[go: up one dir, main page]

WO2017073578A1 - 高密度ニッケル粉の製造方法 - Google Patents

高密度ニッケル粉の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017073578A1
WO2017073578A1 PCT/JP2016/081632 JP2016081632W WO2017073578A1 WO 2017073578 A1 WO2017073578 A1 WO 2017073578A1 JP 2016081632 W JP2016081632 W JP 2016081632W WO 2017073578 A1 WO2017073578 A1 WO 2017073578A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nickel powder
nickel
density
powder
reduction reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/081632
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀樹 大原
佳智 尾崎
伸一 平郡
高石 和幸
修 池田
智暁 米山
陽平 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to EP16859808.4A priority Critical patent/EP3369500A4/en
Priority to CN201680062378.1A priority patent/CN108349012B/zh
Priority to US15/770,523 priority patent/US10766072B2/en
Priority to CA3003246A priority patent/CA3003246C/en
Priority to AU2016344866A priority patent/AU2016344866B2/en
Publication of WO2017073578A1 publication Critical patent/WO2017073578A1/ja
Priority to PH12018500897A priority patent/PH12018500897A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • B22F9/26Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions using gaseous reductors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/15Nickel or cobalt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433Nickel- or cobalt-based alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing high-purity and high-density nickel powder by hydrogen reduction.
  • the nickel powder When the nickel powder has a diameter of several tens of ⁇ m or less, there are problems that dust is generated when dried and clogging occurs during filtration. Aside from the case where a fine size of several tens of ⁇ m or less is directly required as in an electronic material, when the obtained nickel powder is used as a raw material for re-dissolving the acid and obtaining a nickel compound salt, etc., 100 A particle size of about 160 ⁇ m and a bulk density of about 1 to 4.5 g / cm 3 is suitable for both treatment and handling, and has been desired.
  • the nickel powder produced by the above-described method has a problem that the bulk density is low even if the particle size is large, that is, the density tends to be low.
  • Such a low-density nickel powder has a problem in that impurities contained in the solution before reduction are likely to be deposited in addition to the bulky handling.
  • Non-Patent Document 1 shows a method for industrially producing nickel powder, but the method for controlling the particle size in the main text also increases the particle size by increasing the amount of nickel to be reduced. However, no method has been found for obtaining high-density nickel powder.
  • the present invention provides a method for producing a high-density nickel powder having a median diameter of 100 to 160 ⁇ m, in particular, by controlling the particle diameter of the nickel powder.
  • a first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is that a nickel ammine complex solution containing nickel at a concentration of 5 g / L or more and 75 g / L or less is used in an amount of 5 g or more and 200 g per liter of the complex solution.
  • the mixture is heated in a pressure vessel having a stirrer together with the following amount of seed crystals, then hydrogen gas is blown into the pressure vessel to perform a reduction reaction with hydrogen, and nickel in the nickel ammine complex solution is used as nickel powder.
  • the following A operation is repeated at least once to obtain nickel powder having a median diameter of 100 ⁇ m to 160 ⁇ m and a bulk density of 1 to 4.5 g / cm 3.
  • Niobium powder It is a manufacturing method of nickel powder.
  • the second invention of the present invention is characterized in that the A operation in the first invention is repeated four or more times, and nickel powder is obtained by performing a total of five or more reduction reactions together with the first operation. It is a manufacturing method of nickel powder.
  • FIG. 4A is a view subsequent to FIG. 4A, showing a cross section of the nickel powder obtained at each repetition number when the reduction reaction with nickel hydrogen is repeatedly performed using high-purity nickel powder with a controlled particle diameter as a seed crystal. It is a figure (after 5 times and 7 times of hydrogen reduction reactions). It is a manufacturing flow figure of the conventional nickel powder.
  • nickel having a controlled particle size is obtained by carrying out a reduction reaction with hydrogen of a nickel complex ion contained in a nickel ammine complex solution by adjusting a limited fixed mixing state and a seed crystal amount during a reduction reaction. After the first operation for obtaining powder, the following operation A is repeatedly performed.
