酸化ニッケル微粉末及びその製造方法
【課題】 硫黄等の不純物品位が低く且つ粒径が微細であり、電子部品材料として好適な酸化ニッケル微粉末、及びその工業的に安定な製造方法を提供する。
【解決手段】 硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和し、得られた水酸化ニッケルを５００〜１０００℃の温度で熱処理して酸化ニッケルとする。得られた酸化ニッケルをスラリー化し、湿式ジェットミルを用いて解砕すると同時に洗浄する。得られる酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下で、比表面積が３ｍ２／ｇ以上である。
【解決手段】 硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和し、得られた水酸化ニッケルを５００〜１０００℃の温度で熱処理して酸化ニッケルとする。得られた酸化ニッケルをスラリー化し、湿式ジェットミルを用いて解砕すると同時に洗浄する。得られる酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下で、比表面積が３ｍ２／ｇ以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化ニッケル微粉末及びその製造方法に関し、更に詳しくは、不純物品位、特に硫黄品位が低く、且つ微細であって、電子部品材料として好適な酸化ニッケル微粉末及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、酸化ニッケル粉末は、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、炭酸ニッケル、水酸化ニッケル等のニッケル塩類又はニッケルメタル粉を、ロータリーキルン等の転動炉、プッシャー炉等の連続炉、あるいはバーナー炉等のバッチ炉を用いて、酸化性雰囲気下で焼成することによって製造される。これらの酸化ニッケル粉末は多様な用途に用いられており、例えば、電子部品材料としての用途では、酸化鉄、酸化亜鉛等の他の材料と混合された後、焼結されることによりフェライト部品等として広く用いられている。
【０００３】
上記フェライト部品のように、複数の材料を混合して焼成することにより、これらを反応させて複合金属酸化物を製造する場合には、生成反応は固相の拡散反応で律速されるので、一般に使用する原料としては微細なものが用いられる。これにより、他材料との接触確率が高くなると共に粒子の活性が高くなるため、低温度且つ短時間の処理で反応が均一に進むことが知られている。従って、このような複合金属酸化物を製造する方法においては、原料の粒径を小さくすることが製造効率向上の重要な要素となる。
【０００４】
粉体が微細であることを測る指標としては、比表面積も用いられている。粒径と比表面積には、下記の計算式１の関係があることが知られている。下記計算式１の関係は粒子が真球状であると仮定して導き出されたものであるため、計算式１から得られる粒径と実際の粒径との間にはいくらかの誤差を含むことになるが、比表面積が大きいほど粒径が小さくなることがわかる。
【０００５】
［計算式１］
粒径＝６／（密度×比表面積）
近年においては、フェライト部品の高機能化、並びに酸化ニッケル粉末のフェライト部品以外の電子部品等への用途の広がりに伴い、酸化ニッケル粉末に含有される不純物元素の低減が求められている。これら不純物元素の中でも特に塩素や硫黄は、電極に利用されている銀と反応して電極劣化を生じさせたり、焼成炉を腐食させたりすることから、できるだけ低減することが望ましいとされる。
【０００６】
従来、酸化ニッケル粉末を製造する方法としては、原料として硫酸ニッケルを用い、これを焙焼する方法が提案されている。例えば、特開２００１−３２００２号公報（特許文献１）に記載されているように、硫酸ニッケルを原料として、キルンなどを用いて酸化雰囲気中で焙焼温度を９５０〜１０００℃未満とする第１段焙焼と、焙焼温度を１０００〜１２００℃とする第２段焙焼とを行う酸化ニッケル粉末の製造方法が提案されている。この製造方法によれば、平均粒径が制御され、且つ硫黄品位が５０質量ｐｐｍ以下である酸化ニッケル微粉末が得られるとしている。
【０００７】
また、特開２００４−１２３４８８号公報（特許文献２）には、４５０〜６００℃の仮焼による脱水工程と、１０００〜１２００℃の焙焼による硫酸ニッケルの分解工程とを明確に分離した酸化ニッケル粉末の製造方法が提案されている。この製造方法によれば、硫黄品位が低く且つ平均粒径が小さい酸化ニッケル粉末を安定して製造できるとしている。
