專利名稱：電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法。
背景技術(shù)：
鍍鎳在電鍍工業(yè)中占有重要的地位，被廣泛應(yīng)用于防護(hù)裝飾及功能性電鍍中。氨 基磺酸鎳是近年來在國際上發(fā)展較快的電鍍鎳主鹽，以其沉積速度快、鍍層內(nèi)應(yīng)力低、結(jié)晶 細(xì)致、鍍液分散性好、可獲得低應(yīng)力的柔韌性厚鍍層等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電鑄、尺寸修復(fù)、 印制鍍金前鍍鎳及快速自動(dòng)化生產(chǎn)中。以氨基磺酸鎳鍍鎳主鹽的工藝與以氯化鎳、硫酸鎳 為主鹽的工藝是沒法比擬的。以往因?yàn)榘被撬徭嚨某杀据^高，只在特殊的情況下使用，然 而目前國內(nèi)外對(duì)鍍鎳制品的質(zhì)量要求越來越高，因此高純氨基磺酸鎳的市場(chǎng)潛力也正在不 斷擴(kuò)大。 國外高端氨基磺酸鎳溶液的生產(chǎn)，一般選用高純鎳粉為原料，在過氧化氫的存在 下和氨基磺酸直接反應(yīng)制備得到氨基磺酸鎳溶液。其金屬雜質(zhì)和硫酸鹽(0.05%以下)含 量均很低。但由于鎳粉的價(jià)格較高，故此國內(nèi)采用該方法制備氨基磺酸鎳溶液的廠家很少。
國內(nèi)氨基磺酸鎳溶液的生產(chǎn)，較多地采用碳酸鹽法，即選用工業(yè)級(jí)的硫酸鎳結(jié)晶 與碳酸鈉反應(yīng)生成堿式碳酸鎳沉淀，經(jīng)去離子水洗滌后再和氨基磺酸反應(yīng)制備得到氨基磺 酸鎳溶液。由于堿式碳酸鎳在其生成過程中會(huì)有一部分不溶性的堿式硫酸鎳一起沉淀下 來，無法通過洗滌的方式將硫酸根徹底除去，從而帶入到氨基磺酸鎳產(chǎn)品中，引起產(chǎn)品中硫 酸鹽含量往往是鎳粉工藝十倍以上。由于硫酸鹽含量越高，對(duì)鍍鎳層的應(yīng)力影響就越大，從 而引起鍍鎳工件品質(zhì)低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有碳酸鹽法生產(chǎn)的氨基磺酸鎳溶液中硫酸鹽含量高的
缺點(diǎn)，提供一種低硫酸鹽含量的電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法。 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案 —種電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法，包括如下步驟 (1)將工業(yè)硫酸鎳原料溶解于純水中，將溶液過濾后濃縮析晶，得到精制的硫酸鎳 結(jié)晶； (2)將步驟(1)制得的硫酸鎳結(jié)晶配制成溶液，再與碳酸銨溶液反應(yīng)生成堿式碳 酸鎳沉淀； (3)將步驟(2)制得的堿式碳酸鎳沉淀于氫氧化鈉溶液中煮洗，再用純水洗滌至 中性； (4)將步驟(2)制得的堿式碳酸鎳和氨基磺酸在純水中反應(yīng)得到氨基磺酸鎳溶 液。 為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，各步驟采用如下的優(yōu)選方案
步驟(1)中，精制的硫酸鎳具體通過以下方法得到將工業(yè)硫酸鎳與純水按1 : 1.5 1 : 2的質(zhì)量比溶解得到比重為1.28 1.30g/ml的溶液；向溶液中加入活性
炭，活性炭和硫酸鎳的質(zhì)量比控制在i : iooo i : 2000 ;將溶液煮沸i小時(shí)以上，停止
加熱，再將該溶液過濾后，濃縮至溶液比重為1. 60 1. 62g/ml ;濃縮析晶分離后得到精制的硫酸鎳晶體。 步驟(2)中，所述堿式碳酸鎳具體由下述方法制備得到將含鎳為50 80g/L的硫酸鎳溶液滴加到濃度為150 200g/L的碳酸銨溶液中，控制反應(yīng)終點(diǎn)pH值在7. 0 8. 0之間，得到堿式碳酸鎳沉淀。 步驟(3)中，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為5 8wt^，煮洗次數(shù)為兩次以上，每次堿式碳酸鎳沉淀與濃度為5 8wt^的氫氧化鈉溶液按質(zhì)量比1 : 8 1 : IO進(jìn)行投料。
步驟(4)中，所述堿式碳酸鎳和氨基磺酸、純水的投料質(zhì)量比如下堿式碳酸鎳
氨基磺酸純水=1.5 : i : i 2 : i : i，反應(yīng)溫度控制60 7crc，合成終點(diǎn)溶液pH
=3. 5 4. O，將溶液過濾后減壓濃縮至溶液比重為1. 52 1. 54g/ml即為基磺酸鎳溶液成
