硫酸镍的主要用途和相关化学反应

硫酸镍的主要用途和相关化学反应

硫酸镍的化学式为NiSO4，是一种常见的镍(II)盐。 无水盐为黄色粉末或柠檬黄色等轴八面体晶体。 溶于水，不溶于乙醇、乙醚、丙酮。 由于吸收空气中的水分而变绿。 受热时分解。 相对密度为3.6。 水合硫酸镍主要有NiSO4·7H2O和NiSO4·6H2O。 七水合物为水绿色菱形棱柱晶体，味甜，俗称“绿矾”。 其熔点为98~100℃。 加热至103℃时失去6个结晶水，279℃时变为无水物，300℃左右时变成绿黄色。 相对密度为1.9。 六水硫酸镍有两种变体：α型和β型。 α型为蓝绿色四方晶体，β型为透明绿色单斜晶体。 在干燥空气中可风化。 转变点为 53.3°C，并在 103°C 时失去其值。 6分子水，易溶于水、乙醇、氨水，相对密度2.0。 两种水合硫酸镍均易溶于水，不溶于醇。 将金属镍溶解在硫酸中可制得硫酸镍。 为了加速反应，常加入氧化剂如硝酸或过氧化氢。 相关化学反应方程式如下： Ni+H2SO4+2HNO3=NiSO4+2NO2↑+2H2O

也可由氧化镍或碳酸镍溶解于稀硫酸中制得：

NiO+H2SO4＝NiSO4+H2O

NiCO3+H2SO4＝NiSO4+H2O+CO2↑

硫酸镍能与碱金属或硫酸铵反应生成水合复合盐M2SO4·NiSO4·6H2O。 M是碱金属或铵离子。 常见的有硫酸镍钾K2SO4·NiSO4·6H2O和硫酸镍铵(NH4)2SO4。 ·NiSO4 ·6H2O。 此外，还有碱式硫酸镍，即水合三氧化硫和氧化镍xNiO·ySO3·zH2O。 硫酸镍广泛用作镀镍液和催化剂，硫酸镍铵还可用作颜料。

无水硫酸镍是黄色立方晶体。 相对分子质量154.78。 相对密度3.68。 熔点为848℃。 它分解并释放出三氧化硫。 不溶于乙醚和丙酮，溶于水（0℃时28.1，10℃时33.0，20℃时38.4，25℃时41.2，30℃时44.1，40℃时48.2，50℃时52.8，60℃时56.9， 80℃时66.7、100℃时69.3)、乙醇(15℃时0.017、55℃时0.025)、甲醇(15℃时0.061、35℃时0.110、55℃时0.222)。 有吸湿性，在潮湿空气中易变成绿色水合物。

六水硫酸镍有两种晶型，α型和β型。 α型为蓝色四方棱柱晶体； β型为绿色单斜晶体。 其味甜而涩。 相对分子质量262.86。 相对密度2.07。 α-型在 53.5°C 时转变为 β-型。 β-形式在 40°C 下稳定。 在室温下变成蓝色不透明。 略带荧光。 100°C 时失去五个水分子。 280℃时变成无水盐。 折射率为1.511（α型）、1.487（β型）。 溶于水（0℃时62.52，100℃时340.7）、甲醇（室温42.5）、乙醇和氢氧化铵。

七水硫酸镍也称为水镁石。 绿色斜方晶系针状晶体。 相对分子质量280.88。 相对密度1.948。 熔点99℃。 在31.5℃脱去一分子水，成为α型六水合物； 它在53.3℃时脱去一个水分子，变成β型六水合物。 103℃时可脱去六个水分子。 280°C 时除去所有结晶水。 在空气中易风化，变成不透明粉末。 当接触到水时，这种粉末会再次变绿。 易溶于水：0℃时27.9，20℃时37.8，40℃时50.4，溶于甲醇和乙醇。

[硫酸镍的用途]

硫酸镍广泛用作镀镍液及催化剂、媒染剂； 颜料原料； 油漆干燥剂； 硫酸镍铵也可用作颜料。

[硫酸镍的制备方法]

