一种镍钴金属粉末的制备方法

专利名称：一种镍钴金属粉末的制备方法
技术领域：
一种镍钴金属粉末的制备方法，属于有色金属冶金、粉末冶金和材料制备技术领域。涉 及一种以纳米或超细镍、钴金属粉末为晶种，采用湿法冶金水热氢还原技术制备镍粉、钴粉 和镍钴合金粉末的工艺方法。
背景技术：
镍钴(Ni-Co)合金粉末具有特殊的性能，不同于一般单纯镍、钻金属粉末的物理、化学、 磁性和机械性能，在硬质合金、贮氢合金、磁性材料、催化剂、电镀、电池等行业具有广泛 的应用前景。此外，在硬质合金制备方面，钴金属价格昂贵，资源稀缺，人们一直在研究钻 的替代品，如镍和铁，但以铁粉作为粘结剂的硬质合金通常机械强度很低，用纯镍作为硬质 合金的粘结相，所得到的硬质合金的物理机械性能不如钴作粘结剂的性能，而且工艺控制较 困难。而以镍取代部分钴的镍钴合金则可取得较好的效果，并降低生产成本。
镍钴合金粉末的制备方法主要有固相法、气相法、液相法，又可细分为机械合金法、羰 基法、超声波辐照法、水热还原法、多元醇还原法、电沉积法、共沉淀一热分解法、卤化物 气相还原法等等。已报道的水热还原法是用NiS04、 CoS04及联氨为原料制备镍钴合金粉末， 其工艺是先将10M的联氨(即水合肼)与0.05M的NiSO4、 CoS04溶液混合，然后倒入高压釜 内于一定温度下反应。在反应过程中，Ni2+、 0)2+在室温下先与联氨形成中间化合物 [Ni(N2H4)3l2+、 [Co(N2H4)32+,随着温度的升高，中间化合物开始分解形成镍钴合金粉末。试 验研究表明，只有在pH》13,温度大于12(TC的条件下才能得到镍钴合金粉末(湛菁，张传 福，黎昌俊等，镍钴合金粉的制备及其应用现状，硬质合金，2002年，第19巻第4期，p206 210)。该水热还原法使用了价格昂贵的联氨，生产成本高；在高pH值下发生反应，一制备条件 较苛刻。而水热氢还原法则采用氢气为还原剂，与该水热还原法不同。到目前为止，还未见 用水热氢还原法，特别是以纳米镍粉、钴粉作晶种制备镍钴合金粉末的公开报道。
超细镍粉在催化剂、烧结活化剂、磁性材料、导电桨料、电池材料、吸波材料、硬质合 金、多层陶瓷电容器和粉末冶金领域显示出良好的性能。超细钴粉则主要应用于硬质合金、 电池材料、催化剂、永磁体材料和陶瓷工业等。国内由于电池、催化剂、硬质合金等行业的 迅速发展，对超细镍粉、超细钴粉的需求大增。
超细镍粉和超细钴粉(以下称为超细镍粉、钴粉)的制备方法主要有气相法、液相还原 法、电解法和固相法，国内公开了的有关发明专利甚多，但已用于工业化生产的技术方法主 要还是气相法、液相还原法。其中液相还原法中的水热高温加压氢还原法(简称水热氢还原法)是以镍、钴的沉淀物(如氧化物、氢氧化物、碱式碳酸盐等)为原料，调成水浆料，并 加入催化剂(如氯化钯等)，在高压釜内高温条件下，通入高压氢气，控制反应条件还原得到 超细镍粉或超细钴粉(CN1034689A、 CN85100739A、 GB744563A、 US2805149A1)。或者在 硫酸镍(钴)、硫酸铵和氨水的氨性溶液中加入硫酸亚铁、硫酸亚铬、硼氢化钠(US4761177A1)、 硫酸银、硝酸银(US5246481A1)或氰化钠与硫化钠(EP0047076A1)等作为形核剂，在120 200'C水热条件下加压氢还原，获得钴粉(重有色金属冶炼设计手册，铜镍巻，冶金工业出版 社，1996年，p754 772;以及刘金山，用加压氢还原法生产钴粉，中国有色冶金，1979年， 第5期，p24 30)。将形核剂以水溶液的方式加入到含硫酸镍(钴)的氨性溶液内，然后再经 多次长大，可直接制备超细镍粉或超细钴粉，但该方法通常需要较长的诱导期，影响生产效 率；由于诱导期长，特别易引起设备的内壁结疤，随后需要花大量时间采用化学或高压氧浸 的方法清除，增加生产成本。形核剂的添加引入了其它的金属元素，降低产品纯度，影响产 品的性能；形核剂本身价格昂贵(如硝酸银、氯化钯等)，增加生产成本；添加的剧毒物质(如 氰化物)污染环境。
近年来，纳米技术得到了极大的发展，开发了许多制备纳米镍粉和纳米钴粉(以下称纳 米镍粉、钴粉)的制备方法，为超细镍粉、钴粉的水热高温加压氢还原制备技术方法的改进 提供了基础。本发明通过研究发现，直接用纳米镍粉、钴粉代替形核剂，可大大縮短反应诱 导期的时间，诱导期从40 80分钟降低到2 5分钟，结疤率也仅为加入常规添加剂时的5 10%，大大提高了设备使用效率和产品纯度，而且可以非常方便地制备不同成分范围的镍钴合 金粉末。

发明内容
本发明的目的是提供一种采用水热氢还原技术制备镍粉、钴粉和镍钴合金粉末的工艺 方法，主要包括如下工艺方法和目的
(1) 以纳米镍粉、钴粉作晶种，采用水热氢还原工艺方法，在纳米镍粉上包镀钴或在纳 米钴粉上包镀镍，从而获得同时包含金属镍和金属钴的纳米镍钴合金粉末。分两种方法处理 以获得产物， 一是直接用该纳米镍钴合金粉末作晶种，制备超细或微细镍钴合金粉末。即将 水热氢还原后含有纳米镍钴合金粉末的混合溶液过滤后，不洗涤，再与含镍、钴硫酸盐及氨、 硫酸铵的氨性水溶液混合，采用水热氢还原工艺方法，在纳米镍钴合金粉末上再包镀钴或包 镀镍，制备超细或微细镍钴合金粉末。二是将水热氢还原后含有纳米镍钴合金粉末的混合溶 液过滤，经洗涤、烘干，得到纳米镍钴合金粉末产品。
(2) 以纳米镍粉、钻粉作晶种，釆用水热氢还原工艺方法制备超细镍粉、钴粉。分两种 方法处理以获得产物， 一是直接用该超细镍粉或钴粉作晶种，制备超细或微细镍钴合金粉末。 即将水热氢还原后含有超细镍粉或钴粉的混合溶液过滤后，不洗涤，再与新的含镍或钴硫酸盐的氨性水溶液混合，采用水热氢还原工艺方法，在镍粉上包镀钴或在钴粉上包镀镍，制备 超细或微细镍钴合金粉末。二是将水热氢还原后含有超细镍粉、钴粉的混合溶液过滤，经洗 涤、烘干，得到超细纯镍粉、纯钴粉产品。
(3) 以超细镍粉、钴粉作晶种，采用水热氢还原工艺方法，在超细镍粉上包镀钴或在钴 粉上包镀镍，从而获得同时包含金属镍和金属钴的微细镍钴合金粉末产品。
(4) 以超细镍粉、钴粉作晶种，采用水热氢还原工艺方法，在超细镍粉上再包镀镍或在 钴粉上再包镀钴，从而获得微细镍粉或微细钴粉产品。
