專利名稱：三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬化工領(lǐng)域，確切地說是三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)式碳酸鎳或鈷的方法。
背景技術(shù)：
碳酸鎳主要用于(I)催化劑的活性物質(zhì)；(2)氧化鎳和鎳粉的前驅(qū)體；(3)生產(chǎn)其他無機鎳鹽的原料(溴化鎳、碘化鎳等)；(4)生產(chǎn)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(xué)鍍鎳。碳酸鎳的品質(zhì)決定鎳系催化劑的品質(zhì)。
碳酸鎳生產(chǎn)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(yīng)。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(fù)合體。要制備純碳酸鎳實際上是很難實現(xiàn)的。堿式碳酸鎳產(chǎn)品的二氧化碳含量是檢測堿式碳酸鎳中碳酸鎳的標(biāo)準(zhǔn)，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(guī)生產(chǎn)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(chǎn)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(lǐng)域追求的目標(biāo)
本發(fā)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(chǎn)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(fù)合碳酸鎳表征”見期刊《工業(yè)催化》、“高活性超細復(fù)合碳酸鎳表征一兼對新制訂國家標(biāo)準(zhǔn)《精制碳酸鎳》的商榷”見《2010年中國化工學(xué)會無機鹽學(xué)術(shù)年會論文集》，介紹了二氧化碳含量在20%以上復(fù)式碳酸鎳及其制備方法。目前尚未發(fā)現(xiàn)有其他報道。發(fā)明目的
本發(fā)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(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳或鈷的方法。三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(yīng)釜I中，攪拌，PH值控制在7-7. 5，溫度為常溫，反應(yīng)物I從溢流口進入反應(yīng)釜2 ；
2)反應(yīng)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(yīng)物2溢流進入反應(yīng)釜3 ；
3)反應(yīng)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(yīng)物3溢流進入無機鹽沉淀物連續(xù)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(fù)合式碳酸鎳或鈷；
所述的無機鹽沉淀物連續(xù)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(yīng)釜I、反應(yīng)釜2、反應(yīng)釜3和無機鹽沉淀物連續(xù)式洗滌機之間設(shè)有儲罐；反應(yīng)物按反應(yīng)爸I、儲罐I、反應(yīng)爸2、儲罐2、反應(yīng)爸3、儲罐3、無機鹽沉淀物連續(xù)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(fā)明的另一個目的是提供一種三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳或鈷的方法專用反應(yīng)釜。三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳或鈷的反應(yīng)爸它是由反應(yīng)爸本體、反應(yīng)釜蓋和攪拌器組成，所述的本體內(nèi)還設(shè)有隔板，隔板設(shè)有開口，隔板的上、下方均設(shè)有攪拌葉；本體上，隔板的下方還設(shè)有并流進料管，本體頂端設(shè)有溢流管。本發(fā)明提供的三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(yīng)釜I進行反應(yīng)，反應(yīng)物溢流到反應(yīng)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(yīng)釜2反應(yīng)，反應(yīng)物溢流反應(yīng)釜3，加入胺堿進行反應(yīng)，控制溫度40-50°C，PH值8. 5-11. 5，反應(yīng)物溢流進入連續(xù)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(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明還提供了本發(fā)明方法的專用反應(yīng)釜，它設(shè)有帶開口的隔板，將反應(yīng)釜分成上、下兩個反應(yīng)室，保證了溢流出的反應(yīng)物反應(yīng)完全，無原料殘
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圖I為三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳或鈷的方法流程 圖2為三步連續(xù)法生產(chǎn)無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳或鈷的方法的反應(yīng)釜示意 圖3為三步連續(xù)法生無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳或鈷的方法的反應(yīng)釜隔板示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明除下述實施例闡述的以外，其它與現(xiàn)有技術(shù)相同。實施例I連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(yīng)釜I中，攪拌，通過調(diào)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(yīng)物I從反應(yīng)釜I頂部溢流到儲罐I ;
