Brevet FR2488239A1 — publié le 19820212

1tl L'invention concerne un procédé pour la prépara- tion d'hydroxyde de nickel comme partie constitutive active de la masse des électrodes positives dans les éléments électrochi- miques alcalins, par déplacement d'un sel de nickel (II) soluble dans l'eau par une lessive alcaline. L'hydroxyde de nickel destiné à être utilisé com- me masse positive dans les éléments alcalins est actuellement préparé selon un procédé de précipitation s'tétendant sur une longue période de temps. Ce procédé comprend la précipitation de l'hydroxyde à partir de solutions d'un sel de nickel (II) au moyen de lessives alcalines, la séparation du précipité de la lessive mère, le lavage et le séchage. Du fait du mauvais compor- tement au filtrage du produit de précipitation, qui se trouve tout d'abord en suspension, le processus prend beaucoup de temps, notamment plusieurs jours. Par contre, l'introduction de la masse active dans la structure hautement poreuse des électrodes frittées, introduction pour laquelle il est également fait appel à un pro- cédé de précipitation, peut 8tre menée à bien rapidement. A cet effet, la plaque frittée est immerg4e dans une solution de ni- trate de nickel à haute concentration pour remplir les pores avec cette solution. Ensuite, la plaque ainsi imbibée est trai- tée dans une lessive alcaline concentrée pour préciper l'hydro- xyde de nickel, et elle est ensuite lavée et séchée, L'ensemble du processus s'accomplit en moins d'une heure pour une masse incorporée offrant des possibilités d'utilisation élevées. V'invention a en conséquence pour but de créer un procédé qui, sans s'encombrer de très grandes quantités de liquide et sans la séparation, autrement nécessaires du produit de déplacement par une filtration exigeant beaucoup de temps, permette d'obtenir rationnellement de l'hydroxyde de nickel à partir de sels de nickel solubles dans l'eau. Ce but est atteint conformément à l'invention en ce que le sel de nickel (II) sous forme pulvérulente est transformé directement en Ni(OH)2 par une lessive à haute con- centration sans passer par l'intermédiaire d'une phase en solu- tion homogène des ions Ni2+. Il est particulièrement avantageux d'effectuer le déplacement avec du nitrate de nickel et une lessive de soude. Il est dans la nature de l'invention, que selon 2.- une réaction presque topochimique, c'est-à-dire en excluant dans une large mesure la phase en solution, du grain d'hydroxyde de nickel prenne naissance. Dans ce grain, l'information du grain de nitrate de nickel est encore contenue en ce sens qu'il est, en ce qui concerne la morphologie et les dimensionst comparable à ce grain de nitrate de nickel. Une telle conversion est nécessaire du fait que les produits réagissant ne sont pas amenés directement les uns vers les autres, mais par écoulement en sens contraire. Tandis que de la poudre de nitrate de nickel pv est tout dVabord mise en contact avec tres peu de lessive concentree il n'y a pas encore de conversion complète en hydroxyde de nickel Au con- traire des nitrates de nicel basiques iw;ierm4diairesz par exemple la composition Ni(N03)2 X Ni(OH)2 x (S HI0, sont formés, Avec une proportion croissante d'hydroxwde de cickel dans la molécule, la possibilité de libération d'eau des nitrates de nickel basiques diminues En outres gi,uan'tite impo-tante du liquide de la lessive est fixée en tandt,.e. aa de cris'allisa- tion, limitant la transformation sar leplaooment de la réac- tion et empochant, dans rue large mesxe, l'apparition doune suspension. Si ensuite les nitra-bes basiques de nickel vien- nent en contact avec une lessive neuve à havtemeCt concentration, c'est-àdire une lessive a-ee une teneur en eau réduite, une conversion complète en hydroxyde de nickel est effec-tuéGe. Par conséquent, la transformation doit avoir lieu en principe de façon que la poudre de nitrate de nickel soit déplacée le long d'une section de transport et que, à partir de l'extrémité de cette section de transport, bale lessive à haute concentration se déplace en sens inverse de léecoulement de la poudre, la concentration de la lessive s'abaissant alors par suite de la combinaison avec la poudre, tandis qu'à l'en- droit o est apporté le nitrate de nickel fraise il ne subsis- te qu'une lessive modérément concentrée. la quantité de lessive transportée doit être alors maintenue suffisamment petite pour que le mélange réactif soit dans tous les cas bien imprégné, mais qu'aucune suspension ne s'établisse. En outre, la lessive à la fin de son cheminement ne doit pas 9tre appauvrie en ions OH-dans une mesure telle que l'on aboutisse à une dissolution de Ni(N03)2 frais encore avant la précipitation de nitrate 3.