專利名稱：三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳的制作方法
技術領域：
本發明屬化工領域，確切地說是三步連續法生產高純無鈉高活性復式碳酸鎳或鈷的方法。
背景技術：
碳酸鎳主要用于(I)催化劑的活性物質；(2)氧化鎳和鎳粉的前驅體；(3)生產其他無機鎳鹽的原料(溴化鎳、碘化鎳等)；(4)生產有機鎳鹽的原料(氨基磺酸鎳、硼酰化鎳、醋酸鎳、葡萄酸鎳);(5)鎂合金化學鍍鎳。碳酸鎳的品質決定鎳系催化劑的品質。
碳酸鎳生產方法主要為鎳鹽(硝酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳)溶液與碳酸鹽(碳酸鈉、碳酸銨、碳酸氫銨等)在PH值為9左右反應。這樣制備的碳酸鎳，實際上是堿式碳酸鎳一碳酸鎳與氫氧化鎳的復合體。要制備純碳酸鎳實際上是很難實現的。堿式碳酸鎳產品的二氧化碳含量是檢測堿式碳酸鎳中碳酸鎳的標準，二氧化碳含量高說明碳酸鎳的含量高，氫氧化鎳的含量低。堿式碳酸鎳的二氧化碳含量高，其微孔多，在催化劑中顯示出高活性。常規生產的碳酸鎳，二氧化碳含在10-15%左右，D50粒度大于10 ii m以上，微孔很少。生產的堿式碳酸鎳中碳酸鎳占的比例大、氫氧化鎳占比例小，一直是鎳系催化劑領域追求的目標
本發明人利用多微孔超細高活性碳酸鎳的制備方法(中國專利ZL201010201046. I),生產的堿式碳酸鎳，D50粒度可以達到1-5微米，粒度比表面積達到300多(每克平方米)，二氧化碳含量大于20%，微孔多而小，鎳含量為49-51%的粉狀碳酸鎳，顆粒粒度分布窄而均勻，DlO=O. 93Mm ；D50=1. 8lMm ；D90=2. 82Mm，分散性好。呂文廣；鄭景宜；呂鉬頤在“高活性超細復合碳酸鎳表征”見期刊《工業催化》、“高活性超細復合碳酸鎳表征一兼對新制訂國家標準《精制碳酸鎳》的商榷”見《2010年中國化工學會無機鹽學術年會論文集》，介紹了二氧化碳含量在20%以上復式碳酸鎳及其制備方法。目前尚未發現有其他報道。發明目的
本發明的目的是提供無鈉離子、二氧化碳含量在20%以上碳酸鎳或鈷的制備方法，三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法。三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法，包括以下步驟
1)鎳或鈷鹽，與碳酸銨和/或碳酸氫銨溶液并流進入反應釜I中，攪拌，PH值控制在7-7. 5，溫度為常溫，反應物I從溢流口進入反應釜2 ；
2)反應釜2并流加入碳酸銨或碳酸氫銨溶液，攪拌，控制溫度在30-40°C，PH值7. 5-8. 5，反應物2溢流進入反應釜3 ；
3)反應釜3并流加入有機堿溶液，所述的有機堿為乙胺和/或二乙胺，攪拌，控制溫度40-500C，PH值8. 5-11. 5，反應物3溢流進入無機鹽沉淀物連續式洗滌機中洗滌，洗滌后直接進入干燥粉碎一體機中干燥粉碎，得復合式碳酸鎳或鈷；
所述的無機鹽沉淀物連續式洗滌機為中國專利ZL200920093696. 1，干燥粉碎一體機為ZL200920093766. 3 ；
所述的反應釜I、反應釜2、反應釜3和無機鹽沉淀物連續式洗滌機之間設有儲罐；反應物按反應爸I、儲罐I、反應爸2、儲罐2、反應爸3、儲罐3、無機鹽沉淀物連續式洗漆機順序溢流；
所述的鎳鹽為硝酸鎳和/或氯化鎳；所述的鈷鹽為硝酸鈷和/或氯化鈷；
