発明の名称 酸化ニッケル粉末の製造方法 発行国 日本国特許庁（ＪＰ） 公報種別 公開特許公報（Ａ） 公開番号 特開２００１−３２００２（Ｐ２００１−３２００２Ａ） 公開日 平成１３年２月６日（２００１．２．６） 出願番号 特願平１１−２０３７７９ 出願日 平成１１年７月１６日（１９９９．７．１６） 代理人 【識別番号】１０００８４０８７ 【弁理士】 【氏名又は名称】鴨田 朝雄 発明者 続木 浩二 / 紀井 伸之 / 森 芳秋 / 古川 和則 / 高石 和幸 / 杉浦 卓 要約 目的 構成 特許請求の範囲 【請求項１】 硫酸ニッケルを酸化雰囲気下で焙焼して酸化ニッケル粉末を製造する方法において、９５０℃以上、１０００℃未満を焙焼温度とする第１段焙焼、および１０００〜１２００℃を焙焼温度とする第２段焙焼から該焙焼がなることを特徴とする酸化ニッケル粉末の製造方法。 【請求項２】 第１段焙焼の焙焼温度が９７０〜９９０℃である請求項１に記載の酸化ニッケル粉末の製造方法。 【請求項３】 第１段焙焼の焙焼時間が１５〜６０分である請求項１または２に記載の酸化ニッケル粉末の製造方法。 【請求項４】 第２段焙焼の焙焼時間が３０〜１２０分である請求項１に記載の酸化ニッケル粉末の製造方法。 発明の詳細な説明 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、硫酸ニッケルを焙焼して酸化ニッケル粉末を製造する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】酸化ニッケル粉末は、キルンなどを用い酸化雰囲気下で硫酸ニッケルを焙焼して製造される。そして、酸化ニッケル粉末を他の材料と混合し焼結して得た焼結体は、フェライトの部品などに用いられる。 【０００３】近年、上記焼結体の用途が多様化するに伴い、該焼結体をより高密度にするなどのため、種々の平均粒径をもつ酸化ニッケル粉末が要求されるようになった。しかし、平均粒径を制御する酸化ニッケル粉末の製造方法は、知られていなかった。 【０００４】また、上記多様化に伴い、不純物濃度、とりわけ残留硫黄が例えば５０重量ｐｐｍ以下に低い酸化ニッケル粉末が要求されるようになってきた。それは、硫黄が酸化ニッケル粉末中に多く残留すると、混合する他の材料と反応し、製品のフェライトの特性を劣化させるからである。しかし、硫黄濃度の低い酸化ニッケル粉末の製造方法は、知られていなかった。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、市場からの上記要求に応えるべく、硫酸ニッケルを酸化雰囲気下で焙焼して酸化ニッケル粉末を製造する方法において、平均粒径が制御され、かつ硫黄濃度が５０重量ｐｐｍ以下に低い酸化ニッケル粉末の製造方法を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明は、硫酸ニッケルを酸化雰囲気下で焙焼して酸化ニッケル粉末を製造する方法において、９５０℃以上、１０００℃未満を焙焼温度とする第１段焙焼、および１０００〜１２００℃を焙焼温度とする第２段焙焼から該焙焼がなることを特徴とする酸化ニッケル粉末の製造方法である。 【０００７】上記本発明において、第１段焙焼の焙焼温度は９７０〜９９０℃が、焙焼時間は１５〜６０分が好ましく、また、第２段焙焼の焙焼時間は３０〜１２０分が好ましい。 【０００８】 【発明の実施の形態】（１）原料硫酸ニッケル本発明の酸化ニッケル粉末の製造方法において原料硫酸ニッケルを焙焼する際、該原料硫酸ニッケルの分解がおこる。この分解によって、酸化ニッケル粉末とＳＯｘが生成する。そして、上記生成酸化ニッケル粉末の焼結がおこる。 【０００９】原料硫酸ニッケル中に含まれている不純物のうちアルカリ金属やアルカリ土類金属は、原料硫酸ニッケルの分解をおこりにくくする、つまり製造する酸化ニッケル粉末の硫黄濃度を高めやすいため、含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属が少ない、例えば１０００重量ｐｐｍ未満の原料硫酸ニッケルを用いるのが好ましい。また、原料硫酸ニッケル中に含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属の量によって、上記焼結速度、ひいては製造する酸化ニッケル粉末の平均粒径も影響を受ける。 【００１０】従って、焙焼（第１段焙焼および第２段焙焼）条件や、製造する酸化ニッケル粉末の所望硫黄濃度および所望平均粒径を勘案し、適当な品位の原料硫酸ニッケルを選択して用いることが好ましい。 