专利名称：一种α型六水硫酸镍间歇结晶工艺的晶体生长方法
技术领域：
本发明属于结晶技术领域，具体涉及一种α型六水硫酸镍间歇结晶过程中晶体生长的方法。
背景技术：
硫酸镍广泛应用于半导体、印刷电路板（PCB）、电池、化学镀、电镀等行业。 是电镀镍及合金、化学镀镍及合金和电池的主要镍盐，也是金属镍离子的主要来源。 还可用作镀镉、镀锌的添加剂。 在无机工业中，用作镍催化剂和其他镍盐如氯化镍、氧化镍、碳酸镍等。还用于制造镍镉电池、硬化油或油漆的催化剂、媒染剂用于还原染料、金属着色剂等
硫酸镍有无水、六水和七水三种类型。 低于31.5℃的晶体为七水合物，高于31.5℃的晶体为六水合物。 六水硫酸镍有两种晶型。 α型是蓝色四方晶体，空间群为1，晶胞参数为α=0.6780(1)nm和c=1.8285(2)nm。 β型为绿色单斜晶体，晶型转变点为53.3℃，相对密度为2.07。
晶体粒度、分布和晶型对六水硫酸镍的质量有着极其重要的影响，而结晶过程的晶型、粒度、质量和单程收率在很大程度上取决于所采用的结晶控制方法。 合理控制晶体的生长，获得所需的晶体尺寸和晶型，不仅可以提高结晶过程的纯度和单程收率，而且可以不同程度地改善产品的分离、洗涤、包装、运输和储存。
目前，我国硫酸镍的生产通常采用浓缩结晶的方法，通过调节pH值和添加晶种来控制结晶过程。 但结晶过程中的过饱和度仍然过大，且我国硫酸镍结晶过程中变量的控制比较粗放，导致产品晶型差、外观粉状、外观暗淡、粒径小等。易形成团聚体； 一方面过滤困难，单程收率低； 另一方面，产品纯度和含量较低，只能在国际市场上使用。 属于二级产品，无法满足客户的不同要求。 国外一些文献提到采用添加晶种或多次结晶循环来控制结晶过程，但所得晶体的平均粒径约为0.1mm。
发明内容
本发明的目的是提供一种α型六水硫酸镍间歇结晶过程中晶体生长的方法。 采用该方法可以获得分布范围窄、粒径为1～1.5mm、晶型为正方晶系的α型六水硫酸。 镍晶体。
为了实现上述目的，本发明的α型六水硫酸镍间歇结晶工艺的晶体生长方法主要包括以下步骤： (1)按照55℃溶解并制备硫酸镍的饱和溶液。对照无水硫酸镍在水中的溶解度曲线，将溶液置于低温恒温槽中加热至65±1℃，搅拌，完全溶解后保温30-60分钟； (2)冷却结晶。 控制上述溶液的搅拌速度在50-范围内。 在120至360分钟内将温度从65±1°C缓慢降低至31.5±0.1°C。 当温度降至48-55°C时，添加晶种。 晶种的添加量为原料量的0.02%～0.6%。 直径0.15-0.35mm； 添加晶种后，确保晶体在溶液中处于半悬浮状态。 一开始慢慢冷却。 当晶体长大到一定尺寸时，适当加快冷却； (3)将上述晶浆过滤并干燥。 将离心后得到的晶体在50-55℃的温度下离心干燥3-4小时，即得最终产品。
上述步骤(2)中的冷却过程分为两个阶段。 第一阶段从65±1℃到49-54±1℃，线性冷却，线性函数T=65-0.5t，其中T为温度，单位为℃，t为冷却时间，单位为分钟，且0≤t≤32； 第二阶段，从49-54±1℃到31.5±0.1℃，控制方案根据三次函数T=T0-(T0-31.5)×(ttf)3]]>曲线降温，其中T为温度，单位℃； T0为添加晶种时的温度，49≤T0≤54，单位为℃； t为冷却时间，单位为分钟； tf 为曲线总冷却时间，单位为分钟，0≤t≤tf。
为了促进溶解，上述步骤(1)中的搅拌速率优选为140-。
上述步骤(2)中的搅拌速率优选为80-。
上述步骤(2)中晶种的添加量为原料量的0.1-0.3%，粒径为0.2-0.3mm。
上述步骤(2)中，总的曲线冷却时间tf为150-200分钟。
本发明间歇结晶工艺的晶体生长方法，通过控制冷却速率和搅拌速率，加入一定量和一定粒径的晶种进行冷却结晶，得到的α型六水硫酸镍晶体具有粒径大、分布均匀、表面光滑。 光泽度好，晶型好，不易聚集或结块，具有较强的市场竞争力。
图1为实施例2硫酸镍间歇结晶工艺的冷却曲线。
具体实施例
以下实施例中，根据无水硫酸镍在水中的溶解度曲线，在55℃下制备饱和状态的硫酸镍溶液。
实施例1 称取100g工业级六水硫酸镍，加入71.6ml去离子水混合，用低温恒温器将溶液温度升至65℃，搅拌溶解，控制搅拌速率为，并保温30分钟； 待晶体完全溶解后，将搅拌速度调至，在30分钟内以线性函数T=65-0.5t线性降温至T0=50℃，然后加入0.5g晶种，粒径为0.25毫米。 并利用三次函数T=T0-(T0-31.5)将得到的晶体在50℃下干燥4小时，最终得到平均粒径为1.0mm的α型六水硫酸镍晶体和蓝色四方晶体。获得。