- basique ou bien d'hydroxyde de nickel, c'està-dire que la transformation du Ni(N03)2 doit s'effectuer in situ. L'ensemble du processus de transformation ne doit pas nécessairement se dérouler en continu. Un procédé en plu- sieurs étapes discrètes est également concevable. L'expression "en écoulement de sens contraire" se rapporte en conséquence uniquement au sens dans lequel les participants à la réaction sel de nickel et lessive alcaline, sont amenés l'un vers l'autre. La figure 1 montre schématiquement une possibili- té pratique de réalisation du procédé conforme à l'invention. Sur l'extrémité la plus basse de la bande trans- porteuse 1 se déplaçant obliquement vers le haute avantageusement par l'intermédiaire d'un dispositif de dosage, non représenté, on délivre de la poudre de Ni(N03)2. En sens inverse de la pou- dre ainsi déplacée, une lessive de soude s'écoule, cette les- sive ayant été amenée à l'extrémité la plus élevée de la bande transporteuse. Sur son trajet dirigé vers le bas, la lessive vient en contact avec le nitrate de nickel basique 2, contact au cours duquel la fraction de Ni(N03)2 non encore transformée en hydroxyde de nickel, est de plus en plus prépondérante. Il s'en suit un appauvrissement de la lessive en ions OH. Par exem- ple, la lessive de soude fra che à l'emplacement le plus élevé de la bande transporteuse est Il fois normale tandis qu'elle n'est plus que 2 fois normale à l'extrémité la plus basse de cette bande. Pour empocher un glissement du Ni(N03)2 de la bande de transport, et pour assurer un certain temps de séjour en présence de la lessive, des cavités 3 en forme de cuvette sont prévues sur la bande transporteuse transversalement par rapport à la direction de déplacement, De cette façon, la lessi- ve s'écoule en cascade par dessus les bords de ces cavités vers le bas, un nouvel échange entre la lessive et le contenu des cavités s'effectuant à chaque étape. Le caractère basique du nitrate de nickel croit donc dans chaque cavité du bas vers le haut jusqu'à ce que par le renvoi de la bande transporteuse en 4, de l'hydroxyde de nickel pur soit évacué. La lessive s'égouttant en 5 peut, après enlèvement du nitrate alcalin entraîné, 8tre amenée à un évaporateur à vide, et après concentration, être de nouveau réintroduite dans le processus. L'enlèvement par lavage du nitrate de l'hydroxyde de 4.- nickel évacué en 4, ne présente pas de difficultés du fait de la structure en gros cristaux par opposition au produit volu- mineux et floconneux obtenu dans le cas de la précipitation classique. Comme l'hydroxyde de nickel ne présente pas,de conductibilité propre, il peut être intéressant dans certains cas, de transformer la masse active en totalité ou partiellement grâce à un moyen d'oxydation chimique, tel que du péroxodisulfate de potassiumen un oxyde de nickel de valence éleve De cette façon, on obtient pour le montage des électrodes déjà préformées avec une certaine conductibilité d'électrons. De façon particulièrement avantageuse, on peut également introduire dans le procédé conforme à l'invention, une oxydation partielle de l'hydroxyde de nickel au moyen de $S208, en traitant le nitrate de nickel pulvérulent avec un mélange de lessive de soude et de péroxodisulfate de potassium, au lieu d'une lessive de soude pure. 5.- REVENDI C ATIONS 1.- Procédé pour la préparation d'hydroxyde de nickel comme partie constitutive active de la masse des électro- des positives dans les éléments électrochimiques alcalins, par déplacement d'un sel de nickel (II) soluble dans l'eau par une lessive alcaline, procédé caractérisé en ce que le sel de nickel (II) sous forme pulvérulente est transformé directement en Ni(OH)2 par une lessive à haute concentration sans passer par l'inter- médiaire d'une phase en solution homogène des ions Ni2+. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel de nickel (II) sous forme pulvérulente est Ni(NO3)2 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lessive de précipitation est NaOH. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la lessive de précipitation contient un moyen d'oxydation chimique. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'oxydation chimique est du péroxodisulfate de potassium.