-21 | Tanaka Chemical Corporation | Nickel hydroxide particles having an α- or β-cobalt hydroxide coating layer for use in alkali batteries and a process for producing the nickel hydroxide |
| JP2002029755A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method for producing nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery |
| RU2193014C1 (en) * | 2001-08-03 | 2002-11-20 | ОАО "Институт Гипроникель" | Process of spherical nickel hydroxide production |
-
2003
- 2003-06-03 RU RU2003116547/15A patent/RU2242426C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6040007A (en) * | 1996-06-19 | 2000-03-21 | Tanaka Chemical Corporation | Nickel hydroxide particles having an α- or β-cobalt hydroxide coating layer for use in alkali batteries and a process for producing the nickel hydroxide |
| EP0816293A1 (en) * | 1996-07-01 | 1998-01-07 | Seido Chemical Industry Co., Ltd. | Process for producing nickel hydroxide |
| JP2002029755A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method for producing nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery |
| RU2193014C1 (en) * | 2001-08-03 | 2002-11-20 | ОАО "Институт Гипроникель" | Process of spherical nickel hydroxide production |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ducamp-Sanguesa et al. | Synthesis and characterization of fine and monodisperse silver particles of uniform shape | |
| US6090858A (en) | Shape control method for nanoparticles for making better and new catalysts | |
| JP5836124B2 (en) | Ceramic powder coated with nanoparticle layer and preparation method thereof | |
| Cesiulis et al. | Increase in rate of electrodeposition and in Ni (II) concentration in the bath as a way to control grain size of amorphous/nanocrystalline Ni-W alloys | |
| WO2021084140A2 (en) | Method for producing a particulate carrier material provided with elementary silver and elementary ruthenium | |
| US4390368A (en) | Flame spray powder | |
| Zhu et al. | H2S release rate strongly affects particle size and settling performance of metal sulfides in acidic wastewater: The role of homogeneous and heterogeneous nucleation | |
| WO2004032260A2 (en) | Cathode active material based on mixed nickel hydroxide for alkaline batteries and a process for the production thereof | |
| RU2242426C1 (en) | Method for cladding of particulated nickel monoxide hydrate with cobalt hydroxide | |
| US5413617A (en) | Process for the preparation of silver powder with a controlled surface area by reduction reaction | |
| US4309458A (en) | Process of producing composite powder coated with noble metal | |
| US20010000200A1 (en) | Hardened porous ammonium nitrate | |
| US5514202A (en) | Method for producing fine silver-palladium alloy powder | |
| DE2942023A1 (en) | METHOD FOR COATING A POWDER WITH A METAL BY SUBSTITUTION | |
| JP2991700B2 (en) | Method for producing nickel fine powder | |
| KR100220627B1 (en) | Production of metallic cobalt powder | |
| Gómez et al. | Study and preparation of silver electrodeposits at negative potentials | |
| DE69213846T2 (en) | Ultrafine gold and / or silver chalcogenides and process for their preparation | |
| Xie et al. | Preparation of disperse silver particles by chemical reduction | |
| Okabe et al. | Amalgamation reaction on mercury‐plated dental alloy (Ag3Sn) | |
| Su et al. | Inorganic microcapsules mineralized at the interface of water droplets in ethanol solution and their application as drug carriers | |
| JP2002029755A (en) | Method for producing nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery | |
| EA027008B1 (en) | Preparation method and station for non-caking agent solutions | |
| Ahn et al. | Synthesis of precipitated calcium carbonate in Ca (OH) 2-CO 2-H 2 O system by the continuous drop method of Ca (OH) 2 slurry | |
| JP3353600B2 (en) | Apparatus and method for producing nickel hydroxide powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |