專利名稱：：低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬化工領(lǐng)域，確切地說是氨基磺酸鹽濃縮液制備方法以及專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
：隨著全球電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品的品質(zhì)要求更是精益求精，越來越多的廠家對(duì)電鍍金屬層的品質(zhì)要求也越來越高。鍍層內(nèi)應(yīng)力低，延展性良好，均勻性佳的鍍液正被眾多的廠家大力倡導(dǎo)和推廣。氨基磺酸金屬電鍍液應(yīng)較廣，特別是氨基磺酸鎳(分子式Ni(NH2S0》2英文名Nickelsulfaraate，CAS:13770-89-3，EINECS:237-396-1，物化性質(zhì)透明深綠色溶液)濃縮液是近年來國(guó)際上發(fā)展較快的一種電鍍鎳主鹽.能獲得比傳統(tǒng)的硫酸鎳鍍液機(jī)械性能更優(yōu)良的金屬鍍層，因其內(nèi)應(yīng)力低、沉積速度快，而在汽車、摩托車、冶金、電子、鎳網(wǎng)、鋁合金等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。該工藝最關(guān)鍵之處是氨基磺酸鎳濃縮液(NICKELSULFAMATESOLUTION)的高濃度、高純度，在嚴(yán)格控制條件下生產(chǎn)的氨基磺酸鎳濃縮液無(wú)需任何添加劑就能產(chǎn)生低應(yīng)力之鍍層，如配合添加劑的使用，則能得到外觀更佳，內(nèi)應(yīng)力更低的鍍層。氨基磺酸鎳在電鍍中主要優(yōu)點(diǎn)為(l)鍍液電流效率高,可節(jié)約電鍍時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；(1)鍍層結(jié)晶細(xì)致，均勻平滑,色澤光亮；(3)鍍層內(nèi)應(yīng)力低,延展性好,焊錫性佳;鍍層含硫量低,少于0.003%;(4)適合噴沙或磨沙工件電鍍，工件處理能保持其原有砂紋特性及外觀；(5)適用于低應(yīng)力鎳鍍層之要求的應(yīng)用，如電鑄等；(6)特別適用于功能性電鍍,常用作金、鈀、銠、銀等貴金屬電鍍和非金屬電鍍打底鍍層(7)極適宜于電子電鍍之連續(xù)電鍍、TAB電鍍、快速電鍍及要求較高的小孔徑高精密線路板電鍍。氨基磺酸鎳的制備方法主要有目前主要采用原蘇聯(lián)專利452543介紹的碳酸鎳溶液與氨基磺酸鎳溶液反應(yīng)方法。也有一些專利介紹采用單質(zhì)鎳形式(鎳粉、鎳片等金屬鎳)與氨基磺酸鎳溶液(其中添加過氧化氫、或硫酸)反應(yīng)，來制備氨基磺酸鎳。具有代表性的有中國(guó)專利ZL200410025138.3《一種氨基磺酸鎳的制備方法》、德國(guó)專利US2003000398597;加拿大專利US3620669;中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?5105950)《金屬氨基磺酸鹽的生產(chǎn)》；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710066227.6《硫化鎳精礦制備氨基磺酸鎳工藝》；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710146350.9《一種用含鎳物料萃取轉(zhuǎn)型生産鎳鹽的方法》；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710303808.7《一種生產(chǎn)胺基磺酸鎳的方法》；文獻(xiàn)陳兆斌《氨基磺酸鎳制備的研究》精細(xì)化工200118(9)528-533;袁偉《特定級(jí)氨基磺酸鎳的制備》北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)197724(1):73-76;文獻(xiàn)岳榮高純度氨基磺酸鎳的制備及分析[學(xué)位論文]，北京化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)院，1992?？偠灾?，一類是將鎳制備成碳酸鎳(或氫氧化鎳)溶液與氨基磺酸溶液加熱反應(yīng)(碳酸鎳法)，然后用真空濃縮成鎳含量為180g/L左右的濃縮液或制備成結(jié)晶體。另一類是將單質(zhì)鎳與氨基磺酸溶液直接生產(chǎn)成氨基磺酸鎳(金屬法)。