专利名称：电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法
技术领域：
本发明属于化工生产领域，特别涉及一种电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法。
背景技术：
镀镍在电镀工业中占有重要的地位，被广泛应用于防护装饰及功能性电镀中。氨 基磺酸镍是近年来在国际上发展较快的电镀镍主盐，以其沉积速度快、镀层内应力低、结晶 细致、镀液分散性好、可获得低应力的柔韧性厚镀层等特点，被广泛应用于电铸、尺寸修复、 印制镀金前镀镍及快速自动化生产中。以氨基磺酸镍镀镍主盐的工艺与以氯化镍、硫酸镍 为主盐的工艺是没法比拟的。以往因为氨基磺酸镍的成本较高，只在特殊的情况下使用，然 而目前国内外对镀镍制品的质量要求越来越高，因此高纯氨基磺酸镍的市场潜力也正在不 断扩大。 国外高端氨基磺酸镍溶液的生产，一般选用高纯镍粉为原料，在过氧化氢的存在 下和氨基磺酸直接反应制备得到氨基磺酸镍溶液。其金属杂质和硫酸盐(0.05%以下)含 量均很低。但由于镍粉的价格较高，故此国内采用该方法制备氨基磺酸镍溶液的厂家很少。
国内氨基磺酸镍溶液的生产，较多地采用碳酸盐法，即选用工业级的硫酸镍结晶 与碳酸钠反应生成碱式碳酸镍沉淀，经去离子水洗涤后再和氨基磺酸反应制备得到氨基磺 酸镍溶液。由于碱式碳酸镍在其生成过程中会有一部分不溶性的碱式硫酸镍一起沉淀下 来，无法通过洗涤的方式将硫酸根彻底除去，从而带入到氨基磺酸镍产品中，引起产品中硫 酸盐含量往往是镍粉工艺十倍以上。由于硫酸盐含量越高，对镀镍层的应力影响就越大，从 而引起镀镍工件品质低下。
发明内容
本发明的目的在于针对现有碳酸盐法生产的氨基磺酸镍溶液中硫酸盐含量高的
缺点，提供一种低硫酸盐含量的电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法。 为实现以上目的，本发明提供如下的技术方案 —种电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法，包括如下步骤 (1)将工业硫酸镍原料溶解于纯水中，将溶液过滤后浓縮析晶，得到精制的硫酸镍 结晶； (2)将步骤(1)制得的硫酸镍结晶配制成溶液，再与碳酸铵溶液反应生成碱式碳 酸镍沉淀； (3)将步骤(2)制得的碱式碳酸镍沉淀于氢氧化钠溶液中煮洗，再用纯水洗涤至 中性； (4)将步骤(2)制得的碱式碳酸镍和氨基磺酸在纯水中反应得到氨基磺酸镍溶 液。 为更好的实现本发明的方法，各步骤采用如下的优选方案
步骤(1)中，精制的硫酸镍具体通过以下方法得到将工业硫酸镍与纯水按1 : 1.5 1 : 2的质量比溶解得到比重为1.28 1.30g/ml的溶液；向溶液中加入活性
炭，活性炭和硫酸镍的质量比控制在i : iooo i : 2000 ;将溶液煮沸i小时以上，停止
加热，再将该溶液过滤后，浓縮至溶液比重为1. 60 1. 62g/ml ;浓縮析晶分离后得到精制的硫酸镍晶体。 步骤(2)中，所述碱式碳酸镍具体由下述方法制备得到将含镍为50 80g/L的硫酸镍溶液滴加到浓度为150 200g/L的碳酸铵溶液中，控制反应终点pH值在7. 0 8. 0之间，得到碱式碳酸镍沉淀。 步骤(3)中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为5 8wt^，煮洗次数为两次以上，每次碱式碳酸镍沉淀与浓度为5 8wt^的氢氧化钠溶液按质量比1 : 8 1 : IO进行投料。
步骤(4)中，所述碱式碳酸镍和氨基磺酸、纯水的投料质量比如下碱式碳酸镍
氨基磺酸纯水=1.5 : i : i 2 : i : i，反应温度控制60 7crc，合成终点溶液pH
=3. 5 4. O，将溶液过滤后减压浓縮至溶液比重为1. 52 1. 54g/ml即为基磺酸镍溶液成