1、将镍和少量硝酸溶解于硫酸中，过滤除去杂质，滤液加热浓缩，室温冷却，析出七水硫酸镍。 在25℃下，四水合物也可以用43%硫酸溶液沉淀。 也可以在131℃下从硫酸镍饱和溶液中沉淀出二水合物，也可以将二水合物在103℃下加热得到一水合物。

2、七水硫酸镍也可由一氧化镍与硫酸反应制得。

[硫酸镍溶液电解萃取阴极镍]

硫酸镍电解萃取（沉积）属于不溶性阳极电解，槽内电化学反应总量不为零。 该工艺被 炼油厂、日本矿业公司 和津巴布韦的 冶炼厂使用。 前者共有126个电解槽，内部尺寸为6.6m×1.22m×1.2m。

纯铅阳极放置在聚酯袋中，产生的氧气通过袋子直接排放到车间。 阳极尺寸为1.0m×0.75m×0.008m，平均使用寿命5~6a，每槽49片； 阴极每槽48片，尺寸0.97m×0.89m×0.0012m，采用不锈钢种板电解36小时后剥离，寿命7天，每片重约80kg，同杆距为30mm。 所需阴极电解液成分（g/L）为：Ni 95~100。 Cu 装置工艺与 装置类似，只是极距相同为 160mm，液位差为 25mm，且阴极室净化液含 Ni2+96g/L、Ni2+68g/L ，其他杂质为（10-6）：Cu 1 、Co1~2 、Pb1 、Fe1 、Zn1 、pH3.5。 温度65℃，阴极电流密度225A/m2，电流效率95%。

【光亮镍镀液PH值控制】

光亮镍镀液呈弱酸性，阴极电流效率小于100%。 因此，电镀过程中除了在阴极上沉积镍外，还会释放出少量氢气。 氢气的释放影响溶液中氢离子的浓度，pH控制范围是镀层质量的关键参数。 。

pH值直接影响镀液和镀层的质量。 如果pH值太高，在靠近阴极的区域会有碱性镍盐沉淀的趋势，这将有助于氢气泡停留在阴极（即镀件的下半部分），从而导致镀层中出现针孔。涂层。 同时，由于镀层中夹有碱性镍盐的存在，镍盐使镀层结晶粗糙，出现脆性裂纹。 因此，只有普通镍或电流密度较低的滚镀镍才能使用较高的pH值。 pH值较低的镀液阳极溶解较好，污泥较少，可以使用较高的电流密度。 因此，快速镀镍溶液一般采用较低的pH值。 低pH值还可以降低镀液因浑浊而产生毛刺和针孔的风险。 当然，pH值太低也有缺点。 涂层的亮度比高pH值的要差，沉积速度也较慢。

需要指出的是，各种光亮镍电镀配方中，由于主盐的含量不同，相应镀液的pH控制范围也应不同。 一般规则是：当硫酸镍含量过高时，应允许pH值较低；当硫酸镍含量过高时，应允许pH值较低；当硫酸镍含量过高时，应允许pH值较低。 当硫酸镍含量较低时，pH值应较高。 pH变化的总范围优选控制在3.8至5.5之间。 太低，阴极电流效率下降，镀层变脆，甚至得不到镀层，仅析出氢气； 否则，pH值过高，溶液会浑浊、沉淀。 涂层变得模糊、产生毛刺并且严重脆化。

实际生产中光亮镍镀层的pH值逐渐升高。 这是因为氢离子被还原并沉淀在阴极上。 因此，每天下班前，用pH试纸进行检查。 若pH太高，可用10%硫酸调节； 若镀液pH值较低，可用5%~10%氢氧化钠或氢氧化钾溶液调节。 注意，一般不宜频繁添加NaOH，以防止Na+增加。 但添加氢氧化钠（或氢氧化钾）时，要加强搅拌，缓慢添加，避免局部pH值过高，形成氢氧化镍沉淀。 如果用碳酸镍比较好，方法是先用热水将碳酸镍调成糊状，然后溶解在镀液中，搅拌均匀，直至pH值达到正常工艺范围。 主要依靠现场测量和控制，一般调整量很小。

以上信息由通通编辑整理。