步驟I和2所述的鎳或鈷鹽濃度為40-100 g/L,碳酸銨和/或碳酸氫銨濃度為40-200g/L，為 40-200 g/L ； 步驟2所述的乙胺濃度為40-100 g/L，二乙胺濃度為40-100 g/L。本發明的另一個目的是提供一種三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法專用反應釜。三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的反應爸它是由反應爸本體、反應釜蓋和攪拌器組成，所述的本體內還設有隔板，隔板設有開口，隔板的上、下方均設有攪拌葉；本體上，隔板的下方還設有并流進料管，本體頂端設有溢流管。本發明提供的三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法，采用鎳或鈷鹽與碳酸胺在常溫下，控制PH值7-7. 5，在反應釜I進行反應，反應物溢流到反應釜2，再加入碳酸胺，控制溫度在30-40°C，PH值7. 5-8. 5，在反應釜2反應，反應物溢流反應釜3，加入胺堿進行反應，控制溫度40-50°C，PH值8. 5-11. 5，反應物溢流進入連續式洗滌機中洗滌后，直接進入干燥粉碎一體機中干燥粉碎；碳酸鎳或鈷中不含鈉、硫酸根，二氧化碳含量大于20%，具有高活性，適合大規模生產。本發明還提供了本發明方法的專用反應釜，它設有帶開口的隔板，將反應釜分成上、下兩個反應室，保證了溢流出的反應物反應完全，無原料殘
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圖I為三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法流程 圖2為三步連續法生產無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法的反應釜示意 圖3為三步連續法生無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法的反應釜隔板示意圖。
具體實施例方式本發明除下述實施例闡述的以外，其它與現有技術相同。實施例I連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法 請參見圖I
I)、鎳或鈷鹽和碳酸銨，并流加入反應釜I中，攪拌，通過調整鎳鹽和碳酸銨的流速，控制PH值在7-7. 5，溫度為常溫，反應物I從反應釜I頂部溢流到儲罐I ;
2、將儲罐I中反應物I泵入反應釜2，同時并流加入碳酸銨于反應釜2中，攪拌，控制溫度在30-40°C，PH值7. 5-8. 5，反應物2從反應釜2頂部溢流到儲罐3 ；
3、將儲罐中反應物2泵入反應釜3，同時并流加入乙胺和/或二乙胺，攪拌，控制溫度40-50°C，PH值8. 5-11. 5，反應物3從反應釜3頂部溢流進入無機鹽沉淀物連續式洗滌機中洗滌，洗滌后直接進入干燥粉碎一體機中干燥粉碎，得復合式碳酸鎳；所述的無機鹽沉淀物連續式洗滌機為中國專利ZL200920093696. I，干燥粉碎一體機為ZL200920093766. 3 ;得高
純無鈉高活性復合碳酸鎳。所述的鎳鹽為硝酸鎳或氯化鎳，鎳鹽溶液的濃度為40_100g/L，碳酸銨的濃度為40-200 g/L。實施例2連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳的方法
用碳酸氫銨代替碳酸銨，或碳酸銨和碳酸氫銨混合一起使用，其它與實施例I相同。實施例3連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鈷的方法 用鈷鹽替換鎳鹽，其它同實施例I或2。實施例1、2和3生產的碳酸鎳或鈷中不含鈉、硫酸根，二氧化碳含量大于20%，具有 高活性，本方法節省了人力、物力，降低了成本，適合大規模生產。實施例4三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳的方法專用反應釜 請參見圖2、3,三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的反應爸,它是由反應