【０００８】
更に、特開２００４−１８９５３０号公報（特許文献３）には、横型回転式製造炉を用いて、強制的に空気を導入しながら、最高温度を９００〜１２５０℃として焙焼する方法が提案されている。この製造方法によっても、不純物が少なく、硫黄品位が５００質量ｐｐｍ以下の酸化ニッケル粉末が得られるとしている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１〜３のいずれの方法においても、硫黄品位を低減するために焙焼温度を高くすると粒径が粗大になり、また粒子を微細にするために焙焼温度を下げると硫黄品位が高くなるという欠点があった。更に、加熱する際にＳＯｘを含むガスが発生し、これを除害処理するために高価な設備が必要であった。
【００１０】
尚、酸化ニッケル微粉末を合成する方法として、硫酸ニッケルや塩化ニッケル等のニッケル塩を含む水溶液を、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリで中和して水酸化ニッケルを晶析させ、これを焙焼する方法も考えられる。例えば、特開２００５−２３９５号公報（特許文献４）には、ニッケル粉を製造する際の中間物ではあるが、水酸化ニッケルを酸化性雰囲気下で加熱処理することによって、酸化ニッケル微粉末が得られることが開示されている。このような水酸化ニッケルを焙焼する方法においては、陰イオン成分由来のガスの発生がほとんどないため、簡易な設備でよく低コストでの製造が可能であると考えられる。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献４には、得られた酸化ニッケル粉末に含有される塩素及び硫黄の品位、粒径等については何等記載されていない。従って、上記特許文献４の製造方法によって、塩素及び硫黄などの不純物の品位が十分低く、且つ微細な酸化ニッケル粉末が得られたか否かは不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３２００２号公報
【特許文献２】特開２００４−１２３４８８号公報
【特許文献３】特開２００４−１８９５３０号公報
【特許文献４】特開２００５−２３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、不純物品位、特に塩素品位および硫黄品位が低く、且つ粒径が微細であって、電子部品材料として好適な酸化ニッケル微粉末、及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、ニッケル塩水溶液をアルカリで中和して得られた水酸化ニッケルを熱処理して酸化ニッケル微粉末を製造する方法について、ニッケル塩の中和によって得られた水酸化ニッケルを特定の温度範囲で熱処理して酸化ニッケルとし、スラリー状態として湿式解砕することによって、塩素品位が低く且つ微細な酸化ニッケル微粉末を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１５】
即ち、本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法は、硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和して水酸化ニッケルを得る工程Ａと、得られた水酸化ニッケルを非還元性雰囲気中において５００〜１０００℃で熱処理して酸化ニッケルとする工程Ｂと、得られた酸化ニッケルをスラリー化し、スラリー状態にて解砕メディアを用いることなく酸化ニッケルを解砕すると同時に洗浄する工程Ｃとを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記本発明による酸化ニッケル微粉末の製造方法では、前記工程Ｃにおいて、スラリー中の酸化ニッケルの粒子同士を衝突させて解砕と洗浄を同時に行うことが好ましい。
【００１７】
