一种碱性电池添加剂制备方法与流程

1.本发明涉及一种电池添加剂超细粉末制备技术领域，具体涉及一种采用盐酸体系制备碱性电池添加剂的方法。


背景技术：

2.目前，国内国外制备超细氧化铟的方法主要是采用硝酸体系制备，其优点主要在于硝酸根离子易于后续处理，能产出4n高纯超细氧化粉末，但是缺陷也很明显，其原材料硝酸属于乙类危险化学试剂在运输、储存及使用过程中安全隐患很大，同时在生产时产生大量有毒有害氮氧化物尾气和废水，该尾气和废水无害化处理比较困难。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术缺陷，提供一种采用盐酸体系制备碱性电池添加剂超细氧化铟方法，其内容着重在于后续氯离子的处理工序。本发明的优点是采用爆炸危险系数低及较环保的盐酸体系制备该产品，与传统方法相比消除了氮氧化物尾气的产生，大大减少了在运输、储存及使用过程中可能引起的爆炸危险性，同时降低了原料成本、制备过程的中间成本及尾气和废水处理成本。
4.本发明是通过以下技术方案予以实现的：一种碱性电池添加剂制备方法，其特征在于，该添加剂为氧化铟或氢氧化铟，所述添加剂制备方法包括以下步骤：s1、首先将金属铟溶解在盐酸体系中，使金属铟与盐酸溶液反应转变成盐酸铟溶液；s2、在步骤s1制备的盐酸铟溶液中加入沉淀剂，使铟离子转化成氢氧化铟前驱体；s3、将步骤s2制备的氢氧化铟前驱体进行一级洗涤、过滤、烘干、破碎、一次煅烧，使氢氧化铟前驱体转换成氧化铟；s4、将步骤s3制备的氧化铟进行二级洗涤、过滤、烘干、二次煅烧，得到碱性电池添加剂氧化铟。
5.优选的，步骤s1中，所述盐酸体系为浓度为35wt%～38wt%的盐酸溶液，将金属铟溶解在浓度为35wt%～38wt%的盐酸溶液中，金属铟与盐酸溶液反应生成三氯化铟溶液。
6.优选的，步骤s2中，在步骤s1制备的盐酸铟溶液中加入沉淀剂氨水，使铟离子转化成纳米或微纳米级氢氧化铟前驱体颗粒。
7.优选的，步骤s2中，步骤s2中，在步骤s1制备的盐酸铟溶液中加入浓度为25-28%的氨水，所述氨水的加入量按1g铟添加1.2-1.8ml氨水进行。
8.优选的，步骤s3中，所述破碎采用锤式破碎机进行，破碎粒度为10mm以下；过滤采用真空抽滤；烘干采用电热鼓风烘箱，烘干温度为140℃-160℃；煅烧采用常用温度为800℃温度、最高温度为1200℃低温煅烧炉。
9.优选的，步骤s3中，一级洗涤用ph为9-10的洗涤水，一级洗涤后使氢氧化铟前驱体
吸附的氯离子含量《0.2%。
10.优选的，步骤s3中，一次煅烧的温度为800-1000℃，一次煅烧的时间为4-6小时。
11.优选的，步骤s3中，二级洗涤用ph为8-9的洗涤水。
12.优选的，步骤s3中，二级洗涤用ph为8-9的洗涤水，二级洗涤后使氢氧化铟前驱体吸附的氯离子含量《0.01%。
13.优选的，步骤s3中，二次煅烧的温度为300-350℃，二次煅烧的时间为3-4小时。
14.本发明的技术效果如下：本发明一种碱性电池添加剂氧化铟制备方法，首先采用盐酸将金属铟溶解成三价氯化铟溶液，在三氯化铟中加入沉淀剂氨水，使三价铟转变成氢氧化铟前驱体，其化学反应方程式如下：2in 6hcl = 2incl3 3h2↑
incl
3 nh3h2o = in(oh)
3 ↓
h2o然后将氢氧化铟前驱体进行一级洗涤、过滤、烘干及脱水煅烧，转换成氧化铟。其中一级洗涤浆料ph值控制在9-10，脱水煅烧温度为800-1000℃，煅烧时间为4-6小时，其主要化学反应方程式如下：cl- nh3h2o=nh4cl oh-in(oh)3煅烧 in2o
3 h2o
↑
nh4cl = nh3↑ꢀ
hcl
↑
一级洗涤的原理及作用：前驱体氢氧化铟纳米颗粒上吸附的大量氯离子，经亲和力强的铵根离子带入洗水中，脱离纳米颗粒；脱水煅烧的目的：1.脱出氢氧化铟结构水；2.除去粉体中夹带的氯化铵；3.使吸附在颗粒内部的不易与铵根离子接触的氯离子进入颗粒表面。