本发明的目的是通过以下技术工艺技术方案实现的将硫酸镍(或硫酸钴)、氨水、硫酸 铵按比例配成一定浓度的氨性水溶液，加入少量蒽醌、骨胶、；取一定量的纳米或超细镍粉(或 钴粉)作晶种，加入到配制好的氨性水溶液中，搅拌混匀，然后将含有镍粉(或钴粉)的混 合溶液转入高压釜内，密封高压釜。开启高压釜搅拌电机，使镍粉(或钴粉)悬浮在混合溶 液中;将高压釜内的溶液加热，当溶液温度达到120'C以上时，充入高压氢气，使釜内压力 达到2 6MPa;保持高压釜内的压力和溶液的温度，氢气将溶液中的金属离子(镍离宇或钴 离子)还原，金属镍(或金属钴)不断析出，沉积在纳米或超细镍粉(或钴粉)晶种表面； 随着还原时间的延长，析出的金属镍(或金属钴)量增加，当被还原的金属镍或金属钴量足 够多时，晶种表面被金属镍(或金属钴)覆盖，形成一层致密的金属镍或金属钴包镀层；而 当沉积析出的金属镍(或金属钴)量较少时，原有晶种的部分表面曝露在外，沉积的金属点 缀在其表面。当溶液中的镍离子(或钴离子)被氢气完全还原后，包镀反应停止，将高压釜 内的溶液冷却至9(TC以下，排出表面包镀了金属镍(或金属钴)的镍粉(或钴粉、镍钴合金 粉末)和水溶液，经过滤、干燥，可获得所需要的纳米(或超细、微细)金属镍粉、钴粉、 镍钴合金粉末中的一种。滤液经蒸发、浓缩、结晶，回收硫酸铵。
上述金属粉末的制备过程可根据材料性能需要，根据所采用的含硫酸镍或含硫酸钴氨性 水溶液中金属离子成分的不同，既可以在镍粉上包镀金属镍，也可包镀金属钴，或者在钴粉、 镍钴合金粉末上包镀金属镍或金属钴。通过选择含硫酸镍或者含硫酸钴的氨性水溶液作为原 料，并控制溶液中的金属含量，来决定需要包镀的金属种类或金属量，如交替采用这两种金 属的氨性水溶液为原料，并控制其中金属离子的含量，每次包镀完一种金属后，将水溶液过 滤，粉末与另一种氨性水溶液混合，在高压釜内经水热氢还原沉积第二种金属，可在一种晶 种上沉积具有夹层结构的金属粉末，并可控制金属层的厚度。因氨性水溶液中同时含有镍、 钴离子，在氢还原过程中镍优先析出，在镍离子被基本还原完成后，钴开始沉积，故在制备 镍钴合金粉末时，可以采用同时含有镍、钴离子的氨性水溶液为原料。
本发明具体的工艺步骤和特征如下
1、量取一定体积的去离子水，抽入搅拌槽内，加热去离子水至40 卯'C，加入硫酸镍 (或硫酸钴)，加入氨水、硫酸铵，配成含单一金属(镍或钴)离子浓度为15 130g/L、硫酸铵浓度50 230g/L、氨金属比(溶液中氨与镍离子，或氨与钴离子的摩尔数之比)为2.1 4.5的氨性水溶液，其中镍、钴金属离子不同时存在于同一种溶液中，即单一金属的氨性水溶 液。
2、 量取一定体积的去离子水，抽入搅拌槽内，加热去离子水至40 90'C,同时加入硫 酸镍、硫酸钴，再加入氨水、硫酸铵，配成含同时含有镍离子和钴离子、总浓度为40 130g/L、 硫酸铵浓度50 230g/L、氨金属比(溶液中氨与镍和钴离子的总摩尔数之比)为2.1~4.5的 氨性水溶液，其中镍、钴金属离子同时存在于同一种溶液中，即同时含有两种金属(含硫酸 镍和硫酸钴)的氨性水溶液。
3、 在硫酸镍或硫酸钴的单一或同时含有两种金属的氨性水溶液中，按0.1 0.2g/L计量 加入蒽醌、0.01 0.02g/L骨胶。
4、 在硫酸镍或硫酸钴的单一或同时含有两种金属的氨性水溶液中加入蒽醌和骨胶后，再 加入纳米或超细镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)晶种。纳米级金属粉末晶种平均直径约为5 90nm，超细级金属粉末晶种平均直径约为200 950nm。当制备镍钴合金粉时，晶种加入量 根据最后的产物成分要求确定，含镍(或钴)量在5 50%范围内可调。
5、 将含有晶种的单一或两种金属的氨性水溶液转入高压釜内，密封高压釜后，开启高压 釜搅拌电机，搅拌速度300~1100转/分，使晶种悬浮在单一或两金属氨性水溶液中，进行包 镀反应。加热高压釜，使釜内溶液温度升高，当温度上升到12(TC后，将高压氢气从高压储罐 中导入减压缓冲罐内，然后充入高压釜内，使釜内氢气压力达到2.5 61\1 &;充入的氢气将 溶液中的金属(镍、钴)离子还原，并沉积在晶种表面，沉积反应持续进行，氢气压不断下 降；当氢气压力降至2MPa时，再充入氢气至一定压力，保持溶液的温度在120 200'C范围内， 至金属(镍、钴)离子还原反应完成为止，沉积反应结束。
6、 用冷却水将高压釜内的水溶液冷却至9(TC以下，从高压釜内排出含有金属镍粉(或 钴粉、镍钴合金粉)的水溶液，经过滤、洗涤，将金属粉末放入真空烘箱内于40 80'C温度 下干燥，获得所需要的纳米、超细或微细金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)产品。滤液经蒸 发、浓縮、结晶，回收硫酸铵。
7、 或者经过上述步骤5后，将含有金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)的水溶液从高压釜 内排出后，与步骤6不同，只将金属粉末从溶液中过滤出来，不洗涤，金属粉末不作为最终 产品，而是再次作为晶种，与单一或同时含有两种金属的氨性水溶液按一定比例混合，转入 高压釜内，按步骤5重复氢还原沉积金属。如此经过多次重复步骤5、 7，达到要求后，从高 压釜内排出含有金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)的水溶液，经过滤、洗涤，将金属粉末放 入真空烘箱内于40 80'C温度下干燥，获得所需要的超细或微细金属镍粉(或钻粉、镍钴合 金粉)产品。
8、 上述步骤5、 7中每次过滤出的金属粉末，如一直只与一种单一金属的氨性水溶液混合，进行包镀反应，则得到单一成分的金属粉末；或者与另一种金属的氨性水溶液混合，进 行包镀反应，则得到镍钴合金粉末；或者交替采用含镍或含钴的单一金属的氨性水溶液与过 滤出的金属粉末混合，进行包镀反应，则得到具有夹层结构的镍钴合金粉末；或者采用同时 含有两种金属的氨性水溶液与过滤出的金属粉末混合，进行沉积包镀反应，也得到具有夹层 结构的镍钴合金粉末。
9、 上述经水热氢还原方法制备的镍钴合金粉末，还可以根据需要，将其内部的镍、钴成 分分布均匀化，即在氢气或氮气保护条件下，于500 95(TC的温度下热处理16 30小时， 获得镍、钴成分均匀的产品。
10、 纳米级合金粉末产品平均直径约为30 90mn,超细级金属粉末产品平均直径约为 200 950nm,微细级金属粉末产品平均直径约为2 20fim。
本发明具有如下优点和积极效果采用水热氢还原的工艺方法，以硫酸镍、硫酸钴为原 料，与硫酸铵、氨水等配制成氨性水溶液，加入少量蒽醌，以氢气作为还原剂，在高压釜内 可制备纳米、超细或微细金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)产品。原料易得，工艺简单、流 程短，生产成本低，生产过程易于控制，生产效率高。金属粉末的粒度均匀，尺寸和成分可 控，产品质量好，制备条件范围广。包镀后产生的硫酸铵尾液可回收利用，对环境无污染。
具体实施方式
实施例1
