专利名称：一种大fsss粒径镍粉及其制备方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种大FSSS粒径镍粉制备方法和镍粉。
背景技术：
目前，合金材料、粉末冶金要求镍粉的FSSS粒径大，D50粒径小，分布窄。一般采用INCO公司生产的T123羧基镍粉，但羧基法有毒。电解法生产的镍粉虽粒径大，但电耗大成本高。有人用热解还原制备镍粉的方法，制备的镍粉FSSS大，但D50粒径太大，分布也不是很均匀。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种大FSSS粒径、小D50粒径，分布均匀且环境友好、成本低廉的镍粉制备方法。本发明是这样实现的，一种大FSSS镍粉制备方法，包括如下步骤在温度为50_60°C，pH值为I. 5-3. O条件下，将草酸铵和氯化镍反应10-30分钟，
得到草酸镍沉淀；将该草酸镍沉淀进行闪蒸干燥破碎，得到草酸镍前躯体；将该草酸镍前躯体在温度为450_550°C条件下还原处理，得到镍粉前躯体；将该镍粉前躯体进行涡轮破碎，然后进行气流破碎，得到镍粉。本发明实施例进一步提供上述制备方法所制备的镍粉，FSSS粒径为3-8微米，D50为8-18微米。本发明实施例制备方法制备的镍粉，FSSS粒径大、D50粒径小，粒径分布窄，纯度高，性能接近INCO公司的T123羧基镍粉，能够满足粉末冶金等性能要求，具有广阔的应用领域。本发明实施例制备方法，操作简单，对设备要求低，成本低廉，生产效益高，环境友好，非常适于工业化生产。
图I是本发明实施例制备方法制备的镍粉电镜扫描图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供一种大FSSS镍粉制备方法，包括如下步骤步骤S01，在温度为50_60°C，pH值为I. 5_3. O条件下，将草酸铵和氯化镍反应10-30分钟，得到草酸镍沉淀；
步骤S02，将该草酸镍沉淀进行闪蒸干燥破碎，得到草酸镍前躯体；步骤S03，将该草酸镍前躯体在温度为450_550°C条件下还原处理，得到镍粉前驱体；步骤S04，将该镍粉前躯体进行涡轮破碎，然后进行气流破碎，得到镍粉。具体地，本发明实施例中所指的大FSSS粒径是指FSSS粒径大于3微米以上。具体地，步骤SOl中，使用的草酸铵没有限制，可以为市售的，也可以为自制的草酸铵，制备方法如下配制100-200g/L的草酸溶液(优选为150g/L)，通入氨水将该草酸溶液pH值调节至4. 0-4. 5，优选为4. 3，得到草酸铵溶液，同时调整草酸溶液温度60-85°C，优选为70-75 °C。步骤SOl中使用的氯化镍没有限制，可以为市售的，也可以为自制的，制备方法如下含镍的废料经酸浸出，萃取提纯，再用盐酸反萃得到浓度60-100g/L的氯化镍溶液。步骤SOl中，草酸铵和氯化镍在温度为50_65°C，优选50_60°C，pH值为I. 5-3. 0，优选为I. 5-2. 5，反应10-30分钟，优选10-15分钟，得到草酸镍沉淀，本步骤反应优选在搅拌条件下进行，搅拌速度200-800r/min优选为400-800r/min，反应结束时，将反应溶液的PH值调整至I. 8-2. 3，继续反应5-30分钟，使反应后的溶液中上清液的镍含量小于IOOmg/
し步骤SOl中制备的草酸镍沉淀的粒径与草酸铵温度和pH值，反应温度和pH值，搅拌速度等相关。草酸铵温度高沉淀生成的草酸镍粒径大；草酸铵溶液中铵根离子与镍起络合作用，有利于形成粒径均匀的草酸镍沉淀，但草酸铵PH值太高，氨过量系数大，造成浪费和増加后续废水处理难度；反应温度高，草酸镍颗粒容易长大；反应PH值高，草酸镍成核速度大于颗粒生长速度，容易形成细小颗粒，反应PH值低，草酸镍生长速度加快，容易导致草酸镍颗粒变大；搅拌速度快,有利于生成细颗粒草酸镍；步骤SOl通过选择上述反应时的參数，保证了所制备的草酸镍沉淀的颗粒粒径适中。该反应式表示为(NH4)2C2OJNiCl2 = NiC2O4 I +2NH4C1。进一歩，在步骤S02之前，还包括上述草酸镍的洗涤过滤的步骤，具体为，将步骤SOl中得到的草酸镍沉淀经过离心过滤机，用70-90°C纯水进行洗涤，优选为80°C的纯净水。