本発明が提供する酸化ニッケル微粉末は、上記した本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法により得られた酸化ニッケル微粉末であって、比表面積が３ｍ２／ｇ以上、硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする。また、上記本発明の酸化ニッケル微粉末は、レーザー散乱法で測定したＤ９０が１．０μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、不純物品位が低く、具体的には硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下であって、しかも比表面積が３ｍ２／ｇ以上と粒径が微細な酸化ニッケル微粉末を提供することができる。従って、本発明の酸化ニッケル微粉末は、フェライト部品などの電子部品材料として好適であるうえ、簡易な製造方法により大量の塩素やＳＯｘガスを発生させることなく、生産性良く製造することができるから、その工業的価値は極めて大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法は、硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和して水酸化ニッケルを得る工程Ａと、得られた水酸化ニッケルを非還元性雰囲気中において５００〜１０００℃で熱処理して酸化ニッケルとする工程Ｂと、得られた酸化ニッケルをスラリー化した後、スラリー状態にて解砕メディアを用いることなく酸化ニッケルを解砕すると同時に洗浄する工程Ｃとを備えている。
【００２０】
上記工程Ａは、硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和して水酸化ニッケルを沈殿生成させて得る工程であり、溶液の濃度及び中和条件等は公知の技術が適用できる。本発明においては、原料として硫酸ニッケルを用いるため、塩素混入の虞は少ないいため、原料に使用する硫酸ニッケルは、特に限定されないが、得られる酸化ニッケルを電子部品用として用いるためには、硫酸ニッケル水溶液中の塩素等の不純物は１００質量ｐｐｍ未満であることが望ましい。
【００２１】
上記硫酸ニッケル水溶液のニッケル濃度は、特に限定されるものではないが、生産性を考慮すると、５０〜１２０ｇ／ｌの範囲が好ましい。ニッケル濃度が５０ｇ／ｌ未満では生産性が悪くなる。一方、ニッケル濃度が１２０ｇ／ｌを超えると、水溶液中の陰イオン濃度が高くなり、生成した水酸化ニッケル中の硫黄品位が高くなるため、最終的に得られる酸化ニッケル微粉末中の不純物品位が十分に低くならない場合がある。
【００２２】
中和に用いるアルカリとしては、特に限定されないが、反応液中に残留するニッケルの量を考慮すると水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどが好ましく、コストを考慮すると水酸化ナトリウムが特に好ましい。尚、アルカリは固体又は液体のいずれの状態で硫酸ニッケル水溶液に添加してもよいが、取扱いの容易さから水溶液を用いることが好ましい。また、均一な特性の水酸化ニッケルを得るためには、十分に撹拌されている反応槽内に、硫酸ニッケル水溶液とアルカリ水溶液をダブルジェット方式で添加することが有効である。その際、反応槽内に予め入れておく液としては、純水にアルカリを添加し、所定のｐＨに調整した液が好ましい。
【００２３】
中和反応におけるｐＨは、８.３〜９.０の範囲とすることが好ましく、この範囲内でｐＨを一定とすることが特に好ましい。ｐＨが８.３より低いと、水酸化ニッケル中に残存する塩素や硫酸といった陰イオン成分が増大し、次の工程Ｂで熱処理する際に、大量の塩酸やＳＯｘが発生することがあるため好ましくない。一方、ｐＨが９.０より高くなると、得られる水酸化ニッケルが微細になりすぎ、濾過が困難になることがある。また、次の工程Ｂで焼結が進みすぎ、微細な酸化ニッケルを得ることが困難になることがある。
【００２４】
中和時の液温は、室温であってもよいが、水酸化ニッケル粒子を十分に成長させるために５０〜７０℃の範囲とすることが好ましい。水酸化ニッケル粒子を十分に成長させることで、水酸化ニッケル中への硫黄などの陰イオン成分の巻き込みを抑制し、最終的に酸化ニッケル微粉末の残留する陰イオン成分、特に硫酸基由来の硫黄品位を低減させることができる。液温が５０℃未満では水酸化ニッケル粒子の成長が十分ではなく、水酸化ニッケル中への硫黄の巻き込み多くなる。また、液温が７０℃を超えると、水の蒸発が激しくなり、水溶液中の硫黄濃度が高くなるため、生成した水酸化ニッケル中の硫黄品位が高くなることがある。
【００２５】
上記中和反応の終了後、析出した水酸化ニッケルを濾過して回収する。回収した濾過ケーキは、次の工程Ｂに移る前に洗浄することが好ましい。洗浄はレパルプ洗浄とすることが好ましく、洗浄に用いる洗浄液としては水、特に純水を用いることが好ましい。洗浄時の水酸化ニッケルと水の混合比は特に限定されるものではなく、硫酸ニッケルに含まれる陰イオン、特に硫酸イオンが、十分に除去できる混合比とすればよい。尚、１回の洗浄で陰イオンが十分に低減されない場合は、複数回繰り返して洗浄することが好ましい。