纳米镍粉作晶种，硫酸镍的氨性水溶液为原料制备超细镍粉。称取硫酸镍30kg和硫酸铵 15.3kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水60L，加热至60T:，搅拌溶解，量取浓度为25%的氨 水18,45L，加入搅拌槽内，与槽内的硫酸镍和硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水将溶液稀 释至总体积100L，配成含镍约63g/L、氨镍比为2.3、硫酸铵浓度为150g/L的混合溶液；在 混合溶液中加入蒽醌10g、骨胶1.5g，加入含有粒度约为30 50nm的纳米镍粉2.1kg的水溶 液，然后将含有蒽醌、骨胶、纳米镍粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高 压釜。
开启高压釜搅拌电机，使纳米镍粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到125"C时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到2.51\ 3，并保持与高 压釜相通。经过3分钟后，氢气压力迅速下降，即溶液中的镍离子被氢气还原，沉积在纳米 镍粉表面，纳米镍粉不断长大；经过15分钟后，釜内温度上升至148'C，氢气压力下降缓慢; 再经过3分钟后，氢气压力不再下降，釜内溶液中的镍离子已经完全被氢气还原，包镀在纳 米镍粉的表面，最后长大成超细镍粉。开启冷却水，流过高压釜内的冷却器内，外部含超细 镍粉的水溶液逐渐降温；当高压釜内水溶液被冷却至86'C时，排出超细镍粉的水溶液；过滤 脱水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复4次；在真空干燥箱内于6(TC干燥6小时；冷却后取出，获得超细镍粉产品，重量约为S.lkg，粒度约为450 820nm。包镀尾液经蒸发、浓 缩、结晶，回收硫酸铵。
实施例2
纳米钴粉作晶种，硫酸钴的氨性水溶液为原料制备超细钴粉。称取硫酸钴313kg和硫酸 铵12,2kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水70L，加热至40'C，搅拌溶解，量取浓度为25%的 氨水27.8L，加入搅拌槽内，与槽内的硫酸钴和硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水将溶液 稀释至总体积120L,配成含钴约52.1g/L、氨钴比3.5、硫酸铵99.6g/L的混合溶液；在混合 溶液中加入蒽醌18g、骨胶2g，加入粒度约为53 85nm的纳米钴粉2.3kg,然后将含有蒽醌、 骨胶、纳米钴粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使纳米钴粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到135'C时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到4.5MPa，并保持与高 压釜相通。经过4分钟后，氢气压力迅速下降，即溶液中的钴离子被氢气还原，沉积在纳米 钴粉表面，纳米钴粉不断长大；经过18分钟后，釜内温度上升至15rC,氢气压力下降缓慢； 再经过4分钟后，氢气压力不再下降，釜内溶液中的钴离子被氢气完全还原，包镀在纳米钴 粉的表面，最后长大成超细钴粉。开启冷却水，用高压釜内的管式冷却器将含超细钴粉的水 溶液降温；当高压釜内水溶液被冷却至89-C时，排出含超细钴粉的水溶液；过滤脱水，并用 去离子水洗涤、过滤粉末，重复3次；在真空干燥箱内于7(TC干燥6小时；冷却后取出，获 得超细钴粉产品，重量约为8.3kg，粒度约为300 730mn。包镀尾液经蒸发、浓縮、结晶， 回收硫酸铵。
实施例3
纳米钴粉作晶种，硫酸镍的氨性水溶液为原料制备纳米镍钴合金粉末。称取硫酸镍30kg 和硫酸铵27.9kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水80L，加热至50'C，搅拌溶解，量取浓度为 25%的氨水25.7L，加入搅拌槽内，与槽内硫酸镍的氨性水溶液混合，再用去离子水将溶液 稀释至总体积130L,配成含镍约48.5g/L、氨镍比3.2、硫酸铵210.3g/L的混合溶液；在混合 溶液中加入蒽醌14.3g、骨胶1.8g，加入粒度约为15 45nm的纳米钴粉5.8kg，然后将含有 蒽醌、骨胶、纳米钴粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使纳米钴粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到130"C时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到3MPa，并保持与高压 釜相通。经过2分钟后，氢气压力下降，溶液中的镍离子被氢气还原，沉积在纳米钴粉表面， 纳米钴粉不断长大；经过12分钟后，釜内温度上升至142'C,氢气压力下降缓慢；再经过3 分钟后，氢气压力不再下降，釜内溶液中的镍离子巳经完全被氢气还原，包镀在纳米钴粉的表面，最后长大成纳米镍钴合金粉末。开启冷却水，流过高压釜内的管式冷却器内，含纳米
镍钴合金粉末的水溶液逐渐降温；当高压釜内水溶液被冷却至85x:时，排出含纳米镍钴合金
粉末的水溶液；过滤脱水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复4次；在真空干燥箱内于60 "C干燥6小时；冷却后取出，获得纳米镍钴合金粉末产品，重量约为lL5kg，含钴约46.7%， 粒度约为70 90nm。包镀尾液经蒸发、浓縮、结晶，回收硫酸铵。
在上述配料中，将硫酸镍用量30Kg改为9.3kg， 25%的氨水用量25.7L改为8L，其它 成分和纳米钴粉用量不变，重复上述制备过程，获得含镍约25.9% (其中含钴约74.1%、)的 纳米镍钴合金粉末，粒度约为30 65nm。
实施例4