具体地，步骤S02中，该闪蒸干燥破碎处理是指草酸镍沉淀在闪蒸干燥机处理设备中经历了粉碎、气固接触、干燥、分级四个阶段，其闪蒸干燥工作原理是在物料进入干燥机后立即被搅拌浆叶和气流粉碎，以增加物料的分散度和単位体积湿物料的表面积，由于搅拌器把物料粉碎并产生弥散作用，同时进入干燥室的热空气也处于高度的湍动状态，很快达到气固混合，使块状物料处于良好的流化状态而被热空气包围。在物料与热空气之间进行传质传热的干燥过程中，大部分水分在这 一阶段蒸发掉。物料受到粉碎和水分蒸发后，浮力大于重力，物料向上运动，进入分级器。物料在气体的夹带下螺旋上升，在离心カ的作用下，物料粒径小的在内环，较大较湿的在外环，小颗粒在水分达到要求时被气体从干燥室中心处带出，较大较湿颗粒继续粉碎干燥，从而保证产品的含水量和粒度均匀。合格草酸镍经多级布袋捕尘收集得到草酸镍成品。大部分草酸镍在第一级收集器中被收集，少量细小草酸镍颗粒被热风尾气带入第二级和第三级收集器中，通过布袋得到收集。第二级和第三级草酸镍比例一般占草酸镍总量的10-20%，其粒径和松装密度小，从而实现与第一级收集的草酸镍得到分离，使草酸镍粒径更均匀。本步骤S02中使用的闪蒸干燥破碎一体设备具有分选功能，其他没有限制，优选为闪蒸干燥破碎一体机，本步骤中闪蒸干燥破碎一体的參数为草酸镍沉淀进入闪蒸干燥破碎设备时含水量控制在20-40%，热风进ロ温度180 0C _200°C，热风出口温度 80°C _90°C，主机频率 30-50HZ，转速为 1800_3000r/min，引风机风量1_3米/秒。步骤SOl得到的草酸镍沉淀经过步骤S02的闪蒸干燥破碎处理，得到草酸镍前驱体，该草酸镍前驱体的D50粒径为8-25微米。具体地，步骤S03中，将该草酸镍前躯体在温度为450_550°C条件下进行还原处理90-150分钟，得到镍粉前驱体。本步骤中，所使用的还原剂为气体还原剂，例如，氢气、ー氧化碳；或氢气、一氧化碳与惰性气体的混合气体例如氢气与氮气的混合气体等。本步骤中，使用的设备没有限制，优选推舟式还原炉和钢带式还原炉。步骤S02中的草酸镍前驱体经过本步骤的还原处理，得到镍粉前驱体。具体地，步骤S04中，将该镍粉前驱体进行涡轮破碎处理，然后进行气流破碎处理。该涡轮破碎处理是指利用涡轮破碎设备，待破碎物料通过叶片与磨块间被強大的气流产生的涡轮振动击碎，经冲击、剪切、研磨而实现破碎。本步骤中的涡轮破碎处理作用，一方面对镍粉前驱体进行初歩破碎，另ー方面，由于该破碎处理中会产生的超微粉体，但该涡轮破碎设备能够进行除尘处理，即超细粉末随尾气进入布袋收尘器中而实现少量分级；本步骤中使用的涡轮破碎设备没有限制，只要能实现上述涡轮破碎即可，例如涡轮破碎机，涡轮破碎处理步骤中，涡轮破碎机的主机频率为30-35HZ，转速为1500-2500r/min ;进一步,本步骤的涡轮破碎在惰性环境中进行，该惰性环境没有限制，例如氦气气氛、氮气气氛、氖气气氛等。本步骤中气流破碎处理所使用的设备为气流粉碎机，是ー种用高速气流来实现干式物料超细粉碎的设备，它由粉碎喷嘴、分级转子、螺旋加料器等组成。该气流破碎处理是指通过气流粉碎机，物料通过螺旋加料器进入粉碎室，压缩空气通过特殊配置的超音速喷嘴向粉碎室高速喷射，物料在超音速喷射流中加速，并在喷嘴交汇处反复冲击、碰撞，达到粉碎，被粉碎物料随上升气流粉碎机进入分级室，由于分级粒子高速旋转，粒子既受到分级转子产生的离心力，又受到气流粘性作用产生的向心力，当粒子受到离心カ大于向心力，即分级径以上的粗粒子返回粉碎室继续冲击粉碎，分级径以下的细粒子随气流进旋风分离器、捕集器收集，气体由引风机排除。本步骤中气流破碎处理所使用的气流破碎机的主机频率为30-40HZ，转速为2500-3500r/min ；该气流破碎处理对前述经过涡轮破碎处理的镍粉前驱体进行強化破碎，进一歩打散镍粉前驱体中的团聚体，使镍粉粒径更加均匀。该气流破碎处理在惰性气氛下进行，该惰、性气氛没有限制，例如，纯度为99%以上的氮气气氛、氦气气氛、氩气气氛、氖气气氛等。本发明实施例镍粉制备方法所制备的镍粉的技术指标如下镍粉指标FSSS粒径 3-8 μ m,平均粒径 D508-12 μ m，DlO > 5 μ m, D90 < 25 μ m,松装密度 I. 2-2. 