  • nickel powder obtained by the reduction reaction is fractionated by density, low-density nickel powder is used as a seed crystal, and after making a limited and fixed mixed state, a reduction reaction with hydrogen is performed to obtain nickel powder. Is the operation to get.
  • the precipitation of nickel proceeds inside the nickel powder, and the increase in the bulk density becomes more significant than the growth of the particle diameter, thereby obtaining a high-density nickel powder.
  • the number of repetitions is at least one operation A, and the bulk density is 2 g / cm 3 or more.
  • the A operation is performed at least three times, and in order to stably obtain a bulk density higher than that, preferably A
  • the operation is performed four times or more, that is, when the first precipitation (initial operation) is included, the nickel deposition by the reduction reaction is repeated five times or more.
  • the number of repetitions of the A operation is increased to 5 times (6 times including the first) or more, the effect is small, and the increase in density reaches its peak after 4 repetitions of the A operation. Will not be obtained and will end in vain.
  • the nickel concentration in the nickel ammine complex solution is 5 g / L or more and 75 g / L or less
  • the seed crystal is 5 g or more and 200 g or less per liter of the nickel ammine complex solution having the nickel concentration.
  • a mixed state in which nickel powder as seed crystals is added is formed.
  • the smaller the stirring speed in the mixed state the larger the median diameter is generated.
  • the larger the seed crystal amount the larger the particle diameter (median diameter).
  • the particle diameter of the nickel powder produced can be controlled by controlling the amount of seed crystals and adjusting the seed crystal amount.
  • Example 1 referring to the flow chart for producing a dense high-density nickel powder with a controlled particle diameter according to the present invention shown in FIG. Investigate the influence of the mixed state and the amount of seed crystals on the control of the particle size of the nickel particles obtained by the reduction reaction, and determine the mixed state and the amount of seed crystals to obtain nickel powder with a target particle size of 100 ⁇ m to 160 ⁇ m. investigated.
  • a broken line arrow indicates “first operation”
  • a thick curve arrow indicates “A operation”.
  • the particle diameter of the nickel powder produced can be controlled by controlling the stirring power and adjusting the seed crystal amount.
  • the nickel powder according to Example 2 was produced by the following production procedure.
  • the particle diameter (median diameter) of the nickel powder recovered using the same particle size distribution measuring apparatus as in Example 1 was measured every time each reduction reaction was completed. Moreover, cross-sectional observation was implemented and the density inside particle
  • the horizontal axis represents the number of repetitions of the reduction reaction including the reduction reaction of the first operation
  • the vertical axis represents the particle size [ ⁇ m]
  • the vertical axis represents the bulk density [g / cm 3 ].
  • the particle diameter is 100 to 160 ⁇ m and the bulk density is 1 It was found that nickel powder in the range of ⁇ 4.5 g / cm 3 was obtained.
  • FIG. 3 shows that the bulk density increases without increasing the particle size as the number of repetitions of the reduction reaction is increased. That is, a high-density nickel powder is obtained.
  • the number of repetitions including the reduction reaction of the first operation increases rapidly until 4 times, but the increase in the bulk density after the 5th time is small beyond 4 times, indicating a substantially constant value. Become. That is, it is suitable to perform the reduction reaction by the reduction treatment five times by repeating the A operation four times, that is, the reduction reaction of the first operation.
  • the mechanism by which the inside becomes denser than when the outer diameter increases by repeated hydrogen reduction is not known exactly, for example, the supplied hydrogen is occluded by nickel powder, and there is no influence of contact between particles of nickel powder One of the causes is considered to be growth by reducing nickel ions in the solution in contact with the inside of the particles. From these results, it was found that the high-purity nickel powder having a controlled particle size was used as a seed crystal, and the reduction reaction was repeated, whereby the particle size was controlled within a certain range and at the same time a high-density nickel powder having a dense inside could be produced.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