纳米镍粉作晶种，硫酸钴的氨性水溶液为原料制备纳米镍钴合金粉末。称取硫酸钴12.5kg 和硫酸铵8.2kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水80L，加热至55'C,搅拌溶解，量取浓度为 25%的氨水12.1L，加入搅拌槽内，与槽内的硫酸钴和硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水 将溶液稀释至总体积125L，配成含钴约20g/L、氨钴比3.8、硫酸铵64.0g/L的混合溶液；在 混合溶液中加入蒽醌13g、骨胶1.5g,加入粒度约为45 65nm的纳米镍粉14.6kg，然后将 含有蒽醌、骨胶、纳米镍粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使纳米镍粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到13(TC时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到33MPa，并保持与高 压釜相通。经过2分钟后，氢气压力下降，溶液中的钴离子被氢气还原，沉积在纳米镍粉表 面；经过6分钟后，高压釜内温度上升至136'C，氢气压力下降缓慢；再经过2分钟后，氢 气压力不再下降，釜内溶液中的镍离子已经完全被氢气还原，沉积在纳米镍粉的表面，最后 形成纳米镍钴合金粉末。开启冷却水，将高压釜内含纳米镍钴合金粉末的水溶液降温；当高 压釜内水溶液被冷却至85"C时，排出含纳米镍钴合金粉末水溶液；过滤脱水，并用去离子水 洗涤、过滤粉末，重复3次；在真空干燥箱内于75'C干燥5小时；冷却后取出，获得纳米镍 钴合金粉末产品，重量约为11.2kg，含钴约14.9%(其中含镍约85.1%),粒度约为55 80nm。 过滤尾液经蒸发、浓縮、结晶，回收硫酸铵。
在上述制备过程中，如将粒度约为45 65nm的纳米镍粉晶种的加入量14kg改为加入 34.8kg，其它条件不变，重复上述制备过程，可获得纳米镍钴合金粉末产品重量36.5kg，含 钴约6.5% (其中含镍约93.4y。，金属含量按去除含氧折合计)，粒度约为50 80nm。
如用纳米钴粉晶种代替纳米镍粉晶种，用硫酸镍的氨性水溶液代替硫酸钴的氨性水溶液， 将纳米钴粉与所配制的硫酸镍的氨性水溶液混合，釆用上述方法，同样可以制备纳米镍钴合 金粉末。实施例5
纳米钴粉作晶种，硫酸镍的氨性水溶液为原料制备超细镍钴合金粉末。称取硫酸镍50kg 和硫酸铵25/7kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水90L，加热至60。C,搅拌溶解，量取浓度为 25%的氨水29.4L，加入搅拌槽内，与槽内的硫酸镍和硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水 将溶液稀释至总体积140L,配成含镍约75g/L、氨镍比2.2、硫酸铵180g/L的混合溶液；在 混合溶液中加入蒽醌15g、骨胶2g，加入粒度约为15 45nm的纳米钴粉0.8kg，然后将含有 蒽醌、骨胶、纳米钴粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使纳米镍粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到130'C时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到3.81\1 3,并保持与高 压釜相通。经过3分钟后，氢气压力下降，溶液中的镍离子被氢气还原，沉积在纳米钴粉表 面，纳米钴粉不断长大；经过16分钟后，釜内温度上升至155'C，氢气压力开始缓慢下降； 再经过3分钟后，氢气压力不再下降，高压釜内溶液中的镍离子已经被氢气完全还原，包镀 在纳米钴粉的表面，最后长大成超细镍钴合金粉末。开启冷却水，由高压釜内的管式冷却器 将含超细镍钴合金粉末的水溶液降温；当高压釜内水溶液被冷却至86'C时，排出含纳米镍钴 合金粉末的水溶液；过滤脱水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复3次；在真空干燥箱内 于60'C干燥7小时;冷却后取出，获得超细镍钴合金粉末产品,重量约为10.8kg，含钴约6.9%, 粒度约为9 14fim。尾液经蒸发、浓縮、结晶，回收硫酸铵。
在上述制备过程中如用纳米镍粉晶种代替纳米钴粉晶种，用硫酸钴的氨性水溶液代替硫 酸镍的氨性水溶液，将纳米镍粉与所配制的硫酸钴的氨性水溶液混合，采用上述方法，同样 可以制备超细镍钴合金粉末。
实施例6
纳米镍粉作晶种，硫酸镍的氨性水溶液为原料制备微细镍粉。称取硫酸镍50kg和硫酸铵 22.3kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水70L，加热至85'C,搅拌溶解，量取浓度为25%的氨 水33.4L,加入搅拌槽内，与槽内的硫酸镍和硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水将溶液稀 释至总体积115L,配成含镍约91.3g/L、氨镍比2.5、硫酸铵180g/L的混合溶液；在混合溶 液中加入蒽醌20g、骨胶l,5g，加入含有粒度约为50 85nm的纳米镍粉1.2kg,然后将含有 蒽醌、骨胶、纳米镍粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使纳米镍粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到130TC时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到2.8MPa,并保持与高 压釜相通。经过4分钟后，氢气压力迅速下降，溶液中的镍离子被氢气还原，沉积在纳米镍 粉表面，纳米镍粉不断长大；经过20分钟后，釜内温度上升至156'C，氢气压力开始下降缓 慢；再经过5分钟后，氢气压力不再下降，釜内溶液中的镍离子被氢气完全还原，包镀在纳米镍粉的表面，最后长大成微细镍粉。开启冷却水，通过高压釜内的管式冷却器，将含微细 镍粉的水溶液降温；当高压釜内水溶液被冷却至85'C时，排出含微细镍粉的水溶液；过滤脱 水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复3次；在真空干燥箱内于5(TC干燥3小时；冷却后 .取出，获得微细镍粉产品，重量约为l(K3kg,粒度约为6 l(Him，含镍约99.6%。
用纳米钴粉代替纳米镍粉g晶种，以硫酸钴代替硫酸镍配制氨性水溶液，将纳米钴粉与 硫酸钴的氨性水溶液混合，调整配料，按上述操作过程，同样可制备微细钴粉。
采用纳米镍钴合金粉末作晶种，调整配料，按上述操作过程，与硫酸钴或硫酸镍的氨性 水溶液混合，词样可制备微细镍钴合金粉末。
实施例7