5g/cm3 ；请參阅图1，图I显示上述方法制备的镍粉电镜图，从图中可以看出，其多孔隙表面和类球形形貌，与其它金属粉末易于混合，形成紧密和均匀的分布。本发明实施例制备方法制备的镍粉，FSSS粒径大、D50粒径小，粒径分布窄，性能接近INCO T123的羧基镍粉，能够满足粉末冶金性能要求，具有广阔的应用领域。本发明实施例制备方法，操作简单，对设备要求低，生产效益高，环境友好，非常适于エ业化生产。以下结合具体实施例对上述镍粉制备方法进行详细阐述。实例配制150g/L的草酸溶液，通入液氨，调节pH值为4. 3，得到草酸铵溶液，加热温度稳定在70°C ；将该草酸铵溶液与90g/L的氯化镍溶液在反应器中反应，控制氯化镍流量为1000-1500L/min，草酸铵流量为2500-3500L/min。调节反应pH值为2. 0，反应时间为12分钟，陈化10分钟，用离心机过滤，80°C热纯水洗涤；将该洗涤后的草酸镍沉淀进行闪蒸干燥破碎处理，闪蒸干燥破碎机可将部分细颗粒分选出来，得到粒径均匀的草酸镍前驱体。改变反应pH值和温度、反应时间，得到不同粒径草酸镍前驱体，具体如下
权利要求
1.ー种大FSSS粒径镍粉制备方法，包括如下步骤 在温度为50-60°C，pH值为I. 5-3. O条件下，将草酸铵和氯化镍反应10-30分钟，得到草酸镍沉淀； 将所述草酸镍沉淀进行闪蒸干燥破碎，得到草酸镍前驱体； 将所述草酸镍前驱体在温度为450-550°C条件下还原处理，得到镍粉前驱体； 将所述镍粉前驱体进行涡轮破碎，然后进行气流破碎，得到镍粉。
2.如权利要求I所述的镍粉制备方法，其特征在于所述镍粉制备方法还包括如下草酸铵的制备步骤 配制100-200g/L的草酸溶液，加入氨水或液氨将该草酸溶液pH值调节至4. 0-4. 5，得到草酸铵溶液。
3.如权利要求2所述的镍粉制备方法，其特征在于所述草酸铵溶液的温度为60-85 °C。
4.如权利要求I所述的镍粉制备方法，其特征在于所述草酸铵和氯化镍反应结束吋，调整反应溶液的PH值至I. 8-2. 3，使上清液中镍含量小于100mg/L。
5.如权利要求I所述的镍粉制备方法，其特征在于所述还原处理的时间为90-150分钟。
6.如权利要求I所述的镍粉制备方法，其特征在于所述将草酸镍沉淀进行闪蒸干燥破碎处理前还包括将所述草酸镍沉淀用70-90°C纯水进行洗涤的步骤。
7.如权利要求I所述的镍粉制备方法，其特征在于所述草酸镍前驱体的D50粒径为8-25微米。
8.如权利要求I所述的镍粉制备方法，其特征在于所述闪蒸干燥破碎处理步骤中转速为 1800-3000r/min。
9.如权利要求I所述的镍粉制备方法，其特征在于所述涡轮破碎处理步骤中转速为1500-2500r/min,所述气流破碎处理步骤中转速为2500_3500r/min。
10.根据权利要求1-9任一所述的镍粉制备方法所，其特征在于，所述镍粉制备方法制备的镍粉的FSSS粒径为3-8微米，D50为8_18微米。
全文摘要
本发明适用于冶金技术领域，提供了一种大FSSS镍粉及其制备方法。该镍粉制备方法包括如下步骤在温度为50-60℃，pH值为1.5-3.0条件下，将草酸铵和氯化镍反应10-30分钟，得到草酸镍沉淀；将该草酸镍沉淀进行闪蒸干燥破碎，得到草酸镍前驱体；将该草酸镍前躯体在温度为450-550℃条件下还原处理，得到镍粉前躯体；将该镍粉前驱体进行涡轮破碎，然后进行气流破碎，得到镍粉。本发明制备方法制备的镍粉，FSSS粒径大、D50粒径小，粒径分布窄，纯度高，呈多孔隙类球形形貌，性能接近INCO公司的T123羧基镍粉，能够满足粉末冶金等性能要求，具有广阔的应用领域。本发明制备方法，操作简单，对设备要求低，生产效益高，环境友好，非常适于工业化生产。
文档编号B22F9/22GK102649161SQ20111004342
公开日2012年8月29日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者何显达, 张海勇, 李长健, 苏陶贵, 许开华 申请人:深圳市格林美高新技术股份有限公司, 荆门市格林美新材料有限公司