釜本體I、反應釜蓋2和攪拌器3組成，所述的本體內還設有隔板4，隔板4設有開口 41，攪拌器3的攪拌葉31和攪拌葉32分別設在隔板的下方和上方；本體1，隔板的下方還設有并流進料管A 5和并流進料管B 6，本體I頂端側面設有溢流管7。使用時，攪拌器3的攪拌葉31通過隔板4的開口 41，進入隔板4下方，并流進料管A和并流進料管B并流加入反應原料，進入隔板4下方的反應室，攪拌葉31進行初反應后，再通過隔板4的開口 41到隔板上方的反應室，攪拌葉32攪拌再進行反應，終反應物通過溢流管7溢流到下一反應釜的并流進料管。本發明的三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳的反應釜，設有隔板4，將反應釜分成上、下兩個反應室，保證了溢流出的反應物反應完全，無原料殘留。
權利要求
1.三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法，包括以下步驟 1)鎳或鈷鹽，與碳酸銨和/或碳酸氫銨溶液并流進入反應釜I中，攪拌，PH值控制在7-7. 5，溫度為常溫，反應物I從溢流口進入反應釜2 ； 2)反應釜2并流加入碳酸銨和/或碳酸氫銨溶液，攪拌，控制溫度在30-40°C，PH值7.5-8. 5，反應物2溢流進入反應釜3 ； 3)反應釜3并流加入有機堿溶液，所述的有機堿為乙胺和/或二乙胺，攪拌，控制溫度40-500C，PH值8. 5-11. 5，反應物3溢流進入無機鹽沉淀物連續式洗滌機中洗滌，洗滌后直接進入干燥粉碎一體機中干燥粉碎，得復合式碳酸鎳或鈷；所述的鎳鹽為硝酸鎳和/或氯化鎳，所述的鈷鹽為硝酸鈷和/或氯化鈷。
2.根椐權利要求I所述的三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳的方法，其特征在于所述的無機鹽沉淀物連續式洗滌機為中國專利ZL200920093696. 1，干燥粉碎一體機為 ZL200920093766. 3。
3.根椐權利要求2所述的三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳的方法，其特征在于所述的反應釜I、反應釜2、反應釜3和無機鹽沉淀物連續式洗滌機之間，分別設有儲罐，反應物按反應釜I、儲罐I、反應釜2、儲罐2、反應釜3、儲罐3、無機鹽沉淀物連續式洗滌機順序溢流。
4.根椐權利要求1、2或3所述的三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法，其特征在于步驟I和2所述的鎳或鈷鹽濃度為40-100g/L，碳酸銨和/或碳酸氫銨濃度為 40-200g/L。
5.根椐權利要求4所述的三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法，其特征在于步驟2所述的乙胺濃度和/或二乙胺濃度為40-100g/L。
6.權利要求1、2或3所述的三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳或鈷的方法專用反應釜，它是由反應釜本體、反應釜蓋和攪拌器組成，其特征在于所述的本體內還設有隔板，隔板設有開口，隔板的上、下方均設有攪拌葉；本體上，隔板的下方還設有并流進料管，本體頂端設有溢流管。
全文摘要
本發明公開了三步連續法生產高純無鈉高活性復合碳酸鎳的方法，采用鎳鹽與碳酸胺在常溫下，控制pH值7-7.5，在反應釜1進行反應，反應物溢流到反應釜2，再加入碳酸胺，控制溫度在30-40℃，pH值7.5-8.5，在反應釜2反應，反應物溢流反應釜3，加入胺堿進行反應，控制溫度40-50℃，pH值8.5-11.5，反應物溢流進入連續式洗滌機中洗滌后，直接進入干燥粉碎一體機中干燥粉碎；碳酸鎳中不含鈉、硫酸根，二氧化碳含量大于20%，具有高活性，適合大規模生產。本發明還提供了本發明方法的專用反應釜，它設有帶開口的隔板，將反應釜分成上、下兩個反應室，保證了溢流出的反應物反應完全，無原料殘留。
文檔編號C01G51/06GK102730771SQ201210160558
公開日2012年10月17日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者呂文廣, 呂鉑頣, 唱祺, 鄭景宜, 鄭玉琦, 陳譯哲 申請人:吉林市弗蘭達科技股份有限公司