1.1 硫酸鎳的性質(zhì)
硫酸鎳,化學(xué)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(chǎn)量價格均指六水合物。有 α -(四方晶體,藍(lán)色)和 β -(單斜晶體,綠色)兩種晶體結(jié)構(gòu)。
低于 31.5 ℃硫酸鎳溶液結(jié)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(fēng)化性。31.5~53.3 ℃結(jié)晶為 α - 型六水硫酸鎳(藍(lán)色不透明晶體);53.3 ℃轉(zhuǎn)變?yōu)?β - 型,103 ℃時失去 5 分子結(jié)晶水成為一水物,在 280 ℃時失去全部結(jié)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(jié)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(zhì)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(jié)晶后得到六水硫酸鎳,國內(nèi)主要硫酸鎳生產(chǎn)企業(yè)金川鎳鹽、吉恩鎳業(yè)、廣西銀億等均通過這種方式生產(chǎn)硫酸鎳;(4)生產(chǎn)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(nèi)代表企業(yè)有格林美、池州西恩、邦普循環(huán)等。
目前,加拿大、韓國、日本和臺灣等國家地區(qū)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(zhì)少、來源穩(wěn)定,制備的得到的硫酸鎳品質(zhì)好,制備過程污染小等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是制備成本偏高。
我國的硫酸鎳生產(chǎn)以中間品制備為主,包括銅電解中所含雜質(zhì)鎳;鈷生產(chǎn)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(yōu)勢是原料來源多種多樣,生產(chǎn)成本低;缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程污染較大。隨著國家對工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保要求層層加碼,目前國內(nèi)的硫酸鎳企業(yè)都面臨著轉(zhuǎn)向以金屬鎳為原料轉(zhuǎn)型的趨勢。銷售額(1.1198萬億韓元)是季度史上規(guī)模。這是由于,一方面全球顧客和小型電池事業(yè)的擴(kuò)大,使得能源儲存裝置(ESS)市場的高增長趨勢得以持續(xù),另一方面電動汽車的銷量增加所致。LG化學(xué)常務(wù)姜昌范表示,為了能夠在2020年供應(yīng)我們所承攬的數(shù)量,計劃增加3、4倍以上的生產(chǎn)能力。第二季度,在信息電子材料部門、生命科學(xué)領(lǐng)域、子公司韓農(nóng)等所有事業(yè)領(lǐng)域達(dá)成了均衡的業(yè)績改善。1月,LG化學(xué)和LG生命科學(xué)合并后成立的生命科學(xué)部門,取得了銷售額1352億韓元、營業(yè)利潤189億韓元的不錯業(yè)績。在這樣的固體中,塑料分子仍然雜亂無章地排列著,這種情況被稱為無定形態(tài)[2]。我們見到的塑料制品,往往同時包括了這種塑料的結(jié)晶態(tài)和無定形態(tài)。當(dāng)然,我們并不會觀察到一只塑料盒中某個區(qū)域是結(jié)晶的塑料或是無定形的。這是因?yàn)檫@兩種形式的塑料固體并非像互不相容的油和水那樣完全分隔開。相反,塑料分子的晶體通常形成小的球形顆粒分散在無定形態(tài)的塑料中[3],這些球形顆粒的直徑往往在幾微米到幾百微米之間,這么小的尺寸肉眼是很難分辨的[4]。