【００２６】
水酸化ニッケルに対する洗浄液の量は、残留陰イオンが十分に低減でき且つ水酸化ニッケルを良好に分散させるために、水酸化ニッケル／処理液の混合比を１００ｇ／ｌ程度とすることが好ましい。また、洗浄時間についても、処理条件に応じて、残留陰イオンが十分に低減される時間とすればよい。残留陰イオンが十分に低減できる洗浄処理条件とすることにより、酸化ニッケルの微細化効果も十分に得られる。
【００２７】
次の工程Ｂは、上記工程Ａで得られた水酸化ニッケルを非還元性雰囲気中で熱処理することによって、水酸化ニッケルを酸化して酸化ニッケルとする工程である。熱処理温度は５００〜１０００℃の範囲であるが、８００〜１０００の範囲とすることが好ましく、８５０〜１０００℃の範囲とすることがより好ましい。また、熱処理の雰囲気は、非還元性雰囲気であれば特に限定されないが、経済性を考慮して大気雰囲気とすることが好ましい。また、熱処理の際に水酸基の脱離により発生する水蒸気を排出するため、十分な流速を持った気流中で熱処理を行うことが好ましい。尚、熱処理には一般的な焙焼炉を使用することができる。
【００２８】
この熱処理により水酸化ニッケル結晶内の水酸基が脱離して酸化ニッケルとなるが、その際、粒径の微細化と残存した硫酸基などの陰イオン成分の大部分を揮発させることができる。熱処理温度が５００℃未満では残存陰イオン成分の揮発が不十分であり、酸化ニッケル中の陰イオン成分、特に硫黄品位を十分に低くすることができない。また、１０００℃を超えると酸化ニッケル粒子同士の焼結が顕著になり、後に行われる工程Ｃでの解砕が困難になり、微細な酸化ニッケルを得ることが困難になる。
【００２９】
熱処理時間は、処理温度及び処理量に応じて適宜設定することができるが、最終的に得られる酸化ニッケル微粉末の比表面積が３ｍ２／ｇ以上となるように設定すればよい。最終的に解砕して得られる酸化ニッケル微粉末の比表面積は、熱処理後の酸化ニッケルの比表面積に対して１〜２ｍ２／ｇ増加する程度であるため、熱処理後の酸化ニッケルの比表面積で判断して処理条件を設定することができる。このように、熱処理の温度及び時間を調整することにより、容易に酸化ニッケル粉末の比表面積、即ち粒径を調整することができる。
【００３０】
工程Ｃは、上記工程Ｂでの酸化焙焼により得られた酸化ニッケルをスラリー化した後、スラリー状態の酸化ニッケルを、解砕メディアを用いることなく解砕すると同時に、洗浄する工程である。本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法においては、この工程Ｃにおいて、スラリー状態とした酸化ニッケルを解砕することにより、同時に酸化ニッケルの洗浄を実施できることが重要である。
【００３１】
上記した工程Ｂにおける熱処理では、水酸化ニッケル結晶中の水酸基を離脱させて酸化ニッケルとするが、その際に粒径の微細化が起こると共に、抑制されているものの高温の影響で酸化ニッケル粒子同士の焼結がある程度進行する。そのため、工程Ｃにおいて、酸化ニッケルを解砕して粒子同士の焼結部を破壊し、最終的に微細な酸化ニッケル粉末とする。また、酸化ニッケルを解砕することで酸化ニッケル粒子の新生面が現れ、これをスラリー中で撹拌することによって残留している硫黄などの陰イオン成分を十分に洗浄除去することができる。
【００３２】
一般的に、陰イオン成分は酸化ニッケル粒子の表面近傍に多く存在すると考えられる。従って、酸化ニッケルをスラリー化して撹拌することにより、粒子表面に存在する陰イオン成分の除去は可能であるが、粒子間の焼結部に存在する陰イオン成分はスラリーの溶媒と接触することができない。このため、酸化ニッケルをスラリー化して撹拌するのみでは、硫黄などの陰イオン成分を十分に除去し低減することは不可能である。しかるに、本発明によれば、スラリー状態で酸化ニッケルを解砕しながら同時に洗浄することで、硫黄などの陰イオン成分を十分に洗浄除去することが可能となった。
【００３３】
この工程Ｃでの解砕は、解砕メディアを用いることなく行う。解砕メディアを用いると、解砕自体は容易となるものの、ジルコニア等の解砕メディアの成分が不純物として混入しやすいため不純物が増加してしまうからである。不純物としてジルコニウムのみを考慮すれば良いのであれば、ジルコニウムを含有しないアルミナ等の解砕メディアを用いて解砕することで対処できるが、この場合であっても解砕メディアから他の不純物が混入し、結果的に低不純物品位の酸化ニッケル微粉末を得ることが難しくなる。
【００３４】