2、將儲罐I中反應(yīng)物I泵入反應(yīng)釜2，同時并流加入碳酸銨于反應(yīng)釜2中，攪拌，控制溫度在30-40°C，PH值7. 5-8. 5，反應(yīng)物2從反應(yīng)釜2頂部溢流到儲罐3 ；
3、將儲罐中反應(yīng)物2泵入反應(yīng)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(yīng)物3從反應(yīng)釜3頂部溢流進入無機鹽沉淀物連續(xù)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(fù)合式碳酸鎳；所述的無機鹽沉淀物連續(xù)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(fù)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(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(chǎn)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(jié)省了人力、物力，降低了成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)。實施例4三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳的方法專用反應(yīng)釜 請參見圖2、3,三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳或鈷的反應(yīng)爸,它是由反應(yīng)
釜本體I、反應(yīng)釜蓋2和攪拌器3組成，所述的本體內(nèi)還設(shè)有隔板4，隔板4設(shè)有開口 41，攪拌器3的攪拌葉31和攪拌葉32分別設(shè)在隔板的下方和上方；本體1，隔板的下方還設(shè)有并流進料管A 5和并流進料管B 6，本體I頂端側(cè)面設(shè)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(yīng)原料，進入隔板4下方的反應(yīng)室，攪拌葉31進行初反應(yīng)后，再通過隔板4的開口 41到隔板上方的反應(yīng)室，攪拌葉32攪拌再進行反應(yīng)，終反應(yīng)物通過溢流管7溢流到下一反應(yīng)釜的并流進料管。本發(fā)明的三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳的反應(yīng)釜，設(shè)有隔板4，將反應(yīng)釜分成上、下兩個反應(yīng)室，保證了溢流出的反應(yīng)物反應(yīng)完全，無原料殘留。
權(quán)利要求
1.三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(yīng)釜I中，攪拌，PH值控制在7-7. 5，溫度為常溫，反應(yīng)物I從溢流口進入反應(yīng)釜2 ； 2)反應(yīng)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(yīng)物2溢流進入反應(yīng)釜3 ； 3)反應(yīng)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(yīng)物3溢流進入無機鹽沉淀物連續(xù)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(fù)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(quán)利要求I所述的三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳的方法，其特征在于所述的無機鹽沉淀物連續(xù)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(quán)利要求2所述的三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳的方法，其特征在于所述的反應(yīng)釜I、反應(yīng)釜2、反應(yīng)釜3和無機鹽沉淀物連續(xù)式洗滌機之間，分別設(shè)有儲罐，反應(yīng)物按反應(yīng)釜I、儲罐I、反應(yīng)釜2、儲罐2、反應(yīng)釜3、儲罐3、無機鹽沉淀物連續(xù)式洗滌機順序溢流。
4.根椐權(quán)利要求1、2或3所述的三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(quán)利要求4所述的三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(quán)利要求1、2或3所述的三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)合碳酸鎳或鈷的方法專用反應(yīng)釜，它是由反應(yīng)釜本體、反應(yīng)釜蓋和攪拌器組成，其特征在于所述的本體內(nèi)還設(shè)有隔板，隔板設(shè)有開口，隔板的上、下方均設(shè)有攪拌葉；本體上，隔板的下方還設(shè)有并流進料管，本體頂端設(shè)有溢流管。
全文摘要
本發(fā)明公開了三步連續(xù)法生產(chǎn)高純無鈉高活性復(fù)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(yīng)釜1進行反應(yīng)，反應(yīng)物溢流到反應(yīng)釜2，再加入碳酸胺，控制溫度在30-40℃，pH值7.5-8.5，在反應(yīng)釜2反應(yīng)，反應(yīng)物溢流反應(yīng)釜3，加入胺堿進行反應(yīng)，控制溫度40-50℃，pH值8.5-11.5，反應(yīng)物溢流進入連續(xù)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(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明還提供了本發(fā)明方法的專用反應(yīng)釜，它設(shè)有帶開口的隔板，將反應(yīng)釜分成上、下兩個反應(yīng)室，保證了溢流出的反應(yīng)物反應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)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