ニッケル粉の粒子径を制御して、特にメディンアン径が100~160μmの高密度なニッケル粉の製造方法を提供する。 ニッケルが5g/L以上、75g/L以下の濃度で含有されるニッケルアンミン錯体溶液を、前記溶液1リットル当たり5g以上、200g以下の量の種結晶とともに攪拌機を有する加圧容器に入れて昇温し、次いで加圧容器内に水素ガスを吹き込んで水素による還元反応を施し、前記ニッケルアンミン錯体溶液中のニッケルをニッケル粉として得る初回操作後、規定されたA操作を少なくとも1回繰り返し行うことにより、メディアン径が100μm以上、160μm以下で、1~4.5g/cmの嵩密度をもつニッケル粉を得ることを特徴とするニッケル粉の製造方法。

Description

高密度ニッケル粉の製造方法
 本発明は、水素還元により高純度で高密度なニッケル粉を製造する方法に関する。
 導電性ペースト材料やニッケル水素電池等の正極活物質として使用が期待されるニッケル粉を工業的に製造する方法として、湿式プロセスを用いる方法がある。湿式プロセスにてニッケル粉を工業的に製造する方法にも種々の方法があるが、その中でニッケルを含有する溶液に還元剤を添加して溶液中のニッケルイオンを還元しニッケル粉を製造する方法がある。その中でもニッケルを錯体として有する酸性溶液に水素ガスを吹き込んで還元する方法は、工業的に安価に行うことができ、広く利用されている。
 この方法は、特許文献1に示すように、ニッケルを含んだアンミン錯体溶液を加圧容器に入れて密栓後昇温し、その中に水素ガスを吹き込むもので、水素により還元されニッケル粉が得られるものである。
 ニッケル粉は直径数十μm以下のものでは、乾燥させた際に粉塵が発生することや、濾過時に目詰まりが生じる問題がある。電子材料のように数十μm以下の微細なサイズが直接必要となる場合は別として、得たニッケル粉を再度酸溶解してニッケル化合物の塩などを得るための原料に用いる場合には、100~160μm程度の粒径で嵩密度が1~4.5g/cm程度のものが処理とハンドリングの両面で適しており望まれてきた。
 しかしながら、前述の方法で製造したニッケル粉は、粒径が大きくても嵩密度が低い、すなわち密度が低くなりやすい課題があった。
 このような低密度なニッケル粉は、それだけ嵩張りハンドリングの手間となるほかに、還元前の溶液に含有された不純物が析出しやすいという課題もある。
 このため100~160μm程度の粒径で同時により嵩密度が大きい、すなわち高密度なニッケル粉が必要とされてきた。
 しかしながら、特許文献1においては、粒子径の制御法について有機添加剤を添加するものについてしか示されておらず、この方法のみでは高密度なニッケル粉を得ることは難しく、他の手法を見出すことが課題となっていた。
 さらに非特許文献1には、ニッケル粉を工業的に生産する方法について示されているが、本文件でも粒子径の制御法については、還元するニッケル量を増加させることで粒子径を増大させるものについては示されているものの、高密度なニッケル粉を得るための方法は見いだせていなかった。
特開2015-140480号公報
POWDER METALLURGY、1958、No.1/2、P.40-52
 本発明は、ニッケル粉の粒子径を制御して、特にメディンアン径が100~160μmの高密度なニッケル粉の製造方法を提供する。
 上記の課題を解決するための本発明の第1の発明は、ニッケルが5g/L以上、75g/L以下の濃度で含有されるニッケルアンミン錯体溶液を、前記錯体溶液1リットル当たり5g以上、200g以下の量の種結晶とともに攪拌機を有する加圧容器に入れて昇温し、次いで加圧容器内に水素ガスを吹き込んで水素による還元反応を施し、前記ニッケルアンミン錯体溶液中のニッケルをニッケル粉として得る初回操作後、以下のA操作を少なくとも1回繰り返し行うことにより、メディアン径が100μm以上、160μm以下で、1~4.5g/cmの嵩密度をもつニッケル粉を得ることを特徴とするニッケル粉の製造方法である。