15.再将一级洗涤煅烧后的氧化铟进行二级洗涤、过滤、烘干及二次煅烧。其中二级洗涤浆料ph值控制在8-9，二次煅烧温度为300-350℃，二次煅烧时间为3-4小时，其主要化学反应方程式如下：cl- nh3h2o=nh4cl oh-nh4cl = nh3↑ꢀ
hcl
↑
二级洗涤将一级洗涤煅烧后的氧化铟从颗粒内部进入颗粒表面的氯与铵根离子结合带入洗水中；过滤和烘干脱除水份；通过二次煅烧进一步通过温度使残留在颗粒表面的氯化铵分解挥发，脱离颗粒。
16.本发明采用盐酸体系制备电池添加剂氧化铟，避免了有害有毒的氮氧化物产生，是一种更环保的制备方法，同时废水废气易于处理；采用本发明制备的产品，其氯离子含量小于100ppm，完全符合国家和行业标准；本发明大大减少了原料成本和中间储存、生产等成本。
附图说明
17.图1为本发明电池添加剂氧化铟制备方法工艺流程图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
19.本发明所提供的电池添加剂氧化铟制备方法是一种采用盐酸体系制备的工艺，其主要经过溶解、沉淀、洗涤、过滤、烘干破碎及煅烧等工艺，主要化学反应方程式如下：2in 6hcl = 2incl3 3h2↑
incl
3 nh3h2o = in(oh)
3 ↓
h2ocl- nh3h2o=nh4cl oh-in(oh)3煅烧 in2o
3 h2o
↑
nh4cl = nh3↑ꢀ
hcl
↑
下面以制备碱性电池添加剂氧化铟工艺为例进行说明。
20.实施例1一种碱性电池添加剂氧化铟的制备方法，包括以下步骤：先采用25wt%盐酸与原料铟反应，生成三氯化铟溶液，在三氯化铟溶液中加沉淀剂氨水，使铟离子转化成纳米或微纳米级氢氧化铟前驱体颗粒，该颗粒吸附的氯离子含量＞0.5%，再洗涤水加氨水调ph值为9，进行一级洗涤，经过一级洗涤后，使前驱体颗粒吸附的氯离子含量《0.2%，然后再进行破碎和一次煅烧，一次煅烧的温度为800℃，一次煅烧的时间为6小时，前驱体被转化成氧化铟，煅烧后的氧化铟再进行二级洗涤、过滤、烘干、二次煅烧。其中，二级洗涤水ph为8，经二次洗涤的氧化铟氯含量《0.01%。二次煅烧温度为300℃，二次煅烧的时间为4小时，二次煅烧后得到碱性电池添加剂氧化铟。
21.实施例2一种碱性电池添加剂氧化铟的制备方法，包括以下步骤：将金属铟溶解在浓度为26wt%的盐酸溶液中，金属铟与盐酸溶液反应生成三氯化铟溶液；在三氯化铟溶液中加入沉淀剂氨水，使铟离子转化成纳米或微纳米级氢氧化铟前驱体颗粒；将氢氧化铟前驱体颗粒进行一级洗涤、过滤、烘干、一次煅烧。其中，一级洗涤用ph为9的洗涤纯水，一级洗涤后使氢氧化铟前驱体吸附的氯离子含量《0.2%；一次煅烧的温度为900℃，一次煅烧的时间为5小时，使氢氧化铟前驱体转换成氧化铟；然后将一次煅烧后制备的氧化铟进行二级洗涤、过滤、烘干、二次煅烧。其中，二级洗涤用ph为8的洗涤水，二级洗涤后使氢氧化铟前驱体吸附的氯离子含量《0.01%。二次煅烧的温度为330℃，二次煅烧的时间为3.5小时，冷却后得到碱性电池添加剂氧化铟。
22.实施例3一种碱性电池添加剂氧化铟的制备方法，包括以下步骤：将金属铟溶解在浓度为28wt%的盐酸溶液中，金属铟与盐酸溶液反应生成三氯化铟溶液；在三氯化铟溶液中加入沉淀剂氨水，使铟离子转化成纳米或微纳米级氢氧化铟前驱体颗粒；将氢氧化铟前驱体颗粒进行一级洗涤、过滤、烘干、一次煅烧。其中，一级洗涤用ph为10的洗涤纯水，一级洗涤后使氢氧化铟前驱体吸附的氯离子含量《0.2%；一次煅烧的温度为1000℃，一次煅烧的时间为4小时使氢氧化铟前驱体转换成氧化铟；然后将一次煅烧后制备的氧化铟进行二级洗涤、过滤、烘干、二次煅烧。其中，二级洗涤用ph为9的洗涤水，二级洗涤后使氢氧化铟前驱体吸附的氯离子含量《0.01%。二次煅烧的温度为350℃，二次煅烧的时间为3小时，冷却后得到碱性电池添加剂氧化铟。
23.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。