解砕メディアを用いることなく解砕する方法としては、粉体同士を衝突させる方法、溶媒により粉体にせん断力をかける方法、溶媒のキャビテーションによる衝撃力を用いる方法などがある。粉体同士を衝突させる解砕装置としては、例えば湿式ジェットミルがあり、具体的にはアルティマイザーやスターバースト（登録商標）等が挙げられる。また、溶媒によりせん断力を与える解砕装置としては例えばナノマイザー（登録商標）等があり、溶媒のキャビテーションによる衝撃力を用いた解砕装置としては例えばナノメーカー（登録商標）等が挙げられる。
【００３５】
上記解砕方法のうち粉体同士を衝突させる方法は、不純物混入の恐れが少なく、比較的大きな解砕力が得られることから特に好ましい。更に、粉体同士を衝突させることにより、酸化ニッケル粒子の表面近傍の陰イオン成分が含まれる層が剥離して、残留陰イオン成分の更なる低減が可能となる。このように、粉体同士を衝突させて解砕を行うことにより、解砕メディアからの不純物、特にジルコニウムの混入が事実上なく、硫黄などの不純物品位が低く、且つ粒径が微細な酸化ニッケル微粒粉を得ることが可能となる。
【００３６】
酸化ニッケルのスラリー化に用いる溶媒は、酸化ニッケルに含有する陰イオン成分を溶解するものであれば特に限定されないが、含有する陰イオン成分が水溶性であることから水を用いることが好ましく、不純物混入がない純水を用いることが更に好ましい。スラリー濃度は、適用する解砕方法で通常用いられている濃度でよく、例えば、粉体同士を衝突させる方法の場合には１００〜４００ｇ／ｌとすることが好ましい。尚、上記工程Ｂで得られた酸化ニッケルに残留する硫黄などの陰イオン成分は微量であるため、各解砕方法に通常用いられるスラリー濃度であっても十分に陰イオン成分を低減させることができる。
【００３７】
また、解砕条件については特に限定はなく、いずれの解砕方法の場合も通常の条件の範囲内での調整により、容易に目的とする不純物品位と粒度分布の酸化ニッケル微粉末を得ることができる。これにより、フェライト部品などの電子部品材料として好適な分散性に優れた酸化ニッケル微粉末を得ることができる。
【００３８】
以上の方法により製造される本発明の酸化ニッケル微粉末は、不純物品位、特に硫黄品位が低く、比表面積が大きい、即ち粒径が微細であることから、電子部品用の材料として好適である。具体的な不純物品位は、硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下である。また、本発明の酸化ニッケル微粉末の比表面積は３ｍ２／ｇ以上であり、その上限は６ｍ２／ｇ程度である。
【００３９】
本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法においては、マグネシウム等の第２族元素を添加する工程を含まないので、これらの元素が不純物として含まれることは実質的にない。更に解砕メディアを用いることなく解砕を行うので、ジルコニアの混入を防止することができる。従って、ジルコニア品位及び第２族元素品位については、いずれも３０質量ｐｐｍ以下にすることができる。
【００４０】
また、本発明の酸化ニッケル微粉末は、レーザー散乱法で測定したＤ９０（粒度分布曲線における粒子量の体積積算９０％での粒径）が１．０μｍ以下であることが好ましい。尚、レーザー散乱法で測定したＤ９０は電子部品等の製造時に他の材料と混合されるときに解砕されて小さくなるが、この解砕によって比表面積が大きくなる可能性は低いため、酸化ニッケル微粉末自体の比表面積が大きいことが重要である。
【００４１】
更に、本発明による酸化ニッケル微粉末の製造方法においては、湿式法により製造した水酸化ニッケルを熱処理するため、有害なＳＯｘが大量発生することがない。従って、有害なＳＯｘを除害処理するための高価な設備も不要であることから、その製造コストも低く抑えることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。尚、実施例及び比較例における硫黄品位の分析は、硝酸に溶解した後、ＩＣＰ発光分光分析装置（セイコー社製 ＳＰＳ−３０００）によって行った。
【００４３】
また、ナトリウム品位の分析は、硝酸に溶解した後、原子吸光光度計（日立ハイテク社製 Ｚ−２３００）によって行った。酸化ニッケル粒子の粒度分布は、レーザー散乱法(マイクロトラック社製 ＦＲＡ)により粒度を測定し、その粒度を体積積算１０％、５０％、９０％して各粒度（Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０）を算出することにより求めた。比表面積の分析は、窒素ガス吸着によるＢＥＴ法(ユアサアイオニクス製 ＡＵＴＯＳＯＲＢ−６)により求めた。