(A操作):得られたニッケル粉を密度で選別して密度の小さいニッケル粉を採取し、前記ニッケルが5g/L以上、75g/L以下の濃度で含有されるニッケルアンミン錯体溶液1リットルについて5g以上、200g以下の量となるように秤量した前記採取した密度の小さいニッケル粉を種結晶として前記ニッケルアンミン錯体溶液とともに攪拌機を有する加圧容器に入れて昇温し、次いで加圧容器内に水素ガスを吹き込んで水素による還元反応を施してニッケル粉を得る操作。
 本発明の第2の発明は、第1の発明おけるA操作が、4回以上繰り返して施され、初回操作と併せて合計5回以上の還元反応を施してニッケル粉を得ることを特徴とするニッケル粉の製造方法である。
 混合状態を制御することもしくは反応時に用いる種晶の量を調整することで、今まで困難であった湿式での水素還元反応におけるニッケル粉生成時の粒子径制御が可能になった。
本発明の粒子径が制御され内部の稠密した高密度ニッケル粉を作製するフロー図である。 各攪拌動力および各種晶量において水素還元反応を実施した場合の粒子径(メディアン径)を示す図である。 粒子径の制御された高純度ニッケル粉を種晶として、ニッケルの水素による還元反応を繰り返し実施した場合の還元反応回数と粒子径(メディアン径)および嵩密度の関係を示す図である。 粒子径の制御された高純度ニッケル粉を種晶として、ニッケルの水素による還元反応を繰り返し実施した場合の各繰り返し回数において得られたニッケル粉の断面を示す断面図である(水素還元反応1回後と3回後)。 図4Aに続く図で、同様に粒子径の制御された高純度ニッケル粉を種晶として、ニッケルの水素による還元反応を繰り返し実施した場合の各繰り返し回数において得られたニッケル粉の断面を示す断面図である(水素還元反応5回後と7回後)。 従来のニッケル粉の製造フロー図である。
 本発明では限定した一定の混合状態および、還元反応時の種晶量を調整してニッケルアンミン錯体溶液に含まれるニッケル錯イオンを水素による還元反応を実施することで、粒子径の制御されたニッケル粉を得る初回操作を実施後に、以下のA操作を繰り返し実施するものである。
 このA操作は、還元反応により得られたニッケル粉を密度で分別し、低密度なニッケル粉を種晶として用い、限定した一定の混合状態とした後、水素による還元反応を実施してニッケル粉を得る操作である。
 このA操作を繰り返すことでニッケル粉内部でのニッケルの析出が進み、粒径の成長よりも嵩密度の増加が顕著になり、高密度なニッケル粉を得るものである。
 その繰り返し回数は、メディアン径が100μm以上、160μm以下で、1~4.5g/cmの嵩密度をもつニッケル粉を得るには少なくともA操作を1回、また嵩密度を2g/cm以上を得るには少なくともA操作を2回以上繰り返し、さらに4g/cmを超える高嵩密度を得るにはA操作を少なくとも3回、それ以上の嵩密度を安定して得るには、望ましくはA操作を4回以上、すなわち最初の析出(初回操作)を含めると5回以上、還元反応よるニッケルの析出を繰り返す。しかし、このA操作の繰り返しを5回(最初を含め6回)以上に増やしても効果は少なく、4回のA操作の繰り返しで密度の増加は頭打ちなり、それ以上の繰返しは実用上の効果が得られず無駄に終わってしまう。
[混合状態と種晶量]
 この還元反応時には、ニッケルアンミン錯体溶液中のニッケル濃度は5g/L以上、75g/L以下の濃度とし、種晶は上記ニッケル濃度のニッケルアンミン錯体溶液1リットル当たり5g以上、200g以下の量となるように種晶とするニッケル粉を加えた混合状態を形成する。
 その混合状態の形成に際して、混合状態における撹拌速度が小さい程、メディアン径が大きな粒子が生成し、同一撹拌速度では、種晶量が多いほど粒子径(メディアン径)が増加することから、攪拌動力を制御し、種晶量を調整することで生成するニッケル粉の粒子径を制御できる。