【００１１】（２）第１段焙焼および第２段焙焼本発明の酸化ニッケル粉末の製造方法において上記硫酸ニッケル分解反応を調節することにより、製造される酸化ニッケル粉末の硫黄濃度を制御する。すなわち、製造される酸化ニッケル粉末の硫黄濃度は、この分解反応が進行するほど低下する。 【００１２】また、上記生成酸化ニッケル粉末の焼結を調節することにより、製造される酸化ニッケル粉末の平均粒径を制御する。すなわち、製造される酸化ニッケル粉末の平均粒径は、上記生成酸化ニッケル粉末の焼結が進行するほど増大する。 【００１３】製造する酸化ニッケル粉末の硫黄濃度および平均粒径を、第１段焙焼および第２段焙焼からなる二段焙焼によって制御するのは、一段焙焼で平均粒径を制御することが、充分な焼結速度が得られないため困難であるからである。なお、一段焙焼で充分焼結しないのは、一段焙焼温度が低い場合は当然であるが、比較的高い一段焙焼温度でも充分焼結しないのは、融液相が生じて硫酸ニッケルが分解しにくくなるからと考えられる。つまり、第１段焙焼によって酸化ニッケル粉末とＳＯｘの生成反応をおこさせて、第２段焙焼で充分な焼結速度が得られる程度に硫黄濃度を低下させる。そして、この第１段焙焼の後の第２段焙焼によって、酸化ニッケル粉末の平均粒径および硫黄濃度を制御する。 【００１４】（３）第１段焙焼条件（ａ）焙焼温度硫酸ニッケルは８００℃程度で粒子が一旦溶融し、さらに温度を高めていくと約９５０℃で分解反応がおこる。１０００℃以上では上述したように充分な焼結速度が得られない。分解反応に要する時間をより短くできるため、９７０〜９９０℃が好ましい。 【００１５】（ｂ）焙焼時間第１段焙焼の作用効果は、１５分未満では充分得られず、また、６０分を超えても６０分以下に比べて向上しない。 【００１６】（ｃ）第１段焙焼で生成した酸化ニッケル粉末の平均粒径第１段焙焼で生成した酸化ニッケル粉末は、平均粒径が０．５μｍ以下の微粉である。 【００１７】（４）第２段焙焼条件第１段焙焼で生成した平均粒径０．５μｍ以下の酸化ニッケル粉末をさらに１０００℃以上の高温で保持することにより、充分な速度で焼結がおこって平均粒径が増大する。それとともに硫黄濃度も低下する。 【００１８】第２段焙焼の作用効果は、１０００℃未満の焙焼温度または３０分未満の焙焼時間では充分得られない。また、焙焼温度が１２００℃を超えるか焙焼時間が１２０分を超えても、１２００℃以下の焙焼温度や１２０分以下の焙焼時間に比べて作用効果が向上しない。 【００１９】 【実施例】［実施例１〜４、参考例１］試験用小型転動焙焼炉を用い、反応管（ＳＵＳ製、内径：１２５ｍｍ、長さ：２００ｍｍ）内に５００ｇの硫酸ニッケルＡ（６水和物。化学組成を表１に示す）を装入した。 【００２０】次に、空気を１リットル／分の流量で流し、反応管を１２ｒｐｍの回転数で回転させながら、硫酸ニッケルＡを昇温させた後に第１段焙焼および第２段焙焼した。ここで、いずれの例においても、第１段焙焼の焙焼温度は９７０℃で、焙焼時間は６０分であった。また、第２段焙焼の焙焼温度・焙焼時間は、実施例１が１０５０℃・１２０分、実施例２が１１００℃・９０分、実施例３が１１５０℃・６０分、実施例４が１２００℃・４５分、および参考例１が１２００℃・２０分であった。これらの第１段焙焼条件および第２段焙焼条件を表２に示す。 【００２１】第２段焙焼後、常温まで放冷した。 【００２２】製造した酸化ニッケル粉末の硫黄濃度を化学分析した。硫黄濃度の分析結果を表２に示す。 【００２３】［実施例５、６、比較例１］実施例５は第１段焙焼の焙焼温度・焙焼時間が９５０℃・６０分、第２段焙焼の焙焼温度・焙焼時間が１２００℃・１２０分、実施例６は第１段焙焼の焙焼温度・焙焼時間が９９０℃・６０分、第２段焙焼の焙焼温度・焙焼時間が１０５０℃・１２０分、および比較例１は第１段焙焼の焙焼温度・焙焼時間が９００℃・６０分、第２段焙焼の焙焼温度・焙焼時間が１１００℃・６０分であった。これらの第１段焙焼条件および第２段焙焼条件を表２に示す。 【００２４】上記以外は、実施例１と同様に試験した。硫黄濃度の分析結果を表２に示す。 【００２５】［比較例２〜５］第１段焙焼の焙焼時間を、１５分（比較例２）、３０分（比較例３）および１２０分（比較例５）とした以外は、実施例１と同様にして第１段焙焼を行った。また、実施例１と同様にして第１段焙焼を行った（比較例４）。第１段焙焼後、常温まで冷却した。これらの第１段焙焼条件を表２に示す。 