本發(fā)明的基本原理如下 本發(fā)明采用工業(yè)級(jí)的硫酸鎳為原料，通過重結(jié)晶除去原料中的大部分金屬雜質(zhì)。接下來采用碳酸銨溶液和硫酸鎳溶液反應(yīng)，確保不會(huì)形成碳酸鎳膠體沉淀，最終制備得到大顆粒的堿式碳酸鎳，降低了固液分離和洗滌操作的難度，由該方法制備得到的堿式碳酸鎳中硫酸鹽的含量在1. 0%左右。再經(jīng)過兩次堿洗，破壞夾帶在堿式碳酸鎳中的不溶性堿式硫酸鎳，再用純水洗至中性，最后通過堿式碳酸鎳與氨基磺酸反應(yīng)得到氨基磺酸鎳溶液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果 本發(fā)明的方法產(chǎn)品純度高、特別其中是硫酸鹽、鈉離子較一般碳酸鹽法制得的產(chǎn)品含量低，硫酸鹽水平含量降低到0. 05%，已經(jīng)達(dá)到或優(yōu)于由鎳粉制備的氨基磺酸鎳溶液的硫酸鹽水平。 此外，本發(fā)明還具有工藝條件簡(jiǎn)單易于控制，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面是本發(fā)明的具體實(shí)施例，這些實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明制備方法的具體說明，并
非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1 1.將工業(yè)級(jí)硫酸鎳原料與純水按質(zhì)量比為l : 2進(jìn)行溶解，溶解完全后，溶液比重為1. 28g/ml，然后向溶液中加入活性炭，活性炭和硫酸鎳的質(zhì)量比為1 : IOOO，將溶液煮沸1小時(shí)后停止加熱，再將該溶液過濾后濃縮溶液比重d = 1. 60g/ml。停止加熱濃縮，攪拌冷卻結(jié)晶至室溫，將結(jié)晶離心分離，得到精制的硫酸鎳晶體。 2.將上述硫酸鎳晶體與純水配制成含鎳為50g/L的溶液，緩慢加入到濃度為150g/L的碳酸銨溶液中，待合成溶液的pH值介于7. 0-8. 0之間時(shí)即反應(yīng)至終點(diǎn)，然后將堿式碳酸鎳離心分離，再將堿式碳酸鎳與濃度為5wt^的氫氧化鈉溶液按質(zhì)量比l : 8進(jìn)行投料煮洗兩次，最后用純水洗至洗液中性后離心分離出堿式碳酸鎳。
3.將上述堿式碳酸鎳和氨基磺酸、純水按如下質(zhì)量比進(jìn)行合成堿式碳酸鎳氨
基磺酸純水=1.5 : i : 1，反應(yīng)溫度控制在6(rc，反應(yīng)時(shí)間為i小時(shí)，合成終點(diǎn)溶液pH
=3. 7，將溶液過濾后減壓濃縮至熱溶液比重d = 1. 52g/ml即為高純氨基磺酸鎳溶液成品。
所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)，其主要指標(biāo)結(jié)果為含量(以鎳計(jì))182.5g/L;硫酸鹽0. 04wt% ;鈉0. 005wt% ;pH :3. 5。
實(shí)施例2 1.將工業(yè)級(jí)硫酸鎳原料與純水按質(zhì)量比為l : 1.5進(jìn)行溶解，溶解完全后，溶液比重為1. 30g/ml，向溶液中加入活性炭，活性炭和硫酸鎳的質(zhì)量控制在1 : 2000，將溶液煮沸1小時(shí)后停止加熱，再將該溶液過濾后濃縮溶液比重d = 1. 62g/ml。停止加熱濃縮，攪拌冷卻結(jié)晶至室溫，將結(jié)晶離心分離，得到精制的硫酸鎳晶體。 2.將上述硫酸鎳晶體與純水配制成含鎳為80g/L的溶液，緩慢加入到濃度為250g/L的碳酸銨溶液中，待合成溶液的pH值介于7. 0-8. 0之間時(shí)即反應(yīng)至終點(diǎn)，然后將堿式碳酸鎳離心分離，再將堿式碳酸鎳與濃度為6wt^的氫氧化鈉溶液按質(zhì)量比1 : 10進(jìn)行投料煮洗兩次，最后用純水洗至洗液中性后離心分離出堿式碳酸鎳。 3.將上述堿式碳酸鎳和氨基磺酸、純水按如下質(zhì)量比進(jìn)行合成堿式碳酸鎳氨
基磺酸純水=1.8 : i : i，反應(yīng)溫度控制在7(rc，反應(yīng)時(shí)間為i小時(shí)，合成終點(diǎn)溶液pH
=3. 8，將溶液過濾后減壓濃縮至熱溶液比重d = 1. 54g/ml即為高純氨基磺酸鎳溶液成品。
所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)，其主要指標(biāo)結(jié)果為含量(以鎳計(jì))184.5g/L;硫酸鹽0. 02wt% ;鈉0. 002wt% ;pH :3. 7。
實(shí)施例3 1.將工業(yè)級(jí)硫酸鎳原料與純水按質(zhì)量比為l : 1.7進(jìn)行溶解，溶解完全后，溶液比重為1. 29g/ml，向溶液中加入活性炭，活性炭和硫酸鎳的質(zhì)量控制在1 : 1500，將溶液煮沸1小時(shí)后停止加熱，再將該溶液過濾后濃縮溶液比重d = 1. 61g/ml。停止加熱濃縮，攪拌冷卻結(jié)晶至室溫，將結(jié)晶離心分離，得到精制的硫酸鎳晶體。 2.將上述硫酸鎳晶體與純水配制成含鎳為70g/L的溶液，緩慢加入到濃度為200g/L的碳酸銨溶液中，待合成溶液的pH值介于7. 0-8. 0之間時(shí)即反應(yīng)至終點(diǎn)，然后將堿式碳酸鎳離心分離，再將堿式碳酸鎳與濃度為8wt^的氫氧化鈉溶液按質(zhì)量比l : 9進(jìn)行投料煮洗兩次，再用純水洗至洗液中性后離心分離出堿式碳酸鎳。 3.將上述堿式碳酸鎳和氨基磺酸、純水按如下質(zhì)量比進(jìn)行合成堿式碳酸鎳氨