金屬法缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢，氨基磺酸易分解，造成硫酸根含量高，蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)、耗能大。實(shí)用性差，沒有運(yùn)用到生產(chǎn)中。碳酸鎳(或氫氧化鎳)法應(yīng)用最廣。但現(xiàn)在的普遍采用的碳酸鎳法，其缺點(diǎn)在于(1)碳酸鎳溶液與氨基磺酸溶液反應(yīng)制備的氨基磺酸鎳溶液鎳的含量低，僅100-140g/L，要制備180g/L左右的濃縮液或結(jié)晶氨基磺酸鎳，需要蒸發(fā)，消耗大量時(shí)間和能源，工藝流程冗長(zhǎng)繁雜。(2)反應(yīng)和蒸發(fā)過程易分解，造成硫酸根含量高。碳酸鎳法反應(yīng)原理NiC03+2NH2S03H=Ni(NH2S03)2+C02+H208NH2S03H+NiC033Ni(OH)24H2O+5H2O=4Ni(NH2SO3)2+4H20+CO2氨基磺酸水解NH2S03H+H20=HS04-+NH4+NH2S03-+H20=S042+NH4+<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>另外在氨基磺酸鈷生產(chǎn)中也存在同樣的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種硫酸根含量低，不需要蒸發(fā)就能獲得高濃度的氨基磺酸鎳和氨基磺酸鈷的低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法。低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法，按以下重量配比，在密閉的反應(yīng)罐內(nèi)反應(yīng)金屬鹽或金屬堿(按金屬量計(jì))1525份干粉氨基磺酸5565份水7090份；所述的金屬鹽或金屬堿可以是干粉，也可以是含結(jié)晶水的濾餅，濾餅應(yīng)檢測(cè)并計(jì)算其結(jié)晶水含量，研碎，加水時(shí)扣除結(jié)晶水量，水為純水。本發(fā)明優(yōu)選重量配比為金屬鹽或金屬堿(按金屬量計(jì))1822份干粉氨基磺酸5862份水7385份。本發(fā)明最佳重量配比為金屬鹽或金屬堿(按金屬量計(jì))20份干粉氨基磺酸58份水80份。本發(fā)明所述的金屬鹽為碳酸鎳或碳酸鈷，金屬堿為氫氧化鎳或氫氧化鈷。按上述配比，將金屬鹽或金屬堿和干粉氨基磺酸，在反應(yīng)罐內(nèi)攪拌均勻，加入30°C~4(TC熱純水，關(guān)閉加水口，在密閉的反應(yīng)罐內(nèi)攪拌50-70分鐘；向反應(yīng)罐內(nèi)注入壓縮空氣，打開帶過濾裝置的出料口，加壓過濾，收集氨基磺酸鹽濃縮液；如果加工成晶體，將濃縮液蒸發(fā)后，得晶體。為了獲得較佳的反應(yīng)效果，本發(fā)明所述的攪拌采用轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)罐的方式，在反應(yīng)罐內(nèi)裝有固定的攪拌裝置攪拌，球磨式研磨，邊攪拌邊研磨。本發(fā)明又一個(gè)目的是，為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法，專門設(shè)計(jì)了專用設(shè)備。該設(shè)備包括反應(yīng)罐本體、橫杠、支撐架、罐蓋、帶閥的加水口，本體為圓形，橫杠與反應(yīng)罐成一體，橫杠固定在支撐架上，罐蓋在反應(yīng)罐本體一端頂部，其特征在于橫杠與驅(qū)動(dòng)裝置相連，反應(yīng)罐本體內(nèi)裝有固定的梳子式扒犁攪拌裝置，本體還設(shè)有帶閥的壓縮空氣口，罐蓋內(nèi)設(shè)有過濾裝置和帶閥出料口；所述的反應(yīng)罐內(nèi)還裝有氧化鋯球或瑪瑙球；所述的過濾裝置為兩層篩網(wǎng)中間夾有濾布或?yàn)V棉。使用時(shí)，打開罐蓋裝入物料，蓋上罐蓋，電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫杠帶動(dòng)反應(yīng)罐本體轉(zhuǎn)動(dòng)，梳子式扒犁攪拌裝置、氧化鋯球或瑪瑙球也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，物料攪拌均勻后，通過加水口按比例加所需溫度的水，關(guān)閉閥門，再進(jìn)行攪拌研磨，待反應(yīng)充分后，通壓縮空氣口注入壓縮空氣，加壓過濾，打開出料口閥口液體物料排出。