镍氢电池用高活性球形氢氧化亚镍生产的工程设计

　　本文介绍了氢氧化亚镍的生产工艺。

　　1刖目随着社会的进步及市场的需求，新型绿色环保型镍氢电池正朝着高容量、小型化、高功率方向发展，镍氢电池产业将成为21世纪能源领域的重大产业之一。球形氢氧化亚镍作为镍氢电池生产的核心原材料，其质量的优劣决定了电池的许多重要性能，包括：容量、寿命、内阻、大电流放电特性、放电平台长度等。

　　近年来，实验室制备氢氧化亚镍的研究虽有很大进展，但由于该产品的独特性，大批量工业化生产仍有一定难度，本文介绍了工业化生产低成本、高稳定性、高性能指标的球形氢氧化亚镍的制备工艺。

　　2工艺流程7mol/L的硫酸镍（含0.），9mol/L的氢氧化钠和13mol/L的氨水，以一定（较小的）流速并流加入反应器中，保持适宜的温度（45~65°C）和pH值（9~11）并采用特殊搅拌装置强力搅拌，即可合成绿色沉淀物，后经陈化、水洗、烘干得粉末状氢氧化亚镍粉。

　　I陈化丨烘干I分H装I制备氢氧化亚镍的工艺流程3主要设备设计选型3.1设备材质的选择为避免物料混入金属元素，所有与物料接触的设备、阀门均采用不锈钢材质，管道为UPVC材质。

　　3.2反应釜反应釜为该产品生产的核心设备，其内部设计成独特的挡板及搅拌器，以形成强力搅拌，采用调节阀自动控制不同原料的注料速度，以热水为加热介质，自动控制反应温度在45~65°C之间。

　　3.3过滤设备的选型本设计选用真空加压过滤机。该设备过滤效率高，操作方便，工作周期短，连续定量自动排料，物料损失少，并可进行多次洗绦，且该设备可以消除传统离心过滤对周围环境的影响。

　　3.4干燥设备的选型干燥设备的选型应考虑被干燥物料的特性、产品质量等多方面因素。由于本产品粒度小，水洗过滤后含水量为13 %，如果选用箱式干燥设备，不仅产品质量不均匀，操作条件差，间歇操作，劳动强度大，而且会由于传热效果不好而引起物料板结；如果选用旋风气流干燥，虽然传热效率高，连续操作，但物料撞击严重，不适宜于本物料干燥；此外微波干燥器虽然各个方面都较适宜，但因其设备费及操作费都很高，因此本设计选用水平园振动干燥机，这样既提高了传热效率，又使间歇干燥变为连续干燥，从而提高劳动效率。

　　4原辅材料的生产为降低生产成本，保证产品的质量、性能及稳定性，本工程大部分原材料均为厂内配制。

　　（1）纯水制备：由于本产品质量要求高，因此产品生产所涉及的水均需高纯水。本设计采用反渗透装置制备纯水。纯水电导率小于1西门子。

　　%）经高温蒸馏得98%的浓硫酸。

　　（4）硫酸锌的配制：工艺中采用的锌添加剂是以硫酸锌方式加入的。如用锌锭自制硫酸锌，每吨产品可节省1 500元左右。但锌与H2SO4反应产生H2，容易燃烧爆炸，因此设计中采用氮气置换、密闭加料器给料的方式配制，并在该生产工序安装强制通风设施，并与可燃气体测爆仪联锁以实现安全生产。

　　5三废处理及副产品回收（）硫酸精制工序产生的少量硫酸尾气用氢氧化钠溶液吸收。

　　（2）水洗工序产生的一次洗水经结晶槽低温结晶析出副产物Na2SO47H2O外售。