超细镍粉作晶种，硫酸镍的氨性水溶液为原料制备微细镍粉。称取硫酸镍50kg和硫酸铵 11.7kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水60L，加热至60'C,搅拌溶解；加入浓度为25%的氨 水37.4L，使硫酸镍完全溶解，再用去离子水将溶液稀释至总体积U5L，配成含镍约91.3g/L、 氨镍比2.8、硫酸铵100g/L的混合溶液；在混合溶液中加入蒽醌20g、骨胶1.5g,加入含有 粒度约为450 820nm的超细镍粉3.2kg，然后将含有蒽醌、骨胶、超细镍粉的混合溶液转入 到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使超细镍粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到130'C时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到3MPa,并保持与高 压釜相通。经过3分钟后，氢气压力迅速下降，溶液中的镍离子被氢气还原，沉积在超细镍 粉表面，超细镍粉不断长大；经过10分钟后，釜内温度上升至152'C，氢气压力开始下降缓 慢；再经过4分钟后，氢气压力不再下降，高压釜内溶液中的镍离子被氢气完全还原，包镀 在超细镍粉的表面，最后长大成微细镍粉。开启冷却水，通过高压釜内的管式冷却器，将含 微细镍粉的水溶液降温；当高压釜内水溶液被冷却至85"C时，排出含微细镍粉的水溶液；过 滤脱水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复3次；在真空干燥箱内于6(TC干燥3小时；冷 却后取出，获得微细镍粉产品，重量约为13.1kg，粒度约为3 8fim，含镍约99.7%。
用超细钴粉代替超细镍粉作晶种，以硫酸钴代替硫酸镍配制氨性水溶液，将超细钴粉与 硫酸钴的氨性水溶液混合，调整配料，按上述操作过程，同样可制备微细钴粉。
采用超细镍钴合金粉末作晶种，调整配料，按上述操作过程，与硫酸钴或硫酸镍的氨性 水溶液混合，同样可制备微细镍钴合金粉末。
实施例8
纳米钴粉作晶种，以硫酸钴的氨性水溶液为原料制备微细钴粉，称取硫酵钴40kg和硫酸 铵22，9kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水80L，加热至60'C,搅拌溶解；加入浓度为25%的氨水30.5L，再用去离子水将溶液稀释至总体积140L，配成含镍约57.1g/L、氨钴比3、硫酸 铵160g/L的混合溶液；在混合溶液中加入蒽醌18g、骨胶1.5g，加入粒度约为53 85nm的 纳米钴粉0.6kg，然后将含有蒽醌、骨胶、纳米钴粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜 内，密封高压釜。 —
开启高压釜搅拌电机，使纳米钴粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到130'C时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到3.2MPa,并保持与高 压釜相通。经过4分钟后，氢气压力迅速下降，溶液中的钴离子被氢气还原，沉积在纳米钴 粉表面，长大成超细钴粉，并继续长大成微细钴粉；经过16分钟后，釜内温度上升至149'C， 氢气压力开始下降缓慢；再经过3分钟后，氢气压力不再下降，高压釜内溶液中的钴离子被 氢气完全还原，包镀在纳米钴粉的表面，最后长大成微细钴粉。开启冷却水，通过高压釜内 的管式冷却器，将含微细钴粉的水溶液降温；当高压釜内水溶液被冷却至85'C时，排出含微 细钴粉的水溶液；过滤脱水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复3次；在真空干燥箱内于 50'C干燥5小时；冷却后取出，获得微细钴粉产品，重量约为8.1kg，粒度约为7 lljim。
用纳米镍粉代替纳米钴粉作晶种，以硫酸镍代替硫酸钴配制氨性水溶液，将纳米镍粉与 硫酸镍的氨性水溶液混合，调整配料，按上述操作过程，同样可制备微细镍粉。或者纳米镍 粉与硫酸钴的氨性水溶液混合、纳米钴粉与硫酸镍的氨性水溶液混合，调整配料，按上述操 作过程，可制备镍与钴成分差别较大的微细镍钴合金粉末。
采用纳米镍钴合金粉末作晶种，调整配料，按上述操作过程，与硫酸钴或硫酸镍的氨性 水溶液混合，同样可制备微细镍钴合金粉末。
实施例9
上述实施例中含有金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)的水溶液从高压釜内排出后，将金 属粉末从溶液中过滤出来，不洗涤，再次作为晶种，用于制备超细或微细金属粉。
将上述实施例3获得的含钴约46.7%、粒度约为70 90mn纳米镍钴合金粉末从溶液中 过滤出来后，不洗涤，按其干重量取5kg备用。称取硫酸镍50kg和15.9kg硫酸铵，加入搅 拌槽内，倒入去离子水80L，加热至7(TC，搅拌溶解，量取浓度为25。/。的氨水34.8L，加入 搅拌槽内，与槽内的硫酸镍和硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水将溶液稀释至总体积130L， 配成约含镍约80.8g/L、氨镍比2.6、硫酸铵120g/L的混合溶液；在混合溶液中加入蒽醌15g、 骨胶L5g，然后将上述实施例3获得的纳米镍钴合金粉末5kg与之混合，并一起转入到体积 为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使纳米镍钴合金粉末悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热， 当溶液达到12(TC时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到3，2MPa,并保 持与高压釜相通。经过3分钟后，氢气压力下降，溶液中的镍离子被氢气还原，沉积在纳米钴粉表面，纳米镍钴合金粉末不断长大；经过io分钟后，釜内温度上升至i4rc，氢气压力
下降缓慢；再经过3分钟后，氢气压力不再下降，釜内溶液中的镍离子已经完全被氢气还原， 包镀在纳米镍钴合金粉末的表面，最后长大成超细镍钴合金粉末。开启冷却水，由高压釜内 的管式冷却器将含超细镍钴合金粉末的水溶液逐渐降温；当高压釜内水溶液被冷却至85'C 时，排出含超细镍钴合金粉末水溶液；过滤脱水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复4次; 在真空干燥箱内于55'C干燥6小时；冷却后取出，获得超细镍钴合金粉末产品，重量约为 14.8kg，含钴约14.8%,粒度约为280 420nm。
