(57)【要約】【課題】洗浄、乾燥などのハンドリング性がよく、陰イオンの残存が少ない水酸化第二銅及び水酸化ニッケルを提供する。【解決手段】塩基性炭酸銅又は塩基性炭酸ニッケルを水に分散させ、苛性アルカリを添加して反応させることを特徴とする水酸化第二銅又は水酸化ニッケルの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩基性炭酸銅又は塩基性炭酸ニッケルを水に分散させ、苛性アルカリを添加して反応させることを特徴とする水酸化第二銅又は水酸化ニッケルの製造方法。
【請求項２】
苛性アルカリ／銅のモル比が０．５〜２．５となるよう苛性アルカリを添加することを特徴とする請求項１記載の水酸化第二銅の製造方法。
【請求項３】
苛性アルカリ／ニッケルのモル比が０．５〜３．０となるよう苛性アルカリを添加することを特徴とする請求項１記載の水酸化ニッケルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドリング性に優れ不純物の少ない水酸化第二銅及び水酸化ニッケルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水酸化第二銅は、従来、銅塩の水溶液に苛性アルカリ又はアンモニアを添加する方法で製造されている（特許文献１、特許文献２、非特許文献１参照）。
しかし、苛性アルカリを添加する方法では、アルカリ過剰や反応熱の発生により酸化第二銅が生成しやすいため、低温での反応及びｐＨ制御が必要となる。この方法では、粒径の小さい嵩高い水酸化第二銅が生成してしまい、水洗などのハンドリング性が悪く、陰イオンが水酸化第二銅中に残存するという欠点があった。
一方アンモニアを使用する方法では、アンモニアの臭気が作業環境を悪化させるとともに、反応時に生成する銅アンモニア錯イオンを廃水処理で分解する必要が生じる。また、アンモニア中和で水酸化第二銅中に陰イオンが残存するという欠点もある。
【０００３】
水酸化ニッケル（水酸化第一ニッケル）の製造は従来、苛性アルカリを添加する方法で行われているが（非特許文献２参照）、水酸化第二銅と同様に、陰イオンが残存し嵩高くハンドリング性の悪い水酸化ニッケルが生成するという欠点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１０４５１９号公報
【特許文献２】
特開平８−１２３２８号公報
【非特許文献１】
「化学大辞典」共立出版、昭和４４年３月１５日、第５巻３１頁
【非特許文献２】
「化学大辞典」共立出版、昭和４４年３月１５日、第５巻３３頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解消し、洗浄、乾燥などのハンドリング性がよく、陰イオンの残存が少ない水酸化第二銅及び水酸化ニッケルを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、下記の構成を採用することにより前記の課題の解決を可能にした。
（１）塩基性炭酸銅又は塩基性炭酸ニッケルを水に分散させ、苛性アルカリを添加して反応させることを特徴とする水酸化第二銅又は水酸化ニッケルの製造方法。
（２）苛性アルカリ／銅のモル比が０．５〜２．５となるよう苛性アルカリを添加することを特徴とする（１）記載の水酸化第二銅の製造方法。
（３）苛性アルカリ／ニッケルのモル比が０．５〜３．０となるよう苛性アルカリを添加することを特徴とする（１）記載の水酸化ニッケルの製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては下記の反応によって水酸化第二銅又は水酸化ニッケルを得る。
2004175615.tif 000002
（Ｍ１はＣｕ又はＮｉを表し、Ｍ２はアルカリ金属原子を表す。ｘ、ｙは正の整数であり、塩基性炭酸塩の製法により種々の値をとりうる。）