【００４４】
［実施例１］
(工程Ａ)
邪魔板付とオーバーフロー口を備えた１．８リットル反応槽で純水に水酸化ナトリウムを溶解し、ｐＨ８.５に調整した水酸化ナトリウム水溶液１．８リットルを準備した。この水酸化ナトリウム水溶液をウォーターバス中で６０℃に保持してスクリュータイプの６０ｍｍφの攪拌羽根により７００ｒｐｍで攪拌しながら、硫酸ニッケルを純水に溶解させニッケル濃度１２０ｇ／ｌに調整した硫酸ニッケル水溶液を５．２ｍｌ／分の速度で連続的に添加し、さらに１２.５質量％の水酸化ナトリウム水溶液を、ｐＨ８.５となるように調整しながら連続的に添加混合した。水酸化ニッケルの沈殿を連続的に生成させ、オーバーフロー口より回収した。
【００４５】
その後、濾過と３０分の純水でのレパルプを８回繰り返して反応により生成した塩類を洗浄し、水酸化ニッケル濾過ケーキを得た。この濾過ケーキを、送風乾燥機を用いて大気中にて１１０℃で２４時間乾燥し、水酸化ニッケルを得た。
（工程Ｂ）
得られた水酸化ニッケル５００ｇを大気焼成炉に供給し、空気を１０リットル／分の流量で流しながら、９５０℃で３時間熱処理して酸化ニッケル[試料１]を得た。
（工程Ｃ）
次に、得られた酸化ニッケル３００ｇを純水１．５リットルに攪拌羽根にて攪拌しながら分散させ、酸化ニッケル含有スラリーを作製した。このスラリーを、湿式ジェットミル粉砕機（スギノマシン社製）を用いて処理圧力２４５ＭＰａにて２０回の処理を行い、酸化ニッケルの解砕と同時に洗浄して酸化ニッケル微粉末を得た[試料４]。
【００４６】
このようにして得られた試料４の酸化ニッケル微粉末は、硫酸品位が６０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下であった。また、比表面積は３．００ｍ２／ｇ、Ｄ９０は０．８６μｍであった。
【００４７】
［実施例２］
また、上記工程Ｂの熱処理温度を９００℃とした以外は上記実施例１と同様にして酸化ニッケル[試料２]を得た後、実施例１と同様に解砕および洗浄を行って酸化ニッケル微粉末[試料５]を得た。得られた試料５の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が１５０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下、比表面積が３．７４ｍ２／ｇ、Ｄ９０は０．４９μｍであった。
【００４８】
［実施例3］
また、上記工程Ｂの熱処理温度を８５０℃とした以外は上記実施例１と同様にして酸化ニッケル[試料３]を得た後、上記工程Cの処理回数を１５回とした以外は実施例１と同様に解砕および洗浄を行って酸化ニッケル微粉末[試料６]を得た。得られた試料６の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が３９０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下、比表面積が５．７８ｍ２／ｇ、Ｄ９０は０．２８μｍであった。
【００４９】
［比較例１］
上記実施例１の工程Ｃで用いた湿式ジェットミルを使用せず、撹拌機を用いて酸化ニッケルを６時間撹拌して洗浄した以外は実施例１と同様にして、酸化ニッケル微粉末[試料７]を得た。得られた試料７の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が６５質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が３３質量ｐｐｍ、比表面積０．７１ｍ２／ｇ、Ｄ９０は１４．６４μｍであった。
【００５０】
［比較例２］
また、上記実施例１の工程Ｂにおけるの熱処理温度を９００℃とし、工程Ｃにおいて湿式ジェットミルを使用せず、撹拌機を用いて６時間撹拌して洗浄した以外は上記実施例１と同様にして、酸化ニッケル微粉末[試料８]を得た。得られた試料８の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が１９０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が４７質量ｐｐｍ、比表面積が２．２０ｍ２／ｇ、Ｄ９０は１３．０９μｍであった。
【００５１】
［比較例３］