实施例2 称取88.8g工业级六水硫酸镍，加入63.5ml去离子水混合，用低温恒温器将溶液温度升至65℃，搅拌溶解，控制搅拌速率为 ，保温60分钟； 待晶体完全溶解后，将搅拌速度调节至80rpm。 20分钟内以线性函数T=65-0.5t将温度线性冷却至T0=55℃后，加入0.3g粒径为0.2mm的晶种。 ，并用三次函数T=T0-(T0-31.5) ，冷却曲线如图1所示； 将得到的晶体在55℃下干燥4小时，最终得到平均粒径为1.3mm的蓝色四方α型α型六水硫酸镍晶体。
实施例3 称取88.8g工业级六水硫酸镍，加入63.5ml去离子水混合，用低温恒温器将溶液温度升至65℃，搅拌溶解，控制搅拌速率为 ，保温60分钟； 待晶体完全溶解后，将搅拌速度调至90rpm，在20分钟内以线性函数T=65-0.5t线性降温至T0=55℃，然后加入0.2g晶种，粒径为0.3毫米。 并利用三次函数T=T0-(T0-31.5)将得到的晶体在55℃下干燥3小时，最终得到平均粒径为1.5mm的α型六水硫酸镍晶体和蓝色四方晶体。 。
以上仅对本发明α型六水硫酸镍间歇结晶工艺中晶体生长方法的几个优选实施例进行了详细说明。 然而，上述实施例并不用于限制本发明的保护范围。 对本发明描述的方法的修改或适当的变化和组合均应包括在本发明的范围内。
权利要求
1、一种α型六水硫酸镍间歇结晶工艺的晶体生长方法，包括以下步骤：（1）根据无水硫酸镍在水中的溶解度曲线溶解，制备55℃的硫酸镍饱和溶液，将溶液置于低温恒温器中加热至65±1℃，搅拌，完全溶解后保温30-60分钟； (2)冷却结晶控制上述溶液的搅拌速度在50-200转/分钟范围内，120-360分钟，将温度从65±1℃缓慢降至31.5±0.1℃。 当温度降至49-54°C时，添加晶种。 晶种添加量为原料的0.02%～0.6%，粒径为0.15～0.35毫米； 加入晶种后，保证晶体在溶液中呈半悬浮状态，开始时缓慢冷却。 当晶体生长到一定尺寸时，适当加快冷却速度； (3)将上述结晶液过滤干燥，离心，将离心后得到的晶体在50-55℃下干燥3-4小时，即得最终产品。
2.根据权利要求1所述的α型六水硫酸镍间歇结晶过程中晶体生长的方法，其特征在于，步骤（2）中的冷却过程分为两个阶段，第一阶段从65± 1°C。 至49-54±1℃，线性冷却，线性函数T=65-0.5t，其中T为温度，单位为℃，t为冷却时间，单位为分钟，0≤t≤32； 第二阶段从49-54±1℃开始降温至31.5±0.1℃，按三次函数T=T0-(T0-31.5)×(ttf)3]]>曲线控制溶液降温，其中T为温度（°C）； 添加T0 晶种时的温度，49≤T0≤54，单位为℃； t为冷却时间，单位为分钟； tf为曲线总冷却时间，单位为分钟，0≤t≤tf。
3.根据权利要求1或2所述的α型六水硫酸镍间歇结晶工艺中晶体生长的方法，其特征在于，步骤（1）中的搅拌速率为140-。
4.根据权利要求1或2所述的α型六水硫酸镍间歇结晶工艺中晶体生长的方法，其特征在于，步骤（2）中的搅拌速率为80-。
5、根据权利要求1或2所述的α型六水硫酸镍间歇结晶工艺中晶体生长的方法，其特征在于，步骤（2）中晶种的添加量为原料的0.1-0.3%。物料量，粒径0.1-0.3%。 直径为0.2-0.3mm。
6.根据权利要求2所述的α型六水硫酸镍间歇结晶过程中晶体生长的方法，其特征在于，步骤（2）中，总曲线冷却时间tf为150-200分钟。
全文摘要
本发明提供了一种α型六水硫酸镍间歇结晶过程中晶体生长的方法。 其方法是先配制一定浓度的硫酸镍溶液，加热到一定温度时搅拌使其完全溶解，然后控制冷却速度、搅拌速度和一定量的一定粒径的晶种。添加用于冷却和结晶。 最后将晶液离心，得到的晶体在一定温度下干燥即得最终产品。 该控制方法得到的α型六水硫酸镍晶体具有粒径大、分布均匀、晶型好等特点，具有较强的市场竞争力。
文件号码/
发表日期： 2007年10月31日 申请日期： 2007年5月8日 优先权日： 2007年5月8日
发明人 姜彦斌、褚玉宽、郑仁、于俊文、钱宇 申请人：广东光华化工厂有限公司、华南理工大学