本发明的基本原理如下 本发明采用工业级的硫酸镍为原料，通过重结晶除去原料中的大部分金属杂质。接下来采用碳酸铵溶液和硫酸镍溶液反应，确保不会形成碳酸镍胶体沉淀，最终制备得到大颗粒的碱式碳酸镍，降低了固液分离和洗涤操作的难度，由该方法制备得到的碱式碳酸镍中硫酸盐的含量在1. 0%左右。再经过两次碱洗，破坏夹带在碱式碳酸镍中的不溶性碱式硫酸镍，再用纯水洗至中性，最后通过碱式碳酸镍与氨基磺酸反应得到氨基磺酸镍溶液。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果 本发明的方法产品纯度高、特别其中是硫酸盐、钠离子较一般碳酸盐法制得的产品含量低，硫酸盐水平含量降低到0. 05%，已经达到或优于由镍粉制备的氨基磺酸镍溶液的硫酸盐水平。 此外，本发明还具有工艺条件简单易于控制，生产成本低的优点。
具体实施例方式
下面是本发明的具体实施例，这些实施例只是对本发明制备方法的具体说明，并
非用以限制本发明的保护范围。
实施例1 1.将工业级硫酸镍原料与纯水按质量比为l : 2进行溶解，溶解完全后，溶液比重为1. 28g/ml，然后向溶液中加入活性炭，活性炭和硫酸镍的质量比为1 : IOOO，将溶液煮沸1小时后停止加热，再将该溶液过滤后浓縮溶液比重d = 1. 60g/ml。停止加热浓縮，搅拌冷却结晶至室温，将结晶离心分离，得到精制的硫酸镍晶体。 2.将上述硫酸镍晶体与纯水配制成含镍为50g/L的溶液，缓慢加入到浓度为150g/L的碳酸铵溶液中，待合成溶液的pH值介于7. 0-8. 0之间时即反应至终点，然后将碱式碳酸镍离心分离，再将碱式碳酸镍与浓度为5wt^的氢氧化钠溶液按质量比l : 8进行投料煮洗两次，最后用纯水洗至洗液中性后离心分离出碱式碳酸镍。
3.将上述碱式碳酸镍和氨基磺酸、纯水按如下质量比进行合成碱式碳酸镍氨
基磺酸纯水=1.5 : i : 1，反应温度控制在6(rc，反应时间为i小时，合成终点溶液pH
=3. 7，将溶液过滤后减压浓縮至热溶液比重d = 1. 52g/ml即为高纯氨基磺酸镍溶液成品。
所得产品经检测，其主要指标结果为含量(以镍计)182.5g/L;硫酸盐0. 04wt% ;钠0. 005wt% ;pH :3. 5。
实施例2 1.将工业级硫酸镍原料与纯水按质量比为l : 1.5进行溶解，溶解完全后，溶液比重为1. 30g/ml，向溶液中加入活性炭，活性炭和硫酸镍的质量控制在1 : 2000，将溶液煮沸1小时后停止加热，再将该溶液过滤后浓縮溶液比重d = 1. 62g/ml。停止加热浓縮，搅拌冷却结晶至室温，将结晶离心分离，得到精制的硫酸镍晶体。 2.将上述硫酸镍晶体与纯水配制成含镍为80g/L的溶液，缓慢加入到浓度为250g/L的碳酸铵溶液中，待合成溶液的pH值介于7. 0-8. 0之间时即反应至终点，然后将碱式碳酸镍离心分离，再将碱式碳酸镍与浓度为6wt^的氢氧化钠溶液按质量比1 : 10进行投料煮洗两次，最后用纯水洗至洗液中性后离心分离出碱式碳酸镍。 3.将上述碱式碳酸镍和氨基磺酸、纯水按如下质量比进行合成碱式碳酸镍氨
基磺酸纯水=1.8 : i : i，反应温度控制在7(rc，反应时间为i小时，合成终点溶液pH
=3. 8，将溶液过滤后减压浓縮至热溶液比重d = 1. 54g/ml即为高纯氨基磺酸镍溶液成品。
所得产品经检测，其主要指标结果为含量(以镍计)184.5g/L;硫酸盐0. 02wt% ;钠0. 002wt% ;pH :3. 7。
实施例3 1.将工业级硫酸镍原料与纯水按质量比为l : 1.7进行溶解，溶解完全后，溶液比重为1. 29g/ml，向溶液中加入活性炭，活性炭和硫酸镍的质量控制在1 : 1500，将溶液煮沸1小时后停止加热，再将该溶液过滤后浓縮溶液比重d = 1. 61g/ml。停止加热浓縮，搅拌冷却结晶至室温，将结晶离心分离，得到精制的硫酸镍晶体。 2.将上述硫酸镍晶体与纯水配制成含镍为70g/L的溶液，缓慢加入到浓度为200g/L的碳酸铵溶液中，待合成溶液的pH值介于7. 0-8. 0之间时即反应至终点，然后将碱式碳酸镍离心分离，再将碱式碳酸镍与浓度为8wt^的氢氧化钠溶液按质量比l : 9进行投料煮洗两次，再用纯水洗至洗液中性后离心分离出碱式碳酸镍。 3.将上述碱式碳酸镍和氨基磺酸、纯水按如下质量比进行合成碱式碳酸镍氨