また、上記実施例１の工程Ｂにおけるの熱処理温度を８５０℃とし、工程Ｃにおいての湿式ジェットミルを使用せず、撹拌機を用いて６時間撹拌して洗浄した以外は上記実施例１と同様にして、酸化ニッケル微粉末[試料９]を得た。得られた試料９の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が５８０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が５７質量ｐｐｍ、比表面積が５．２４ｍ２／ｇ、Ｄ９０は１３．５７μｍであった。
【００５２】
上記した試料１〜９について、熱処理温度、得られた酸化ニッケル微粉末の硫黄品位、ナトリウム品位、粒度分布（Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０）、比表面積、を下記表１にまとめて示した。
【００５３】
【表１】
【００５４】
上記の結果から分るように、本発明の実施例である試料４〜６においては、硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下であって、比表面積が３ｍ２／ｇ以上と非常に大きくなっており、高純度で微細な酸化ニッケル微粉末が得られた。一方、解砕と洗浄のいずれも行っていない試料１〜３、洗浄のみで解砕を同時に行っていない比較例である試料７〜９では、硫黄品位が高い、もしくは比表面積は３ｍ２／ｇ未満となっている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化ニッケル微粉末及びその製造方法に関し、更に詳しくは、不純物品位、特に硫黄品位が低く、且つ微細であって、電子部品材料として好適な酸化ニッケル微粉末及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、酸化ニッケル粉末は、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、炭酸ニッケル、水酸化ニッケル等のニッケル塩類又はニッケルメタル粉を、ロータリーキルン等の転動炉、プッシャー炉等の連続炉、あるいはバーナー炉等のバッチ炉を用いて、酸化性雰囲気下で焼成することによって製造される。これらの酸化ニッケル粉末は多様な用途に用いられており、例えば、電子部品材料としての用途では、酸化鉄、酸化亜鉛等の他の材料と混合された後、焼結されることによりフェライト部品等として広く用いられている。
【０００３】
上記フェライト部品のように、複数の材料を混合して焼成することにより、これらを反応させて複合金属酸化物を製造する場合には、生成反応は固相の拡散反応で律速されるので、一般に使用する原料としては微細なものが用いられる。これにより、他材料との接触確率が高くなると共に粒子の活性が高くなるため、低温度且つ短時間の処理で反応が均一に進むことが知られている。従って、このような複合金属酸化物を製造する方法においては、原料の粒径を小さくすることが製造効率向上の重要な要素となる。
【０００４】
粉体が微細であることを測る指標としては、比表面積も用いられている。粒径と比表面積には、下記の計算式１の関係があることが知られている。下記計算式１の関係は粒子が真球状であると仮定して導き出されたものであるため、計算式１から得られる粒径と実際の粒径との間にはいくらかの誤差を含むことになるが、比表面積が大きいほど粒径が小さくなることがわかる。
【０００５】
［計算式１］
粒径＝６／（密度×比表面積）
近年においては、フェライト部品の高機能化、並びに酸化ニッケル粉末のフェライト部品以外の電子部品等への用途の広がりに伴い、酸化ニッケル粉末に含有される不純物元素の低減が求められている。これら不純物元素の中でも特に塩素や硫黄は、電極に利用されている銀と反応して電極劣化を生じさせたり、焼成炉を腐食させたりすることから、できるだけ低減することが望ましいとされる。
【０００６】
従来、酸化ニッケル粉末を製造する方法としては、原料として硫酸ニッケルを用い、これを焙焼する方法が提案されている。例えば、特開２００１−３２００２号公報（特許文献１）に記載されているように、硫酸ニッケルを原料として、キルンなどを用いて酸化雰囲気中で焙焼温度を９５０〜１０００℃未満とする第１段焙焼と、焙焼温度を１０００〜１２００℃とする第２段焙焼とを行う酸化ニッケル粉末の製造方法が提案されている。この製造方法によれば、平均粒径が制御され、且つ硫黄品位が５０質量ｐｐｍ以下である酸化ニッケル微粉末が得られるとしている。
【０００７】
また、特開２００４−１２３４８８号公報（特許文献２）には、４５０〜６００℃の仮焼による脱水工程と、１０００〜１２００℃の焙焼による硫酸ニッケルの分解工程とを明確に分離した酸化ニッケル粉末の製造方法が提案されている。この製造方法によれば、硫黄品位が低く且つ平均粒径が小さい酸化ニッケル粉末を安定して製造できるとしている。