【００２６】その後は、第２段焙焼を行わず、上記第１段焙焼で得られた酸化ニッケル粉末の硫黄濃度を化学分析した。分析結果を表２に示す。 【００２７】［比較例６］第１段焙焼を行わず、いきなり第２段焙焼した以外は、実施例１と同様に試験した。ここで、第２段焙焼の焙焼温度・焙焼時間は、１１００℃・６０分であった。この第２段焙焼条件、および硫黄濃度の分析結果を表２に示す。 【００２８】［実施例７〜９］第１段焙焼の焙焼温度・焙焼時間はいずれの実施例も９７０℃・３０分で、第２段焙焼の焙焼温度・焙焼時間は実施例７が１０５０℃・３０分、実施例８が１１００℃・６０分、および実施例９が１２００℃・３０分であった。これらの第１段焙焼条件および第２段焙焼条件を表３に示す。 【００２９】上記以外は、実施例１と同様にして酸化ニッケル粉末を製造した。 【００３０】製造した酸化ニッケル粉末の平均粒径をフィッシャーサブシーブサイザー（ＦＳＳＳ）を用いて測定した。平均粒径の測定結果を表３に示す。 【００３１】［比較例７］第２段焙焼を行わず、第１段焙焼後に常温まで放冷した以外は、実施例７と同様に試験した。第１段焙焼の焙焼条件、および平均粒径の測定結果を表３に示す。 【００３２】［実施例１０〜１４］反応管内に装入した硫酸ニッケルを硫酸ニッケルＢ（６水和物。硫酸ニッケルＡより低品位であり、化学組成を表１に示す）とし、第２段焙焼の焙焼温度・焙焼時間を、実施例１０で１０００℃・３０分、実施例１１で１０００℃・６０分、実施例１２で１０５０℃・３０分、実施例１３で１０５０℃・６０分、および実施例１４で１１００℃・３０分とした。これら以外は、実施例７と同様に試験した。第１段焙焼条件、第２段焙焼条件、および平均粒径の測定結果を表３に示す。 【００３３】［比較例８］第２段焙焼を行わず、第１段焙焼後に常温まで放冷した以外は、実施例７と同様に試験した。第１段焙焼条件、および平均粒径の測定結果を表３に示す。 【００３４】 【表１】 （注）Ｎｉは重量％、Ｎｉ以外は重量ｐｐｍ。 【００３５】 【表２】 【００３６】 【表３】 【００３７】表１〜３から次のことが分かる。 【００３８】（１）第１段焙焼について（ａ）焙焼温度・焙焼時間を９５０〜９９０℃・６０分として第１段焙焼を行い、焙焼温度・焙焼時間を１０５０〜１２００℃・４５〜１２０分として第２段焙焼を行うと、硫黄濃度が５０重量ｐｐｍ以下の酸化ニッケル粉末を製造することができる（実施例１〜６）。 【００３９】（ｂ）第１段焙焼を行わなかったり（比較例６）、第１段焙焼温度が低かったり（比較例１）すると、硫酸ニッケルの分解が非常におこりにくくなる。 【００４０】（ｃ）硫黄濃度を５０重量ｐｐｍ以下にするために、第１段焙焼温度は９５０℃が臨界的であり（実施例５）、９７０℃や９９０℃は硫黄濃度を充分低下できる温度である（実施例１〜４、６）。 【００４１】（ｄ）第１段焙焼温度を高めても、硫黄濃度はほとんど変化しない（実施例１、６）。 【００４２】（ｅ）第１段焙焼時間を６０分より長くしても、硫黄濃度は大きく低下しない（比較例２〜５）。 【００４３】（２）第２段焙焼について（ａ）焙焼温度・焙焼時間を１０００〜１２００℃・３０〜６０分として第２段焙焼を行うと、平均粒径が制御された酸化ニッケル粉末を製造することができる（実施例７〜１４）。 【００４４】（ｂ）第２段焙焼温度が高くなるほど平均粒径が顕著に増大する（実施例７・９・比較例７（Ａ原料・第２段焙焼時間３０分）、実施例８・比較例７（Ａ原料・第２段焙焼時間６０分）、実施例１０・１２・１４・比較例８（Ｂ原料・第２段焙焼時間３０分）、および実施例１１・１３・比較例８（Ｂ原料・第２段焙焼時間６０分））。 【００４５】（ｃ）第２段焙焼時間が長くなるほど硫黄濃度が減少する（実施例４、参考例１）。 【００４６】（ｄ）第２段焙焼時間が長くなるほど平均粒径が増大する（実施例１０・１１（Ｂ原料・第２段焙焼温度１０００℃）、および実施例１２・１３（Ｂ原料・第２段焙焼温度１０５０℃））。 【００４７】（ｅ）第２段焙焼の焙焼温度および焙焼時間の平均粒径に及ぼす影響は、原料硫酸ニッケル中に含まれる不純物の種類や量が相違すると、異なる、すなわち不純物の多い原料Ｂの方が不純物の少ない原料Ａより平均粒径が大きくなりやすい（実施例７（原料Ａ）・１２（原料Ｂ）（第２段焙焼温度１０５０℃・第２段焙焼時間３０分））。 【００４８】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平均粒径が制御され、かつ硫黄濃度が５０重量ｐｐｍ以下に低い酸化ニッケル粉末の製造方法を提供することができる。