本發(fā)明由于采用了優(yōu)化的原料配比的金屬鹽或堿和氨基磺酸攪拌、研磨均勻后，加入30'c^4crc熱純水，在密閉的反應(yīng)罐內(nèi)攪拌、研磨，并加壓過濾，得到了氨基磺酸鎳或氨基磺酸鈷溶液濃度達(dá)180-200g/L左右，硫酸根小于600ppm，稍加熱蒸發(fā)即可得到結(jié)晶；為本方法設(shè)計(jì)的專用設(shè)備，反應(yīng)、過濾集一體，縮短了反應(yīng)時(shí)間，解決了氨基磺酸鹽生產(chǎn)中(1)氨基磺酸在溶液狀態(tài)容易分解硫酸根；即氨基磺酸水解NH2S03H+H20=HS04'+NH4+;NH2S03'+H20=S042'+NH4+;(2)合成的氨基磺酸鎳溶液鹽含量低，濃縮成180g/L(按金屬量計(jì))或結(jié)晶狀時(shí)，時(shí)間長(zhǎng)，并且分解硫酸根含量高兩個(gè)難題。節(jié)約了能耗和時(shí)間。圖1為本發(fā)明的低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法提供的設(shè)備剖面示意圖。圖2為本發(fā)明的低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法提供的設(shè)備中灌蓋的放大剖面示意圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1請(qǐng)參閱圖1、2，低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法的專用設(shè)備，該設(shè)備包括反應(yīng)罐本體3、橫杠7、支撐架1、罐蓋5、帶閥的加水口8，本體1為圓形，橫杠7與反應(yīng)罐本體3成一體，橫杠7固定在支撐架3上，罐蓋5在反應(yīng)罐本體3—端頂部，橫杠與驅(qū)動(dòng)裝置相連接，反應(yīng)罐本體3內(nèi)裝有固定的梳子式扒犁攪拌裝置4，本體3還設(shè)有帶閥的壓縮空氣口9，罐蓋內(nèi)設(shè)有過濾裝置；反應(yīng)罐內(nèi)還裝有氧化鋯球2;所述的罐蓋5設(shè)有放料用的帶閥出料口51，過濾裝置為兩層篩網(wǎng)52中間夾有濾布53。實(shí)施例2低硫酸根氨基磺酸鎳濃縮液制備方法(A)按重量碳酸鎳(按金屬量計(jì))18份干粉氨基磺酸62份水85份；(B)打開蓋5，將碳酸鎳和干粉氨基磺酸按(A)配比，倒入反應(yīng)罐內(nèi)，蓋上罐蓋5，電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫杠7帶動(dòng)反應(yīng)罐本體3轉(zhuǎn)動(dòng)，梳子式扒犁攪拌裝置4、氧化鋯球2也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，混合攪拌30分鐘，按(A)比例從進(jìn)水口8加入60'C熱純水，關(guān)閉進(jìn)水口8，在密閉的反應(yīng)罐內(nèi)再攪拌60分鐘；(C)從壓縮空氣口9，注入壓縮空氣，打開出料口51,反應(yīng)物通過罐蓋5的過濾裝置過濾后，氨基磺酸鎳濃縮液從出料口51流出，得氨基磺酸鎳溶液濃度達(dá)190g/L(按金屬量計(jì))，硫酸根小于600ppm;如果加工晶體，稍加熱蒸發(fā)后即可得到。實(shí)施例3按重量配比金屬鹽或金屬堿(按金屬量計(jì))干粉氨基磺酸水其它重復(fù)實(shí)施例2。實(shí)施例4按重量配比碳酸鎳(按金屬量計(jì))干粉氨基磺酸水其它重復(fù)實(shí)施例2。實(shí)施例5按重量配比碳酸鎳(按金屬量計(jì))干粉氨基磺酸水其它重復(fù)實(shí)施例2。實(shí)施例6按重量配比碳酸鎳(按金屬量計(jì))干粉氨基磺酸水、其它重復(fù)實(shí)施例2。實(shí)施例7按重量配比碳酸鎳(按金屬量計(jì))干粉氨基磺酸-水15份65份90份25份55份90份25份65份70份15份65份卯份20份58份80份;其它重復(fù)實(shí)施例2，得氨基磺酸鎳溶液濃度達(dá)200g/L(按金屬量計(jì))，硫酸根小于600ppm。用氫氧化鎳生產(chǎn)氨基磺酸鎳、用碳酸鈷或氫氧化鈷生產(chǎn)氨基磺酸鈷，用氫氧化鎳、碳酸鈷或氫氧化鈷替換碳酸鎳，其它重復(fù)實(shí)施例2，或重復(fù)實(shí)施例3、4、5、6或7中任意一個(gè)。