用纳米镍粉、纳米钴粉代替纳米镍钴合金粉末作晶种，与硫酸镍、硫酸钴单一金属的氨 性水溶液或同时含硫酸镍和硫酸钴的两金属氨性水溶液中的一种相混合，调整配料，按上述 操作过程，同样可制备超细纯镍粉、超细纯钴粉或超细镍钴合金粉末。或者上述各例制备的 超细镍粉、超细钴粉或超细镍钴合金粉末不经过洗涤，再次作为晶种，调整配料，按上述操 作过程，可制备微细纯镍粉、微细纯钴粉或微细镍钴合金粉末。
如在实施例1、实施例2中，每次反应完后，将溶液中的金属粉末(镍粉或钴粉)过滤 出来，不洗涤，再次作为晶种，镍粉一直与硫酸镍的单一金属氨性水溶液配料，或钴粉一直 与硫酸钴的单一金属氨性水溶液配料，按上述操作过程，经多次反应后可分别制备出超细镍 粉或者超细钴粉，最后还可制备出微细纯镍粉或微细纯钴粉。但如果将过滤出来的金属粉末 与含另一种金属离子的单一金属氨性水溶液，或同时含硫酸镍和硫酸钴的两金属氨性水溶液 混合，调整配料，按上述操作过程，经多次反应后则能分别制备出超细或者微细镍钴合金粉 末。
实施例10
将上述实施例中含有金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)的水溶液从高压釜内排出后，过 滤出其中的金属粉末，不洗涤，再次作为晶种，以同时含硫酸镍和硫酸钴的两金属氨性水溶 液为原料，制备镍钴合金粉末。
在上述实施例2制备过程中，氢还原反应完成后，当高压釜内水溶液被冷却至89'C时， 排出含超细钴粉的水溶液；过滤脱水，不洗涤、不烘干，即不是作为最终产品，而是将过滤 所得的超细钴粉作为晶种，再与硫酸镍和硫酸钴的两金属氨性水溶液混合，经氢还原后制备 镍钴合金粉末。
称取硫酸镍25kg、硫酸钴30kg和24.5kg硫酸铵，加入搅拌槽内，倒入去离子水90L， 加热至50。C，搅拌溶解，量取浓度为25%的氨水37.21加入搅拌槽内，与槽内的硫酸钴和 硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水将溶液稀释至总体积150L，配成含镍约35g/L、钻40g/L、 氨金属(镍与钴总和)比2.6、硫酸铵160g/L的混合溶液；在混合溶液中加入蒽醌20g、骨 胶2g，加入实施例2制备的粒度约为300 730nm的超细钴粉3kg (按干重量计)，然后将含有蒽醌、骨胶、超细钴粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使超细钴粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到130'C时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到3.61\1 &，并保持与高 压釜相通。经过3分钟后，氢气压力迅速下降，溶液中的镍离子先被氢气还原，包镀在超细 钴粉表面，超细钴粉不断长大，成为镍钴合金粉末；经过8分钟后，釜内温度上升至143'C， 氢气压力下降速度稍减慢；再经过2分钟后，氢气压力又迅速下降，这时溶液中的钴离子和 剩下的少量镍离子)被氢气还原，包镀在镍钴合金粉末的表面，镍钴合金粉末不断长大；经 过12分钟后，釜内温度上升至158'C，氢气压力不再下降，釜内溶液中的镍、钴离子被氢气 完全还原，包镀在超细钴粉的表面，最后长大成镍钴合金粉末，并具有夹层结构，即内核为 超细钴粉；先还原出来的金属镍为中间层，后还原出来的金属钴在最外层。开启冷却水，用 高压釜内的管式冷却器将含超细钴粉的水溶液降温；当高压釜内水溶液被冷却至85'C时，排 出含镍钴合金粉末的水溶液；过滤脱水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复3次；在真空 干燥箱内于60'C干燥5小时；冷却后取出，获得微细镍钴合金粉末产品，重量约为13,4kg， 粒度约为2.5 6fim。包镀尾液经蒸发、浓缩、结晶，回收硫酸铵。
如用纳米镍粉、纳米钴粉、纳米镍钴合金粉末代替超细钴粉作晶种，与同时含硫酸镍和 硫酸钴的两金属氨性水溶液混合，调整配料，按上述操作过程，可制备超细镍钴合金粉末。 或者上述各例制备的超细镍粉、超细钴粉或超细镍钴合金粉末不经过洗涤，再次作为晶种， 调整配料，与同时含硫酸镍和硫酸钴的两金属氨性水溶液混合，按上述操作过程，可制备微 细镍钴合金粉末，这些镍钴合金粉末具有层状结构，即由于两金属氨性水溶液中镍与钴在氢 还原过程中析出顺序不同，粉末中同时含有金属镍层和金属钴层。
实施例11
以超细钴粉作晶种，交替使用硫酸镍的氨性水溶液和硫酸钴的氨性水溶液原料，制备具 有夹层结构的镍钴合金粉末。第一次先包镀镍，称取硫酸镍30kg和硫酸铵27.9kg，加入搅 拌槽内，倒入去离子水80L,加热至50'C，搅拌溶解，量取浓度为25%的氨水18.5L，加入 搅拌槽内，与槽内的硫酸镍和硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水将溶液稀释至总体积 130L，配成含镍约48.5g/L、氮镍比2.3、硫酸铵210.3g/L的混合溶液；在混合溶液中加入 蒽醌16g、骨胶1.8g，粒度约为350 660mn的超细钴粉3kg,然后将含有蒽醌、骨胶、超 细钴粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使超细钴粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到13(TC时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到3MPa，并保持与高压 釜相通。经过3分钟后，氢气压力迅速下降，溶液中的镍离子被氢气还原，沉积在超细钴粉
表面，超细钴粉不断长大；经过13分钟后，釜内温度上升至144'C，氢气压力下降缓慢；再经过3分钟后，氢气压力不再下降，釜内溶液中的镍离子已经完全被氢气还原，包镀在超细 钴粉的表面，最后长大成微细镍钴合金粉末。开启冷却水，由于高压釜内的管式冷却器将镍 钴合金粉末的水溶液逐渐降温；当高压釜内水溶液被冷却至9(TC以下时，排出含镍钴合金粉 末水溶液；过滤脱水，不洗涤镍钴合金粉末，而作为晶种。