アルカリ金属は好ましくはナトリウム、カリウムである。
【０００８】
上記反応は具体的には以下の手順で行われる。
塩基性炭酸銅又は塩基性炭酸ニッケルを水に分散させ、撹拌を続けながら苛性アルカリを添加し、生成した炭酸アルカリを常法により水洗除去し、水分を除去、乾燥して水酸化第二銅又は水酸化ニッケルを得る。
水酸化第二銅の場合、苛性アルカリ／銅のモル比が０．５〜２．５となるように苛性アルカリを添加することが好ましく、さらに好ましくは１．０〜２．０である。反応温度は好ましくは５〜５０℃、さらに好ましくは１０〜４０℃である。高温だと酸化銅が生成するためである。反応時間は好ましくは１５分〜２４０分、さらに好ましくは３０〜１２０分である。熟成は好ましくは１０〜１２０分、さらに好ましくは３０〜６０分行う。
水酸化ニッケルの場合は苛性アルカリ／ニッケルのモル比が０．５〜３．０となるように苛性アルカリを添加することが好ましく、さらに好ましくは１．５〜２．５である。反応温度は好ましくは６０〜１００℃、さらに好ましくは８０〜１００℃であり、反応時間は好ましくは１５〜２４０分、さらに好ましくは３０〜１２０分である。熟成時間は好ましくは１０〜１２０分、さらに好ましくは３０〜６０分である。
【０００９】
なお、本発明の製造方法においては、原料となる塩基性炭酸銅もしくは塩基性炭酸ニッケルの粒径がほぼ水酸化第二銅もしくは水酸化ニッケルの粒径となる。したがって、粒径の小さい原料を使用した場合には生成する目的化合物の粒径も小さくなりハンドリング性は悪く、粒径の大きい原料を使用した場合には粒径の大きなハンドリング性の良好な目的化合物が得られる。原料化合物の好ましい形状は具体的には平均粒径１〜６０μｍのもので、さらに好ましくは平均粒径１０〜３０μｍのものである。
粒径の大きな無機化合物を得る製法は公知のごとく、反応温度を高くし、反応に供するイオン濃度を薄くし、反応時間を長くする方法が一般的である。塩基性炭酸銅も同様であり、特開２００１−２５３７１０号公報記載の方法（銅イオン含有液と炭酸イオン含有液を６５〜８５℃で同時に滴下する方法）、特開昭４９−５８０９９号公報記載の方法（塩基性炭酸銅として銅イオンを加熱してろ過しやすい状態に変換する方法）、特開平２−２８９４２３号公報記載の方法（中和反応によって生成した沈殿物を加熱熟成して結晶化させる方法）等により得られる塩基性炭酸銅は好ましく用いることができる。
塩基性炭酸ニッケルについては特開昭６１−１０６４２２号公報、特開昭６３−５０３２８号公報、特開平１−１５３５３４号公報、特開平２−１７２８２９号公報及び特開２００１−３３５３２６号公報記載の製法で得られるものが好ましく用いられる。
【００１０】
このようにして得られる目的化合物は比較的大きな粒径を有するものとなるので、洗浄・乾燥などを行いやすい、ハンドリング性に優れたものとなる。また、原料として使用する塩基性炭酸塩には、金属塩水溶液と炭酸アルカリの反応によって得たものの場合、その金属塩の陰イオン（硫酸塩では硫酸イオン、塩化物では塩化物イオン、硝酸塩では硝酸イオン）が必ず含まれるが、本発明における苛性アルカリとの反応においては、強アルカリ下での反応により硝酸アルカリや塩化アルカリなどになって水に溶け出し、水洗工程で除去されるため、目的化合物である水酸化物では陰イオンの含有量がより少ないものとできる。
【００１１】
【実施例】
次に本発明を比較例とともに示す実施例により更に具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例中に記述した材料、組成、及び作成方法に何等限定されるものではない。
なお、実施例、比較例中の「％」は重量％を示す。
【００１２】
（実施例１）