權(quán)利要求1、低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法，其特征在于，按以下重量配比，在密閉的反應(yīng)罐內(nèi)反應(yīng)金屬鹽或金屬堿(按金屬量計(jì))15～25份干粉氨基磺酸55～65份水70～90份。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法，其特征在于，重量配比為金屬鹽或金屬堿(按金屬量計(jì))1822份干粉氨基磺酸5862份水7385份。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法，其特征在于，重量配比為金屬鹽或金屬堿(按金屬量計(jì))20份干粉氨基磺酸58份水80份。4、根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法，其特征在于金屬鹽為碳酸鎳或碳酸鈷，金屬堿為氫氧化鎳或氫氧化鈷。5、根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法，其特征在于將金屬鹽或金屬堿和干粉氨基磺酸，在反應(yīng)罐內(nèi)攪拌均勻，加入30。C^KTC熱純水，關(guān)閉加水口，在密閉的反應(yīng)罐內(nèi)攪拌50-70分鐘；向反應(yīng)罐內(nèi)注入壓縮空氣，打開帶過濾裝置的出料口，加壓過濾，收集氨基磺酸鹽濃縮液；如果加工成晶體，將濃縮液蒸發(fā)后，得晶體。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法，其特征在于所述的攪拌采用轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)罐的方式，在反應(yīng)罐內(nèi)裝有固定的攪拌裝置攪拌，并加裝研磨球，球磨式研磨，邊攪拌邊研磨。7、低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法的設(shè)備，包括反應(yīng)罐本體、橫杠、支撐架、罐蓋、帶閥的加水口，本體為圓形，橫杠與反應(yīng)罐成一體，橫杠固定在支撐架上，罐蓋在反應(yīng)罐本體一端頂部，其特征在于橫杠與驅(qū)動(dòng)裝置相連，反應(yīng)罐本體內(nèi)裝有固定的梳子式扒犁攪拌裝置，本體還設(shè)有帶閥的壓縮空氣口，罐蓋內(nèi)設(shè)有過濾裝置及出料口。8、根據(jù)權(quán)利要求7低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法的設(shè)備，其特征在于所述的反應(yīng)罐內(nèi)還裝有氧化鋯球或瑪瑙球。9、根據(jù)權(quán)利要求7或8低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法的設(shè)備，其特征在于所述的罐蓋設(shè)有帶閥出料口，過濾裝置為兩層篩網(wǎng)中間夾有濾布或?yàn)V棉。全文摘要本發(fā)明公開了一種低硫酸根氨基磺酸鹽濃縮液制備方法及設(shè)備，該方法包括取碳酸鎳或碳酸鈷或氫氧化鎳或氫氧化鈷(按金屬重量計(jì))1-3份和干粉氨基磺酸3-9份，在反應(yīng)罐內(nèi)攪拌均勻，再加入5-15份30℃-40℃熱純水，在密閉的反應(yīng)罐內(nèi)攪拌50-70分鐘；所述的攪拌采用轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)罐的方式，在反應(yīng)罐內(nèi)裝有固定的攪拌裝置攪拌、球磨式研磨，邊攪拌邊研磨，加壓過濾，收集氨基磺酸鎳或氨基磺酸鈷濃縮液；濃度達(dá)210g/L左右，硫酸根小于600PPM，稍加熱蒸發(fā)即可得到結(jié)晶；為本方法設(shè)計(jì)的專用設(shè)備，集反應(yīng)、過濾為一體，縮短了反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效果。文檔編號(hào)C01B21/096GK101445225SQ20081005160公開日2009年6月3日申請(qǐng)日期2008年12月16日優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日發(fā)明者仲崇何,垠劉,寧呂,呂文廣,鄭景宜申請(qǐng)人:吉林市弗蘭達(dá)科技股份有限公司