硫酸镍的CAS为10101-97-0,一般是指六水合物的绿色结晶化合,主要用于动力电池,电镀,催化,印染等行业,在化学镀镍行业通常与次磷酸钠,苹果酸,乳酸等作为化学镀液的原料组成部分。硫酸镍厂家中吉恩,金川市场占有率较好,认可度较好,其市场价格与金属镍的价格走势基本一致。
一,基本信息
中文名称:硫酸镍;六水硫酸镍
英文名称:Nickel Sulphate
分子式:NiSO4.6H2O
CAS编号:10101-97-0
H.S 编码:2833240000
EINECS号:231-111-4
分子量:262.84
溶解度:65.0 g/100mL (20℃)
熔点:53℃
理化性质:为绿色单斜结晶。加热至103℃时失去六个结晶水。溶于水,水溶液呈酸性;易溶于醇和氨水。
二,生产工艺
硫酸镍的生产方法有以下几种,不同工艺生产的硫酸镍品味,等级,杂质含量有较大区别。
1. 金属镍溶解法:
将金属镍与硫酸反应,可制得硫酸镍。反应方程式为:Ni+H2SO4 = NiSO4 + H2。
2. 镍矿加工法:
先将镍矿加工成高冰镍、氢氧化镍、氧化镍或碳酸镍等中间产品,再将这些中间产品溶解于硫酸中,经浓缩结晶后得到六水硫酸镍。
3. 湿法冶炼中间品生产法:
通过湿法冶炼工艺处理镍矿,得到含镍的中间品,如镍钴锰氢氧化物等,然后用硫酸溶解这些中间品,再进行除杂、浓缩、结晶等操作,最终制得硫酸镍。
4. 含镍废料制备法:
利用含镍的废料,如废旧电池、电镀废渣等,经过一系列的处理工艺,回收其中的镍并制成硫酸镍。国内一些企业如格林美、池州西恩、邦普循环等采用这种方法。
5. 铜电解废液回收法:
在铜电解精练过程中,镍会以离子形式累积并富集于电解液中。通常先将电解废液进行脱铜处理,然后用脱铜后的溶液进行除镍操作,可采用结晶法、萃取法、离子交换法等镍的脱除方法来回收硫酸镍。常见的结晶法包括直火浓缩法、电热浓缩法、冷冻结晶法、真空蒸发浓缩结晶法和真空蒸发冷冻结晶法等。
6. 高压酸浸工艺(HPAL)法:
主要用于处理红土镍矿。在高温高压酸性环境下,实现对镍、钴的选择性浸出,镍、钴回收率均可达90%以上。该工艺适用含铁高、含钴高、含硅镁较低的低品镍矿。从浸出液中富集镍、钴时,可采用硫化物沉淀(Msp)或氢氧化物沉淀(MHP)技术。
7. 使用高冰镍制备法:
将高冰镍进行浮选,得到硫化镍精矿以及氧化镍和镍合金的混合物;将硫化镍精矿与软锰矿和硫酸混合,进行有氧浸出,得到**浸出液;将氧化镍和镍合金的混合物与硫酸混合进行常压浸出得到第二浸出液;将**浸出液和第二浸出液与氧化剂混合进行氧化处理,然后调节pH进行除铁,固液分离得到滤液;将滤液进行萃取和除油得到硫酸镍。
三,规格指标
含量(以Ni计)≥22.0%
氯化物(Cl)≤0.1%
铵(NH4)≤0.03%
铝(Al)≤0.003%
钙(Ca)≤0.02%
铁(Fe)≤0.002%
钴(Co)≤0.2%
铜(Cu)≤0.002%
锌(Zn)≤0.003%
铅(Pb)≤0.001%
水不溶物≤0.03%
四,硫酸镍在电池领域的应用
1,用于生产三元锂电池的前驱体材料
通过将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰按一定比例混合,采用共沉淀法等工艺制备而成。例如,在制备镍钴锰三元前驱体 NCM523(镍、钴、锰的比例为 5:2:3)时,硫酸镍是提供镍元素的关键原料。高镍三元前驱体如 NCM811、NCA(镍钴铝)等,随着对电池能量密度要求的不断提高,高镍化成为发展趋势,这使得对硫酸镍的需求也日益增加。三元锂电池具有能量密度高、循环寿命长、成本相对较低等优点,被广泛应用于新能源汽车、3C 电子产品(如手机、笔记本电脑、平板电脑等)、电动工具等领域。例如,特斯拉 Model 3、比亚迪汉等新能源汽车的动力电池就大量使用了三元锂电池。
2,用于生产镍氢电池的正极材料
以硫酸镍为主要原料,通过与其他添加剂混合,经过一系列工艺过程,如球磨、烧结等,制成镍氢电池的正极材料。例如,在一些镍氢电池的生产中,将硫酸镍与氢氧化钾、氢氧化锂等混合,在一定温度和压力下进行反应,生成具有特定结构和性能的正极材料。镍氢电池具有较高的比能量和比功率,循环寿命较长,安全性好,且对环境友好,因此在混合动力汽车、电动工具、智能家居等领域得到了广泛应用。
3,用于生产镍镉电池的正极材料
将硫酸镍与镉等其他金属元素混合,经过特定的工艺处理,制备出镍镉电池的正极材料。例如,在传统的镍镉电池生产中,通常将硫酸镍与氧化镉按一定比例混合,然后通过烧结等工艺制成正极材料。镍镉电池具有良好的充放电性能和耐过充、过放能力,在一些特定的应用场景中仍然发挥着作用,如应急照明设备、无线通讯设备等。不过,由于镉元素具有一定的毒性,对环境和人体健康存在潜在危害,镍镉电池的应用范围逐渐受到限制,正逐步被其他类型的电池所替代。
4,在电池回收中的应用
从废旧电池中回收镍等有价金属时,硫酸镍是重要的中间产物之一。在对废旧镍氢电池、镍镉电池进行回收处理时,通过一系列的化学和物理方法,将其中的镍以硫酸镍的形式提取出来,然后再进行进一步的提纯和加工,实现资源的循环利用。
再利用:回收得到的硫酸镍可以重新用于电池生产或其他领域,降低了对原生镍资源的依赖,减少了资源开采和加工过程中的能源消耗和环境污染。
硫酸镍是化学镀镍溶液中的主盐,为镀液提供镍离子Ni²。在化学镀过程中,镍离子是形成镀层的关键成分。其中次亚磷酸钠为还原剂,参与氧化还原反应,化学镀是一种自催化的氧化还原过程,在合适的还原剂存在下,镍离子被还原成金属镍并沉积在工件表面。硫酸镍的浓度、pH 值等因素会影响镀液的稳定性。过高的硫酸镍浓度可能导致镀液的稳定性下降,容易发生自分解反应;而合适的 pH 值范围可以保证镀液的稳定性和反应速率。硫酸镍对镀层的性能也有重要影响。它可以影响镀层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。通过调整硫酸镍的浓度、镀液的组成和工艺参数,可以获得具有所需性能的镀层。
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