[ニッケル粉の分別]
 次に密度による分別は、例えば水を張った円筒にニッケル粉を入れ撹拌して正立させ静置することで、高密度なニッケル粉を円筒の下端に、低密度なものを上部に集めることができ、この低密度なニッケル粉の中から必要な繰り返しに充当する量を採取すればよい。
 以下、実施例を用いて本発明を説明する。
 この実施例1では、図1に示す本発明に係る粒子径が制御され内部の稠密した高密度ニッケル粉を作製するフロー図を参照し、以下の作製手順により初回操作を行い、本発明に係る混合状態と種晶量が示す、還元反応により得られるニッケル粒子の粒子径の制御への影響を調査し、目標とする粒子径100μm以上、160μm以下のニッケル粉を得る混合状態及び種晶量を検討した。
 図1において、破線矢印は「初回操作」を示し、太曲線矢印は「A操作」を示す。
[作製手順]
(手順1)
 粒子径(メディアン径)約1μmのニッケル粉を用意し、これを5g、7.5g、15g、22.5g分取して、それぞれに硫酸ニッケル六水和物336g、硫酸アンモニウム330g、25%アンモニア水191mlに純水約440mlを加え、液量が1リットルになるよう調合した元液をそれぞれ2サンプル、合計8サンプルを用意した。
(手順2)
 上記手順1で用意した元液を、それぞれオートクレーブの内筒缶に投入し、内筒缶をオートクレーブに設置した。
(手順3)
 この手順では混合状態の影響を調べるために、ニッケル粉の添加量別に、それぞれ攪拌速度500rpmと750rpmとで撹拌した。なお、攪拌速度500rpmでの撹拌動力は3.6W/L、750rpmでの撹拌動力は11.3W/Lだった。
(手順4)
 オートクレーブ内の液温度を185℃まで上昇させた。
(手順5)
 所定の温度に維持しつつ、水素ガスを全圧で3.5MPaを維持するようにボンベから吹き込んだ。
(手順6)
 水素吹き込み開始から60分が経過した後、水素ガスの吹き込みを停止し、オートクレーブを降温した。
(手順7)
 70℃以下まで降温後、内筒缶を取り出し、液を濾過してニッケル粉を回収し回収したニッケル粉を洗浄並びに真空乾燥した。
(手順8)
 回収したニッケル粉の粒子径(メディアン径)を粒度分布測定装置を用いて測定した。
 測定結果、実施例1の撹拌速度と種晶添加量の条件で、粒径100~160μmのサイズのニッケル粉が得られることがわかった。
 なお、図2に示すように、撹拌速度が小さい程、メディアン径が大きな粒子が生成し、同一撹拌速度では、種晶量が多いほど粒子径(メディアン径)が増加することが分かった。すなわち攪拌動力を制御し、種晶量を調整することで生成するニッケル粉の粒子径を制御できることがわかった。
 実施例1と同様に、以下の作製手順で実施例2に係るニッケル粉を作製した。
[作製手順]
<初回操作>
(手順1)
 実施例1で用いたものと同じ粒径約1μmのニッケル粉を、種晶として22.5g添加し、撹拌速度500rpmとした以外は実施例1と同じ装置と方法を用いて1回目のニッケル粉を作製した。
<A操作>
(手順2)
 手順1で得たニッケル粉を密度の大小で分別し、低密度な側から91gを分取し、断面組織観察に充当するとともに、硫酸ニッケル六水和物336g、硫酸アンモニウム330g、25%アンモニア水191mlに添加し、純水約440mlを加えて液量が1リットルになるよう調合した溶液を作製した。
 なお、密度の大小はニッケル粉を純水を満たしたメスシリンダーに入れ、撹拌後静置して後に、上方から必要な量のニッケル粉を分取した。
(手順3)
 上記により作製した溶液を実施例1と同じオートクレーブに装入した。
(手順4)
 750rpmの撹拌速度で撹拌しながらオートクレーブを185℃まで上昇させ、水素ガスを2L/min(大気圧下流量)で吹き込み、全圧が3.5MPaを維持するように水素ガスの吹き込みを制御し、1回目の繰り返し(初回から2回目)の還元反応を行った。