水２０００Ｌを入れた反応器に塩基性炭酸銅１０００ｋｇ（銅含有量４５％、ＳＯ４２−含有量０．３％、平均粒径１５μｍ）を入れよく撹拌混合した。この中にＮａＯＨ／Ｃｕ＝１．５モル比に相当する２５％苛性ソーダ１３４０Ｌを１時間で滴下し３０分撹拌を続けた。２０℃の水温は反応により３０℃となった。撹拌停止後、水洗水の導電率が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまでデカンテーション水洗を繰り返した。１６時間静置後の沈殿容量は１０００Ｌ（沈殿嵩は０．７２ｋｇ／Ｌ）であった。水洗を終えた水酸化第二銅スラリーを遠心脱水機にて水分を除去、さらに７０℃で２０時間の乾燥を行い、粉末の鮮青色の水酸化第二銅７２０ｋｇを得た。含まれる銅、硫酸イオン、炭酸イオンの量及び見掛け比重を表１に示す。
【００１３】
（実施例２）
水２Ｌを入れた反応器に塩基性炭酸銅１０００ｇ（銅含有量４５％、ＳＯ４２−含有量０．３％、平均粒径１５μｍ）を入れよく撹拌混合した。この中にＮａＯＨ／Ｃｕ＝１モル比に相当する２５％苛性ソーダ８９２ｍｌを１時間で滴下し３０分撹拌を続けた。２０℃の水温は反応により３０℃となった。撹拌停止後、水洗水の導電率が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまでデカンテーション水洗を繰り返した。１６時間静置後の沈殿容量は１Ｌ（沈殿嵩は０．７２ｋｇ／Ｌ）であった。水洗を終えた水酸化第二銅スラリーを遠心脱水機にて水分を除去、さらに７０℃で２０時間の乾燥を行い、粉末の鮮青色の水酸化第二銅７２０ｇを得た。含まれる銅、硫酸イオン、炭酸イオンの量及び見掛け比重を表１に示す。
【００１４】
（比較例１）
水２Ｌを入れた反応器に硫酸銅５水和物２５４ｇを加え撹拌溶解した。この中にＮａＯＨ／Ｃｕ＝１．８モル比に相当する２５％苛性ソーダ２８８ｇを１時間で滴下した。滴下終了後３０分撹拌を続けた。撹拌停止後、水洗水の導電率が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまでデカンテーション水洗を繰り返した。１６時間静置後の沈殿容量は８００ｍｌ（沈殿嵩は０．１２５ｋｇ／Ｌ）であった。水洗を終えた水酸化第二銅スラリーを遠心脱水機にて水分を除去、さらに７０℃で２０時間の乾燥を行い、粉末の水酸化第二銅１００ｇを得た。含まれる銅、硫酸イオン、炭酸イオンの量及び見掛け比重を表１に示す。
【００１５】
（比較例２）
水２Ｌを入れた反応器に硫酸銅５水和物２５４ｇを加え撹拌溶解した。この中にＮＨ３／Ｃｕ＝２．１モル比に相当する２５％アンモニア水１４３ｇを１時間で滴下した。滴下終了後３０分撹拌を続けた。撹拌を停止し生成した水酸化第二銅を沈殿させたが、反応液は銅アンミン錯体が生成し青色を呈した。沈殿容量は５００ｍｌ（沈殿嵩は０．１９ｋｇ／Ｌ）であった。水洗水の導電率が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまでデカンテーション水洗を繰り返した。水洗を終えた水酸化第二銅スラリーを遠心脱水機にて水分を除去、さらに７０℃で２０時間の乾燥を行い、粉末の水酸化第二銅９５ｇを得た。含まれる銅、硫酸イオン、炭酸イオンの量及び見掛け比重を表１に示す。
【００１６】
【表１】
2004175615.tif 000003
【００１７】
表１より、比較例１、２で得られた水酸化第二銅より実施例１、２で得られた水酸化第二銅のほうが硫酸イオンの含有量が少なく、見掛け比重が大きいことがわかる。すなわち実施例で得られた水酸化第二銅は、嵩高い比較例の水酸化第二銅よりもハンドリング性に優れ、陰イオンの含有量が少ない良質品である。
【００１８】
（実施例３）
