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1.1 硫酸鎳的性質
硫酸鎳,化學式為 NiSO4,有無水物、六水合物(NiSO4 · 6H2O)、七水合物(NiSO4 · 7H2O)三種,其密度分別為 3.68,2.07,1.948 g/cm3。硫酸鎳商品多為六水合物,分子量為 262.84,即硫酸鎳產量價格均指六水合物。有 α -(四方晶體,藍色)和 β -(單斜晶體,綠色)兩種晶體結構。
低于 31.5 ℃硫酸鎳溶液結晶為七水合物,七水硫酸鎳為綠色透明晶體,有甜澀味,稍有風化性。31.5~53.3 ℃結晶為 α - 型六水硫酸鎳(藍色不透明晶體);53.3 ℃轉變為 β - 型,103 ℃時失去 5 分子結晶水成為一水物,在 280 ℃時失去全部結晶水,成黃綠色無水物。840 ℃分解為三氧化硫和氧化鎳。
三種硫酸鎳均易溶于水,水溶液呈弱酸性(pH 4.5)。無水物不溶于乙醇、、丙酮;六水合物易溶于乙醇、氨水;七水合物能溶于醇。硫酸鎳有毒性和致癌可能性,空氣中容許濃度 0.5mg/m3。
1.2 硫酸鎳的制備方法
硫酸鎳的制備方法有以下五種:(1)金屬鎳溶于硫酸,結晶后得到粗制硫酸鎳晶體,晶體再溶解,除雜濃縮后得到電池級硫酸鎳晶體;(2)銅電解中雜質金屬鎳在陽極被氧化,溶解為硫酸鎳,除雜濃縮后得到電池級硫酸鎳晶體;(3)將鎳礦加工成高冰鎳或者氫氧化鎳、氧化鎳、碳酸鎳等鎳中間品,然后溶解于硫酸濃縮結晶后得到六水硫酸鎳,國內主要硫酸鎳生產企業金川鎳鹽、吉恩鎳業、廣西銀億等均通過這種方式生產硫酸鎳;(4)生產金屬鈷過程中的含鎳溶液制備所得;(5)含鎳廢料制備所得,國內代表企業有格林美、池州西恩、邦普循環等。
目前,加拿大、韓國、日本和臺灣等國家地區均采用金屬鎳溶于硫酸的方法制備硫酸鎳。這種制備方法有原料純度高、雜質少、來源穩定,制備的得到的硫酸鎳品質好,制備過程污染小等優點,缺點是制備成本偏高。
我國的硫酸鎳生產以中間品制備為主,包括銅電解中所含雜質鎳;鈷生產中的含鎳溶液;氧化鎳、氫氧化鎳和碳酸鎳等鎳中間品溶于硫酸制得;還有就是由含鎳廢料的回收再利用。主要優勢是原料來源多種多樣,生產成本低;缺點是生產過程污染較大。隨著國家對工業生產的環保要求層層加碼,目前國內的硫酸鎳企業都面臨著轉向以金屬鎳為原料轉型的趨勢。Weber說,一體化金屬/塑料注塑對于電子行業具備很大吸引力,并展示了如何通過結合注塑和金屬壓鑄來生產出受到Bauhaus啟發的LED臺燈。另一種方法是模內金屬噴涂。他說:這是一項非常新的工藝,從2012年以來[IKV就一直在研究],還未完全實現自動化。但我們希望把整項工藝合并到一個生產步驟中。Weber推薦了一個潛在應用:把天線集成到手機背面。Weber說,混合法可帶來更加靈活且耐用的產品,但其的優點是,作為集成工藝的一部分,可以節省生產時間和勞動成本,同時達到高精度標準。目前,國內的抗氧劑市場需求量每年在10萬噸,三豐化工占有全國27%的市場份額,山東省內的市場占有率達87%,全國抗氧劑成規模的生產企業只有5家,我們是其中的一家。為了提升市場占有率,打鐵還需自身硬。三豐化工生產的抗氧劑越來越注重環保,2013年,三豐化工新建了一條5000噸無錫環保抗氧劑生產線,錫作為一種重金屬對身體有一定的傷害,通過無錫環保抗氧劑的生產,可以提升塑料制品的環保功能,這條生產線也是國內進的一條抗氧劑生產線,現在已經進入正常生產階段。