(手順5)
 60分が経過後、水素ガスの吹き込みを停止し、オートクレーブを降温した。
(手順6)
 70℃以下まで降温し、オートクレーブ内のニッケル粉を濾過および洗浄して回収した。
(手順7)
 次に回収したニッケル粉から上記と同様に低密度な方から129gを分取し、上記の1回目の繰り返しと同じ方法(実施例2、手順2~6)で2回目の繰り返し(初回から3回目)の還元反応を行った。
(手順8)
 次に回収したニッケル粉から上記と同様に156gを分取し、上記の1回目の繰り返しと同じ方法(実施例2、手順2~6)で3回目の繰り返し(初回から4回目)の還元反応を行った。
(手順9)
 次に回収したニッケル粉から上記と同様に153gを分取し、上記の1回目の繰り返しと同じ方法(実施例2、手順2~6)で4回目の繰り返し(初回から5回目)の還元反応を行った。
(手順10)
 次に回収したニッケル粉から上記と同様に158gを分取し、上記の1回目の繰り返しと同じ方法(実施例2、手順2~6)で5回目の繰り返し(初回から6回目)の還元反応を行った。
(手順11)
 次に回収したニッケル粉から上記と同様に158gを分取し、上記の1回目の繰り返しと同じ方法(実施例2、手順2~6)で6回目の繰り返し(初回から7回目)の還元反応を行った。
 なお、それぞれの還元反応が終わる毎に、実施例1と同じ粒度分布測定装置を用いて回収したニッケル粉の粒子径(メディアン径)を測定した。また、断面観察を実施し、粒子内部の稠密具合を確認した。
 さらに、メスシリンダーにニッケル粉を入れ、3分間タップした後に公知の方法で嵩密度を測定した。
 その測定結果を図3に示す。図3は横軸に初回操作の還元反応を含めた還元反応繰り返し回数、縦軸左に粒子径[μm]、縦軸右に嵩密度[g/cm]を示す。
 図3に示されるように、還元反応の繰り返し回数を増加させても、粒子径(メディアン径)にはほとんど変化がなく、本発明の条件で100~160μmの粒径で、その嵩密度が1~4.5g/cmの範囲のニッケル粉が得られることが分かった。
 また、図3からは還元反応の繰り返し回数を増加させるに伴い、粒径の増加なしに嵩密度が増加することが分かる。つまり高密度なニッケル粉が得られている。初回操作の還元反応を含めた繰り返し回数は4回までは嵩密度が急激に増加していくが、4回を超えて5回目以降の嵩密度の増加は小さく、ほぼ一定の値を示すようになる。
 すなわち、4回のA操作の繰り返し、つまり初回操作の還元反応を入れて5回の還元処理のよる還元反応を行うことが適している。
 さらに、各繰り返し回数において得たニッケル粉を樹脂に埋め研磨して断面を電子顕微鏡で観察すると、図4Aから図4Bが示すように、粒子の内部が稠密し、その結果嵩密度が増加していることが確認された。
 繰り返して水素還元することで外径が増加するよりも内部が稠密になるメカニズムは正確にはわからないが、例えば供給された水素をニッケル粉が吸蔵し、ニッケル粉の粒子同士の接触の影響がない粒子内側で接する溶液中のニッケルイオンを還元することで成長することも一つの原因と考えられる。
 これらより、粒子径の制御された高純度ニッケル粉を種晶として、還元反応を繰り返すことで、粒子径を一定範囲に制御し同時に内部が稠密した高密度なニッケル粉を製造できることが分かった。
(従来例)
 図5に示す従来のニッケル粉の製造方法を参照し、種晶とした実施例1で用いたものと同じ粒径約1μmのニッケル粉22.5gに、硫酸ニッケル六水和物336g、硫酸アンモニウム330g、25%アンモニア水191mlに純水約440mlを加え、液量が1リットルになるよう調合した元液を用い、攪拌速度が500rpm未満となるような攪拌とした以外は、実施例1と同じ装置を用いて従来例に係るニッケル粉を作製した。
 その得られたニッケル粉の嵩密度は1g/cm未満であった。