水３００ｍｌを入れた反応器に塩基性炭酸ニッケル２４０ｇ（ニッケル含有量３５％、ＳＯ４２−含有量０．５％、平均粒径２０μｍ）を入れよく撹拌混合し、９０℃に加温した。この中にＮａＯＨ／Ｎｉ＝２．０モル比に相当する２５％苛性ソーダ液４５８ｇを１時間で滴下し９０〜１００℃を保持して３０分撹拌を続けた。冷却し撹拌停止後、水洗水の導電率が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまでデカンテーション水洗を繰り返した。１６時間静置後の沈殿容量は２７０ｍｌ（沈殿嵩は０．５ｋｇ／Ｌ）であった。水洗を終えた水酸化ニッケルスラリーを遠心脱水機にて水分を除去、さらに１００℃で１６時間の乾燥を行い、粉末の青緑色の水酸化ニッケル１３５ｇを得た。含まれるニッケル、硫酸イオン、炭酸イオンの量及び見掛け比重を表２に示す。
【００１９】
（実施例４）
水３００ｍｌを入れた反応器に塩基性炭酸ニッケル２４０ｇ（ニッケル含有量３５％、ＳＯ４２−含有量０．５％、平均粒径２０μｍ）を入れよく撹拌混合し、９０℃に加温した。この中にＮａＯＨ／Ｎｉ＝１．５モル比に相当する２５％苛性ソーダ液３４３．５ｇを１時間で滴下し９０〜１００℃を保持して３０分撹拌を続けた。冷却し撹拌停止後、水洗水の導電率が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまでデカンテーション水洗を繰り返した。１６時間静置後の沈殿容量は２７０ｍｌ（沈殿嵩は０．５ｋｇ／Ｌ）であった。水洗を終えた水酸化ニッケルスラリーを遠心脱水機にて水分を除去、さらに１００℃で１６時間の乾燥を行い、粉末の青緑色の水酸化ニッケル１３５ｇを得た。含まれるニッケル、硫酸イオン、炭酸イオンの量及び見掛け比重を表２に示す。
【００２０】
（比較例３）
反応器にＮａＯＨ／Ｎｉ＝２．１モル比に相当する２５％苛性ソーダ液３３６ｇをはかり取り、水を加え１０００ｍｌとし９０℃に加温した。別の容器に水１Ｌを用意し、硫酸ニッケル６水和物２６３ｇを加え撹拌溶解し、９０℃に保持した反応器に１時間で滴下した。滴下終了後、３０分撹拌を続けた。冷却し撹拌停止後、水洗水の導電率が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまでデカンテーション水洗を繰り返した。１６時間静置後の沈殿容量は９００ｍｌ（沈殿嵩は０．１５ｋｇ／Ｌ）であった。水洗を終えた水酸化ニッケルスラリーを遠心脱水機にて水分を除去、さらに１００℃で１６時間の乾燥を行い、粉末の水酸化ニッケル１３５ｇを得た。含まれるニッケル、硫酸イオン、炭酸イオンの量及び見掛け比重を表２に示す。
【００２１】
（比較例４）
反応器にＮａＯＨ／Ｎｉ＝２．１モル比に相当する２５％苛性ソーダ液３３６ｇをはかり取り、水を加え１０００ｍｌとし９０℃に加温した。別の容器に水１Ｌを用意し、硫酸ニッケル６水和物２６３ｇを加え撹拌溶解し、９０℃に保持した反応器に３時間で滴下した。滴下終了後、３０分撹拌を続けた。冷却し撹拌停止後、水洗水の導電率が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまでデカンテーション水洗を繰り返した。１６時間静置後の沈殿容量は７００ｍｌ（沈殿嵩は０．１９ｋｇ／Ｌ）であった。水洗を終えた水酸化ニッケルスラリーを遠心脱水機にて水分を除去、さらに１００℃で１６時間の乾燥を行い、粉末の水酸化ニッケル１３５ｇを得た。含まれるニッケル、硫酸イオン、炭酸イオンの量及び見掛け比重を表２に示す。
【００２２】
【表２】
2004175615.tif 000004
【００２３】
表２の結果より、水酸化ニッケルの製造においても、実施例３、４の水酸化ニッケルは比較例３、４で得られたものに比べ不純物が少なく粒径の大きい、ハンドリング性のよいものであることがわかる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、陰イオンの含有量が少なく、粒径の大きなハンドリング性のよい水酸化第二銅及び水酸化ニッケルを得ることができる。また、アンモニアを使用しない製造方法であるので、作業環境に悪影響を与えないという効果も奏する。