基磺酸純水=2 : i : 1，反應(yīng)溫度控制在65t:，反應(yīng)時(shí)間為i小時(shí)，，合成終點(diǎn)溶液pH二
4. O，將溶液過濾后減壓濃縮至熱溶液比重d = 1. 53g/ml即為高純氨基磺酸鎳溶液成品。
所得產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)，其主要指標(biāo)結(jié)果為含量(以鎳計(jì))183.0g/L;硫酸鹽0. 03wt% ;鈉0. 002wt% ;pH :3. 9。 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的
限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)將工業(yè)硫酸鎳原料溶解于純水中，將溶液過濾后濃縮析晶，得到精制的硫酸鎳結(jié)晶；(2)將步驟(1)制得的硫酸鎳結(jié)晶配制成溶液，再與碳酸銨溶液反應(yīng)生成堿式碳酸鎳沉淀；(3)將步驟(2)制得的堿式碳酸鎳沉淀于氫氧化鈉溶液中煮洗，再用純水洗滌至中性；(4)將步驟(2)制得的堿式碳酸鎳和氨基磺酸在純水中反應(yīng)得到氨基磺酸鎳溶液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法，其特征在于步驟(1) 中，精制的硫酸鎳具體通過以下方法得到將工業(yè)硫酸鎳與純水按1 : 1. 5 1 : 2的質(zhì)量比溶解得到比重為1. 28 1. 30g/ml的溶液；向溶液中加入活性炭，活性炭和硫酸鎳的質(zhì)量比控制在i : iooo i : 2000 ;將溶液煮沸1小時(shí)以上，停止加熱，再將該溶液過濾后，濃縮至溶液比重為1. 60 1. 62g/ml ; 濃縮析晶分離后得到精制的硫酸鎳晶體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法，其特征在于步驟(2) 中，所述堿式碳酸鎳具體由下述方法制備得到將含鎳為50 80g/L的硫酸鎳溶液滴加到濃度為150 200g/L的碳酸銨溶液中，控 制反應(yīng)終點(diǎn)PH值在7. 0 8. 0之間，得到堿式碳酸鎳沉淀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法，其特征在于步驟(3) 中，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為5 8wt % ，煮洗次數(shù)為兩次以上，每次堿式碳酸鎳 沉淀與濃度為5 8wt^的氫氧化鈉溶液按質(zhì)量比1 : 8 1 : IO進(jìn)行投料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法，其特征在于步驟(4) 中，所述堿式碳酸鎳和氨基磺酸、純水的投料質(zhì)量比如下堿式碳酸鎳氨基磺酸純水=1.5 : 1 : 1 2 : 1 : 1，反應(yīng)溫度控制60 70。C，合成終點(diǎn)溶液pH二 3. 5 4. o， 將溶液過濾后減壓濃縮至溶液比重為1. 52 1. 54g/ml即為氨基磺酸鎳溶液成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子級(jí)高純氨基磺酸鎳溶液的制備方法。該方法包括如下步驟(1)將工業(yè)級(jí)硫酸鎳原料溶解于純水中，將溶液過濾濃縮析晶，得到精制的硫酸鎳結(jié)晶；(2)將制得的硫酸鎳結(jié)晶配制成溶液后再與碳酸銨溶液反應(yīng)；(3)將制得的堿式碳酸鎳沉淀置于氫氧化鈉溶液中煮洗后再用純水洗滌至中性；(4)將洗滌后的堿式碳酸鎳和氨基磺酸反應(yīng)得到氨基磺酸鎳溶液。本發(fā)明的方法產(chǎn)品純度高、特別其中是硫酸鹽、鈉離子較一般碳酸鹽法制得的產(chǎn)品含量低，另外還有工藝條件簡(jiǎn)單易于控制，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B21/096GK101704517SQ20091019340
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者王刊, 譚歲月, 譚澤, 黃司平 申請(qǐng)人:廣東光華化學(xué)廠有限公司;廣州市金華大化學(xué)試劑有限公司