基磺酸纯水=2 : i : 1，反应温度控制在65t:，反应时间为i小时，，合成终点溶液pH二
4. O，将溶液过滤后减压浓縮至热溶液比重d = 1. 53g/ml即为高纯氨基磺酸镍溶液成品。
所得产品经检测，其主要指标结果为含量(以镍计)183.0g/L;硫酸盐0. 03wt% ;钠0. 002wt% ;pH :3. 9。 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的
限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)将工业硫酸镍原料溶解于纯水中，将溶液过滤后浓缩析晶，得到精制的硫酸镍结晶；(2)将步骤(1)制得的硫酸镍结晶配制成溶液，再与碳酸铵溶液反应生成碱式碳酸镍沉淀；(3)将步骤(2)制得的碱式碳酸镍沉淀于氢氧化钠溶液中煮洗，再用纯水洗涤至中性；(4)将步骤(2)制得的碱式碳酸镍和氨基磺酸在纯水中反应得到氨基磺酸镍溶液。
2. 根据权利要求1所述的电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法，其特征在于步骤(1) 中，精制的硫酸镍具体通过以下方法得到将工业硫酸镍与纯水按1 : 1. 5 1 : 2的质量比溶解得到比重为1. 28 1. 30g/ml的溶液；向溶液中加入活性炭，活性炭和硫酸镍的质量比控制在i : iooo i : 2000 ;将溶液煮沸1小时以上，停止加热，再将该溶液过滤后，浓縮至溶液比重为1. 60 1. 62g/ml ; 浓縮析晶分离后得到精制的硫酸镍晶体。
3. 根据权利要求1所述的电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法，其特征在于步骤(2) 中，所述碱式碳酸镍具体由下述方法制备得到将含镍为50 80g/L的硫酸镍溶液滴加到浓度为150 200g/L的碳酸铵溶液中，控 制反应终点PH值在7. 0 8. 0之间，得到碱式碳酸镍沉淀。
4. 根据权利要求1所述的电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法，其特征在于步骤(3) 中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为5 8wt % ，煮洗次数为两次以上，每次碱式碳酸镍 沉淀与浓度为5 8wt^的氢氧化钠溶液按质量比1 : 8 1 : IO进行投料。
5. 根据权利要求1所述的电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法，其特征在于步骤(4) 中，所述碱式碳酸镍和氨基磺酸、纯水的投料质量比如下碱式碳酸镍氨基磺酸纯水=1.5 : 1 : 1 2 : 1 : 1，反应温度控制60 70。C，合成终点溶液pH二 3. 5 4. o， 将溶液过滤后减压浓縮至溶液比重为1. 52 1. 54g/ml即为氨基磺酸镍溶液成品。
全文摘要
本发明涉及一种电子级高纯氨基磺酸镍溶液的制备方法。该方法包括如下步骤(1)将工业级硫酸镍原料溶解于纯水中，将溶液过滤浓缩析晶，得到精制的硫酸镍结晶；(2)将制得的硫酸镍结晶配制成溶液后再与碳酸铵溶液反应；(3)将制得的碱式碳酸镍沉淀置于氢氧化钠溶液中煮洗后再用纯水洗涤至中性；(4)将洗涤后的碱式碳酸镍和氨基磺酸反应得到氨基磺酸镍溶液。本发明的方法产品纯度高、特别其中是硫酸盐、钠离子较一般碳酸盐法制得的产品含量低，另外还有工艺条件简单易于控制，生产成本低的优点。
文档编号C01B21/096GK101704517SQ20091019340
公开日2010年5月12日 申请日期2009年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者王刊, 谭岁月, 谭泽, 黄司平 申请人:广东光华化学厂有限公司;广州市金华大化学试剂有限公司