第二次包镀钴。称取硫酸钴30kg和硫酸铵25kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水80L， 加热至5(TC，搅拌溶解，量取浓度为25%的氨水19L,加入搅拌槽内，与槽内的硫酸钴和硫 酸铵的水溶液混合，再用去离子水将溶液稀释至总体积130L，配成含钴约46.1g/L、氨钴比 2.5、硫酸铵188.5g/L的混合溶液；在混合溶液中加入蒽醌15g、骨胶1.5g,并与第一次包镀 获得的镍钴合金粉末混合，然后将含有蒽醌、骨胶、镍钴合金粉末的混合溶液转A到体积为 300L的高压釜内，密封高压釜。开启高压釜搅拌电机，使镍钴合金粉末悬浮在混合溶液中； 将高压釜内的溶液加热，当溶液达到130'C时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜 内压力达到3.3MPa，并保持与高压釜相通。经过3分钟后，氢气压力迅速下降，溶液中的钴 离子被氢气还原，沉积在镍钴合金粉末表面，镍钴合金粉末不断长大；经过14分钟后，釜内 温度上升至150'C,氢气压力下降缓慢；再经过4分钟后，氢气压力不再下降，釜内溶液中 的镍离子已经包镀在镍钴合金粉末的表面，最后长大成微细镍钴合金粉末。开启冷却水，高 压釜内的管式冷却器将镍钴合金粉末的水溶液逐渐降温；当高压釜内水溶液被冷却至90'C以 下时，排出含镍钴合金粉末的水溶液；过滤脱水，并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复4次， 在真空干燥箱内于55"C干燥6小时；冷却后取出，获得微细镍钴合金粉末产品，其重量约为 14.3kg，含镍约41.3%，粒度约为3.5 5.6jim。镍钴合金粉末具有中心为金属钴、中间层为 金属镍、外层为金属钴的夹层结构。
上述制备过程产出的镍钴合金粉末水溶液过滤后，还可以再次包镀镍、钴，形成具有多 层夹层结构的镍钴合金粉末。并且通过控制每次包镀金属的量，来控制每层包镀金属的厚度。
第一次釆用的晶种用纳米镍粉、纳米钴粉、纳米镍钴合金粉，或者用超细镍粉和超细镍 钴合金粉中的一种代替超细钴粉，并与硫酸镍或硫酸钴的单一氨性溶液配合，调整配料，按 上述操作过程，同样可以制备具有夹层结构的镍钴合金粉末。
实施例12
采用纳米镍粉作晶种，以同时含硫酸镍和硫酸钴的两金属氨性水溶液为原料，制备具有 夹层结构的超细或微细镍钴合金粉末。
称取硫酸镍30kg、硫酸钴35kg和硫酸铵21.2kg，加入搅拌槽内，倒入去离子水100L， 加热至5(TC，搅拌溶解，量取浓度为25yo的氨水40.5L，加入搅拌槽内，与槽内的硫酸镍、 硫酸钴和硫酸铵的水溶液混合，再用去离子水将溶液稀释至总体积160L，配成含镍约39.4g/L、
钴43.8g/L、氨金属(镍与钴总和)比2.4、硫酸铵130g/L的混合溶液；在混合溶液中加入蒽醌23g、骨胶L8g，加入含有粒度约为30 50nm的纳米镍粉4.5kg，然后将含有蒽醌、骨胶、 纳米镍粉的混合溶液转入到体积为300L的高压釜内，密封高压釜。
开启高压釜搅拌电机，使纳米镍粉悬浮在混合溶液中；将高压釜内的溶液加热，当溶液 达到13(TC时，将减压缓冲罐内的氢气充入高压釜中，使釜内压力达到4MPa,并保持与高压 釜相通。经过2分钟后，氢气压力迅速下降，溶液中的镍离子先被氢气还原，包镀在纳米镍 粉表面，纳米镍粉不断长大，其中有部分纳米镍粉长大为超细镍粉；经过6分钟后，釜内温 度上升至145'C,氢气压力下降速度稍减慢；再经过2分钟后，氢气压力又迅速下降，这时 溶液中的钴离子和剩下的少量镍离子)被氢气还原，包镀在镍粉的表面，镍钴合金粉末不断 长大；经过12分钟后，釜内温度上升至162'C，氢气压力不再下降，釜内溶液中的镍、钴离 子被氢气完全还原，包镀在先期加入的纳米镍粉的表面，最后长大成超细镍钴合金粉末，其 内部为金属镍，后还原出来的金属钴在外层。开启冷却水，用高压釜内的管式冷却器将含超 细镍钴合金粉末的水溶液降温；当高压釜内水溶液被冷却至85'C时，排出含镍钴合金粉末的 水溶液；过滤脱水，其中一部分镍钴合金粉末用去离子水洗涤、过滤粉末，重复4次，在真 空干燥箱内于55'C干燥6小时；冷却后取出，获得超细镍钴合金粉末产品，重量约为11.6kg， 含钴约39.5%,粒度约为230 560mn。剩下的另一部分过滤出的镍钴合金粉末不洗涤和干 燥，再次作为晶种；另配制与上述同样成分的同时含硫酸镍和硫酸钴的两金属氨性水溶液一 份，与剩下的未经洗涤和干燥的另一部分的镍钴合金粉末混合，转入到体积为300L的高压 釜内，密封高压釜。重复上述水热氢还原操作过程，将含镍钴合金粉末的水溶液过滤脱水， 并用去离子水洗涤、过滤粉末，重复3次，在真空干燥箱内于55'C干燥6小时；冷却后取出， 获得微细镍钴合金粉末产品，其结构从内向外依次为镍、钴、镍、钴的夹层结构，重量约为 17.9kg,含镍约48.6%，粒度约为2.1，3.7jun。包镀尾液经蒸发、浓缩、结晶，回收硫酸铵。
如用纳米钴粉、纳米镍钴合金粉代替纳米镍粉作晶种，与同时含硫酸镍和硫酸钴的两金 属氨性水溶液混合，调整配料，按上述操作过程，可制备超细或微细镍钴合金粉末。或者用 超细镍粉、超细钴粉或超细镍钴合金粉末作为晶种，调整配料，与同时含硫酸镍和硫酸钴的 两金属氨性水溶液混合，按上述操作过程，可制备微细镍钴合金粉末，这些镍钴合金粉末均 具有夹层结构。
实施例13
镍钴合金粉末热处理成分均匀化。上述实施例11制备的微细镍钴合金粉末具有中心为金 属钴、中间层为金属镍、外层为金属钻的夹层结构，还可以根据需要，将其内部的镍、钴成 分分布均匀化，即在氢气或氮气保护条件下，取实施例11制备的镍钴合金粉末8kg，装入两 个舟皿中，并放在管式氢气还原炉内。进行气密性处理后通入氢气，将还原炉内部的空气赶
走，开始加热，并不断通入氢气，使镍钴合金粉末在氢气保护下加热，氢气从溢出嘴排出并被燃烧除去。2小时后管式氢气还原炉温度达到900'C，保温20小时，这时镍钴合金粉末内 的金属镍、钴将相互扩散，使成分均匀。冷却后取出破碎，经扫描电子显微镜分析，镍钴合 金粉末已不再具有夹层结构，而是金属镍、钴成分均匀分布的产品。
用氮气代替氢气，用上述处理方法，氮气不断通入管式氢气还原炉，并从另一端出气口 排入空气中，使镍钴合金粉末加热时不被氧化，同样可获得成分均匀的镍钴合金粉末产品。
由其它实施例在不同条件下制备的纳米、超细或微细镍钴合金粉末，可采用上述相同的 热处理方法，在氢气或氮气保护下，达到镍、钴金属成分均匀的目的。如镍钴合金粉末粒度 较细，则可适当降低热处理温度，缩短处理时间。
权利要求