Claims (2)

  1.  ニッケルが5g/L以上、75g/L以下の濃度で含有されるニッケルアンミン錯体溶液を、前記錯体溶液1リットル当たり5g以上、200g以下の量の種結晶とともに攪拌機を有する加圧容器に入れて昇温し、次いで加圧容器内に水素ガスを吹き込んで水素による還元反応を施し、前記ニッケルアンミン錯体溶液中のニッケルをニッケル粉として得る初回操作後、
      以下のA操作を少なくとも1回繰り返し行うことにより、メディアン径が100μm以上、160μm以下で、1~4.5g/cmの嵩密度をもつニッケル粉を得ることを特徴とするニッケル粉の製造方法。
    (A操作)
     得られたニッケル粉を密度で選別して密度の小さいニッケル粉を採取し、
      前記ニッケルが5g/L以上、75g/L以下の濃度で含有されるニッケルアンミン錯体溶液1リットルについて5g以上、200g以下の量となるように秤量した前記採取した密度の小さいニッケル粉を種結晶として前記ニッケルアンミン錯体溶液とともに攪拌機を有する加圧容器に入れて昇温し、次いで加圧容器内に水素ガスを吹き込んで水素による還元反応を施してニッケル粉を得る操作。
  2.  前記A操作が、4回以上繰り返して施され、前記初回操作と併せて合計5回以上の還元反応を施してニッケル粉を得ることを特徴とする請求項1記載のニッケル粉の製造方法。
PCT/JP2016/081632 2015-10-26 2016-10-25 高密度ニッケル粉の製造方法 Ceased WO2017073578A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16859808.4A EP3369500A4 (en) 2015-10-26 2016-10-25 METHOD FOR PRODUCING HIGH-DENSITY NICKEL POWDER
CN201680062378.1A CN108349012B (zh) 2015-10-26 2016-10-25 高密度镍粉的制造方法
US15/770,523 US10766072B2 (en) 2015-10-26 2016-10-25 Method for producing high density nickel powder
CA3003246A CA3003246C (en) 2015-10-26 2016-10-25 Method for producing high density nickel powder
AU2016344866A AU2016344866B2 (en) 2015-10-26 2016-10-25 Method for manufacturing high density nickel powder
PH12018500897A PH12018500897A1 (en) 2015-10-26 2018-04-26 Method for manufacturing high density nickel powder

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015210245A JP6202348B2 (ja) 2015-10-26 2015-10-26 高密度ニッケル粉の製造方法
JP2015-210245 2015-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017073578A1 true WO2017073578A1 (ja) 2017-05-04

