生产硫酸镍产品的方法和系统与流程

本披露涉及用于使单质镍颗粒与硫酸和过氧化氢溶液反应以生产硫酸镍产品、例如适用于电池材料的硫酸镍产品的方法和系统。

背景技术：

1、硫酸镍可用于许多应用，例如像作为镍-氢和锂离子电池的电极材料来源。这些类型的电池可用于混合动力汽车、移动电话、个人计算机等。因此，它们的需求越来越大，尤其是在过去十年中，并且这种需求继续以高速增长。

2、一种生产硫酸镍的方法是通过将单质镍颗粒溶解在硫酸中。这个过程需要安全的环境，因为在该过程期间产生挥发性氢气，从而产生危险的环境。此外，在某些条件下，将单质镍颗粒溶解在酸的水溶液中的过程在大多数非氧化性酸中并且甚至在一些氧化性酸中通常是不切实际地缓慢的。

3、cn 111 439 791a披露了一种用于通过气液乳化生产硫酸镍的方法。通过采用空气氧化法用硫酸溶解金属镍以产生硫酸镍。用脱油且活化后的金属镍块填装到固定床反应器，并且补充适量的脱盐水；开启气液混合泵，从底部溶液中吸入溶液并且与纯氧气混合以制备乳状气液混合溶液，并且将该乳状气液混合溶液从固定床的下部泵入反应器中；同时缓慢添加硫酸，保证反应器中ph值控制为1.0或更低，并且进行连续反应；以及当加酸完成并且ph值达到一定值时停止反应，并且将反应溶液过滤以获得纯净的硫酸镍溶液。

4、gb 2 104 053 a披露了一种用于生产镍和钴的硫酸盐和氯化物的方法。镍或钴的硫酸盐或氯化物是通过将具有不超过0.5m2/kg的表面积的相应金属片溶解在热的硫酸或盐酸中并将盐溶液冷却至低于30℃以使盐结晶来制备的。

5、需要替代方法和系统来以有成本效益且安全的方式生产硫酸镍产品，特别是适合用作电池生产的原材料的硫酸镍产品。

技术实现思路

1、本披露涉及用于使单质镍颗粒与硫酸和过氧化氢溶液反应以生产硫酸镍产品，并且例如适用于电池材料的硫酸镍产品的方法和系统。在本披露中，出人意料地发现可以在不使用复杂的机械搅拌装置的情况下生产硫酸镍产品。

技术特征：

1.一种用于制备硫酸镍产品的方法，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法进一步包括使用一个或多个泵(5，26)将该硫酸镍浆料、该硫酸镍溶液或其任何组合(11，24)泵送通过该外部循环回路(6，25)，并且其中该泵(5，26)在该容器(2，21)的外部。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法进一步包括使用一个或多个温度探针测量该硫酸镍浆料、该硫酸镍溶液或其任何组合(11，24)的温度，可选地其中该方法进一步包括使用一个或多个热交换装置(7，27)调节该硫酸镍浆料、该硫酸镍溶液或其任何组合(11，24)的温度，并且其中该热交换装置(7，27)在该容器的外部。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，该一个或多个热交换装置(7，27)包括冷却装置，和/或其中，该一个或多个热交换装置(7，27)包括加热装置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该惰性化气体(8)选自水蒸气、氮气、氩气及其组合，和/或其中，该镍颗粒呈选自料粒、圆形物、阴极、团块、粉末及其组合的形式。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，将该硫酸溶液(9，28)和该过氧化氢溶液(10，29)预混合，然后引入该容器(2，21)中，和/或其中，该方法进一步包括将该硫酸镍浆料、硫酸镍溶液或其任何组合(11，24)过滤以在该硫酸镍产品准备好供收集时使用过滤装置(4，23)收集该硫酸镍产品。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括使该硫酸镍产品经过活性炭以去除残余的过氧化氢，或者其中，该方法进一步包括将该硫酸镍产品加热以去除残余的过氧化氢。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括通过离子交换去除fe3+离子。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，该方法在范围为40℃至200℃的温度下进行。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，该硫酸镍产品具有范围为70g/l至200g/l的ni2+浓度和范围为0至4的ph，或者其中，该硫酸镍产品适合在不进一步纯化的情况下使用。

11.一种用于制备硫酸镍产品的系统，该系统包括：

12.根据权利要求11所述的系统，其中，该第二反应容器(31)包括多级搅拌器(32)。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其中，该第一外部回路(25)被配置为将该含有细粒的硫酸镍浆料和/或硫酸镍溶液(24)的一部分从该第一反应容器(21)排出进入该第二反应容器(31)的底部中，并且该第二外部回路(35)被配置为将硫酸镍溶液从该第二反应容器(31)的顶部再循环至该第二反应容器(31)的底部。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其进一步包括过滤装置，用于将该硫酸镍产品过滤并去除残余的细颗粒。

15.如权利要求14所述的系统，其中，该过滤装置是膜过滤器。

技术总结本披露涉及用于使单质镍颗粒与硫酸和过氧化氢溶液反应以生产硫酸镍产品、例如适用于电池材料的硫酸镍产品的方法和系统。技术研发人员：S·弗里施胡特,J·霍芬格尔,R·伯林,S·皮奇尔迈尔受保护的技术使用者：巴斯夫欧洲公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2