1、一种镍钴金属粉末的制备方法，以纳米或超细镍、钴金属粉末为晶种，与含镍、钴硫酸盐及氨、硫酸铵的氨性水溶液混合，采用湿法冶金水热氢还原技术和设备，经配料、高压水热氢还原、过滤、洗涤、烘干等工序，制备镍粉、钴粉和镍钴合金粉末，其特征在于(1)以纳米镍粉、钴粉作晶种，采用水热氢还原工艺方法在纳米镍粉上包镀钴或在纳米钴粉上包镀镍，从而获得同时包含金属镍和金属钴的纳米镍钴合金粉末。获得产物分两种方法处理，一是直接用该纳米镍钴合金粉末作晶种，制备超细或微细镍钴合金粉末。即将水热氢还原后含有纳米镍钴合金粉末的混合溶液过滤后，不洗涤，再与含硫酸镍、硫酸钴及氨、硫酸铵的氨性水溶液混合，采用水热氢还原工艺方法在纳米镍钴合金粉末上再包镀钴或包镀镍，制备超细或微细镍钴合金粉末。二是将水热氢还原后含有纳米镍钴合金粉末产物的混合溶液过滤，经洗涤、烘干，得到纳米镍钴合金粉末产品。(2)以纳米镍粉、钴粉作晶种，采用水热氢还原工艺方法制备超细镍粉、钴粉。分两种方法处理以获得产物，一是直接用该超细镍粉或钴粉作晶种，制备超细或微细镍钴合金粉末。即将水热氢还原后含有超细镍粉或钴粉产物的混合溶液过滤后，不洗涤，再与新的含硫酸镍或硫酸钴的氨性水溶液混合，采用水热氢还原工艺方法在镍粉上包镀钴或在钴粉上包镀镍，制备超细或微细镍钴合金粉末。二是将水热氢还原后含有超细镍粉、钴粉产物的混合溶液过滤，经洗涤、烘干，得到超细纯镍粉、纯钴粉产品。(3)以超细镍粉、钴粉作晶种，采用水热氢还原工艺方法在超细镍粉上包镀钴或在钴粉上包镀镍，从而获得同时包含金属镍和金属钴的微细镍钴合金粉末。(4)以超细镍粉、钴粉作晶种，采用水热氢还原工艺方法在超细镍粉上再包镀镍或在钴粉上再包镀钴，从而获得微细镍粉或微细钴粉。
2、 由权利要求l所述的一种镍钴金属粉末的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1) 量取一定体积的去离子水，抽入搅拌槽内，加热去离子水至40~90°C，加入硫酸 镍(或硫酸钴)，加入氨水、硫酸铵，配成含单一金属(镍或钴)离子浓度为15~130g/L、 硫酸铵浓度50 230g/L、氨金属比(溶液中氨与镍离子，或氨与钴离子的摩尔数之比)为2.1 4.5的氨性水溶液，其中镍、钴金属离子不同时存在于一种溶液中，即单一金属的氨性水溶液。(2) 量取一定体积的去离子水，抽入搅拌槽内，加热去离子水至40 卯'C,同时加入 硫酸镍、硫酸钴，再加入氨水、硫酸铵，配成同时含镍和钴离子总浓度为40 130g/L、硫酸 铵浓度50 230g/L、氨金属比(溶液中氨与镍和钴离子的总摩尔数之比)为2.1 4.5的氨性 水溶液，其中镍、钴金属离子同时存在于一种溶液中，即两金属(含硫酸镍和硫酸钴)的氨性水溶液。(3) 在硫酸镍或硫酸钴的单一或两金属的氨性水溶液中，加入0.1~0.2g/L蒽醌和0.01~ 0.02g/L骨胶。(4) 在硫酸镍或硫酸钴的单一或两金属的氨性水溶液中加入蒽醌和骨胶后，再加入纳米或超细镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)晶种。纳米级金属粉末晶种平均直径约为5 卯mn，超 细级金属粉末晶种平均直径约为150 950mn。当制备镍钴合金粉时，晶种加入量根据最后 的产物成分要求确定，含金属镍(或金属钴)量在5~50% (重量比)范围内可调。(5) 将含有晶种的单一或两金属的氨性水溶液转入高压釜内，密封高压釜后，开启高压 釜搅拌电机，搅拌速度300~1100转/分，使晶种悬浮在单一或两金属氨性水溶液中，进行包 镀反应。加热高压釜，使釜内溶液温度升高，当温度上升到120'C后，将高压氢气从高压储罐 中导入减压缓冲罐内，然后充入高压釜内，使釜内氢气压力达到2.5~61\1 3;充入的氢气将 溶液中的金属(镍、钴)离子还原，并沉积在晶种表面，沉积反应持续进行，氢气压力不断 下降；当氢气压力降至2MPa时，再充入氢气至一定压力，保持釜内溶液的温度在120 200 "范围内，至金属(镍、钴)离子还原反应完成为止，包镀反应结束。(6) 用冷却水将高压釜内的水溶液冷却至90'C以下，从高压釜内排出含有金属镍粉(或 钴粉、镍钴合金粉)的水溶液，经过滤、洗涤后，将金属粉末放入真空烘箱内于40 80'C温 度下干燥，获得所需要的纳米、超细或微细金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)产品。滤液经 蒸发、浓縮、结晶，回收硫酸铵。(7) 或者经过上述步骤(5)后，将含有金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)的水溶液从 高压釜内排出后，与步骤(6)不同，只将金属粉末从溶液中过滤出来，不洗涤，金属粉末不 作为最终产品，而再次作为晶种，与单一或两金属的氨性水溶液按一定比例混合，转入高压 釜内，按步骤(5)重复氢还原沉积金属。如此经过多次重复步骤5、 7,达到要求后，从高 压釜内排出含有金属镍粉(或钴粉、镍钴合金粉)的水溶液，经过滤、洗涤，将金属粉末放 入真空烘箱内于40 80'C温度下干燥，获得所需要的超细或微细金属镍粉(或钴粉、镍钴合 金粉)产品。(8) 上述步骤(5)、 (7)中每次过滤出的金属粉末，如一直只与一种单一金属的氨性水 溶液混合，进行沉积包镀反应，则得到单一成分的金属粉末；或者与另一种金属的氨性水溶 液混合，进行沉积包镀反应，则得到镍钴合金粉末；或者交替采用含镍或含钴的单一金属的 氨性水溶液与过滤出的金属粉末混合，进行包镀反应，则得到夹层结构的镍钴合金粉末；或 者采用两金属的氨性水溶液与过滤出的金属粉末混合，进行沉积包镀反应，也得到夹层结构 的镍钴合金粉末。
3、 由权利要求l、 2所述的一种镍钴金属粉末的制备方法，其特征在于经水热氢还原方法 制备的镍钴合金粉末，还可以根据需要，将其内部的镍、钴成分分布均匀化，即在氢气或氮 气保护条件下，于500 950'C的温度下热处理16 30小时，获得镍、钴成分均匀的产品。
4、 由权利要求l、 2所述的一种镍钴金属粉末的制备方法，其特征在于所制备的纳米级镍 钴合金粉末产品平均粒径约为30 卯nm，超细级金属(镍、钴、镍钴合金)粉末产品平均粒 径约为150 950nm，微细级金属(镍、钴、镍钴合金)粉末产品平均粒径约为2 20(im。
全文摘要
本发明公开了一种镍钴金属粉末的制备方法，属于有色金属冶金、粉末冶金和材料制备技术领域。其特征在于以纳米或超细镍、钴金属粉末为晶种，与含硫酸镍、硫酸钴及氨、硫酸铵的氨性水溶液混合，采用湿法冶金水热氢还原技术和设备，经配料、高压水热氢还原、过滤、洗涤、烘干等工序，制备纳米、超细或微细尺寸的镍粉、钴粉和镍钴合金粉末。可用于贮氢合金、电镀、催化剂、烧结活化剂、磁性材料、导电浆料、电池材料、吸波材料、硬质合金、多层陶瓷电容器和粉末冶金等领域。该制备方法原料易得，工艺简单、流程短，生产成本低，生产过程易于控制，生产效率高。金属粉末的粒度均匀，尺寸和成分可控，产品质量好。
文档编号B22F9/26GK101428349SQ20081013503
公开日2009年5月13日 申请日期2008年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者张建玲 申请人:张建玲