Family

ID=58630539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/081632 Ceased WO2017073578A1 (ja) 2015-10-26 2016-10-25 高密度ニッケル粉の製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10766072B2 (ja)
EP (1) EP3369500A4 (ja)
JP (1) JP6202348B2 (ja)
CN (1) CN108349012B (ja)
AU (1) AU2016344866B2 (ja)
CA (1) CA3003246C (ja)
PH (1) PH12018500897A1 (ja)
WO (1) WO2017073578A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015115427A1 (ja) * 2014-01-30 2015-08-06 国立大学法人高知大学 ニッケル粉の製造方法
WO2015146989A1 (ja) * 2014-03-26 2015-10-01 国立大学法人高知大学 ニッケル粉の製造方法
JP5796696B1 (ja) * 2015-01-22 2015-10-21 住友金属鉱山株式会社 ニッケル粉の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2734281A (en) * 1953-03-09 1956-02-14 kauffman
CA970168A (en) * 1972-10-20 1975-07-01 Vladimir N. Mackiw Production of nickel powder from impure nickel compounds
CN1305617C (zh) * 2005-02-06 2007-03-21 金川集团有限公司 一种枝晶状镍粉的生产方法
CN101428349B (zh) * 2008-07-29 2011-06-22 张建玲 一种镍钴金属粉末的制备方法
JP6099601B2 (ja) * 2014-02-17 2017-03-22 国立大学法人高知大学 ニッケル粉の製造方法
JP5811376B2 (ja) * 2014-02-17 2015-11-11 住友金属鉱山株式会社 水素還元ニッケル粉の製造に用いる種結晶の製造方法
EP3108987A4 (en) * 2014-02-21 2018-02-07 Kochi University, National University Corporation Method for producing nickel powder
EP3248720B1 (en) 2015-01-22 2019-09-25 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Method for producing nickel powder
WO2017063076A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Sherritt International Corporation Hydrogen reduction of metal sulphate solutions for decreased silicon in metal powder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015115427A1 (ja) * 2014-01-30 2015-08-06 国立大学法人高知大学 ニッケル粉の製造方法
WO2015146989A1 (ja) * 2014-03-26 2015-10-01 国立大学法人高知大学 ニッケル粉の製造方法
JP5796696B1 (ja) * 2015-01-22 2015-10-21 住友金属鉱山株式会社 ニッケル粉の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3369500A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3369500A4 (en) 2019-03-20
EP3369500A1 (en) 2018-09-05
US10766072B2 (en) 2020-09-08
CA3003246C (en) 2019-08-27
CN108349012A (zh) 2018-07-31
CN108349012B (zh) 2019-08-06
JP6202348B2 (ja) 2017-09-27
US20190054541A1 (en) 2019-02-21
PH12018500897A1 (en) 2018-10-29
CA3003246A1 (en) 2017-05-04
AU2016344866A1 (en) 2018-05-10
JP2017082269A (ja) 2017-05-18
AU2016344866B2 (en) 2018-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5936783B2 (ja) ニッケル粉の製造方法
US10434577B2 (en) Method for producing nickel powder
CN107963672B (zh) 一种粗晶须中粒径镍钴锰氢氧化物的制备方法
CN107572531A (zh) 一种多孔硅制备方法
CN104134786A (zh) 一种小粒度高密度球形四氧化三钴的制备方法
US20200299860A1 (en) Method for Manufacturing Polycrystalline Silicon Fragment and Method for Managing Surface Metal Concentration of Polycrystalline Silicon Fragment
RU2431546C9 (ru) Способ восстановления
CN103896323B (zh) 一种微乳液制备纳米氧化锌的方法
JP6202348B2 (ja) 高密度ニッケル粉の製造方法
CN103484889A (zh) 一种大量制备高质量少层石墨烯粉末的方法
CN108349011A (zh) 钴粉的晶种的制造方法
CN105714370A (zh) 一种大量制备锡晶须的方法
CN104724759B (zh) 一种α相硫化锰纳米立方块的制备方法
JP2015170432A (ja) リン酸マンガンリチウム正極活物質及びその製造方法
CN104692341B (zh) 一种硒化亚锡正方形纳米片及其制备方法
CN102950292B (zh) 亚微米级铜锰镍合金粉的生产方法
CN109231215A (zh) 一种用金刚线切割硅片废硅粉制备多孔硅的方法
TWI596061B (zh) 中空矽本體的製造方法
JP2016108646A (ja) コバルト粉の製造方法
CN104936729B (zh) 一种高氮含量电容器级钽粉的制备方法及由其制得的钽粉及钽电容器
CN108069461A (zh) 二硫化钴粉末的合成方法
JP2019123915A (ja) ニッケル粉の製造方法
CN106001603A (zh) 一种单分散球形银粉的制备方法
JP2017155253A (ja) ニッケル粉の製造方法
US20210197266A1 (en) Method for producing nickel powder

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16859808

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3003246

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12018500897

Country of ref document: PH

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016344866

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20161025

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016859808

Country of ref document: EP