【０００８】
更に、特開２００４−１８９５３０号公報（特許文献３）には、横型回転式製造炉を用いて、強制的に空気を導入しながら、最高温度を９００〜１２５０℃として焙焼する方法が提案されている。この製造方法によっても、不純物が少なく、硫黄品位が５００質量ｐｐｍ以下の酸化ニッケル粉末が得られるとしている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１〜３のいずれの方法においても、硫黄品位を低減するために焙焼温度を高くすると粒径が粗大になり、また粒子を微細にするために焙焼温度を下げると硫黄品位が高くなるという欠点があった。更に、加熱する際にＳＯｘを含むガスが発生し、これを除害処理するために高価な設備が必要であった。
【００１０】
尚、酸化ニッケル微粉末を合成する方法として、硫酸ニッケルや塩化ニッケル等のニッケル塩を含む水溶液を、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリで中和して水酸化ニッケルを晶析させ、これを焙焼する方法も考えられる。例えば、特開２００５−２３９５号公報（特許文献４）には、ニッケル粉を製造する際の中間物ではあるが、水酸化ニッケルを酸化性雰囲気下で加熱処理することによって、酸化ニッケル微粉末が得られることが開示されている。このような水酸化ニッケルを焙焼する方法においては、陰イオン成分由来のガスの発生がほとんどないため、簡易な設備でよく低コストでの製造が可能であると考えられる。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献４には、得られた酸化ニッケル粉末に含有される塩素及び硫黄の品位、粒径等については何等記載されていない。従って、上記特許文献４の製造方法によって、塩素及び硫黄などの不純物の品位が十分低く、且つ微細な酸化ニッケル粉末が得られたか否かは不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３２００２号公報
【特許文献２】特開２００４−１２３４８８号公報
【特許文献３】特開２００４−１８９５３０号公報
【特許文献４】特開２００５−２３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、不純物品位、特に塩素品位および硫黄品位が低く、且つ粒径が微細であって、電子部品材料として好適な酸化ニッケル微粉末、及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、ニッケル塩水溶液をアルカリで中和して得られた水酸化ニッケルを熱処理して酸化ニッケル微粉末を製造する方法について、ニッケル塩の中和によって得られた水酸化ニッケルを特定の温度範囲で熱処理して酸化ニッケルとし、スラリー状態として湿式解砕することによって、塩素品位が低く且つ微細な酸化ニッケル微粉末を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１５】
即ち、本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法は、硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和して水酸化ニッケルを得る工程Ａと、得られた水酸化ニッケルを非還元性雰囲気中において５００〜１０００℃で熱処理して酸化ニッケルとする工程Ｂと、得られた酸化ニッケルをスラリー化し、スラリー状態にて解砕メディアを用いることなく酸化ニッケルを解砕すると同時に洗浄する工程Ｃとを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記本発明による酸化ニッケル微粉末の製造方法では、前記工程Ｃにおいて、スラリー中の酸化ニッケルの粒子同士を衝突させて解砕と洗浄を同時に行うことが好ましい。
【００１７】
本発明が提供する酸化ニッケル微粉末は、上記した本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法により得られた酸化ニッケル微粉末であって、比表面積が３ｍ２／ｇ以上、硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする。また、上記本発明の酸化ニッケル微粉末は、レーザー散乱法で測定したＤ９０が１．０μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、不純物品位が低く、具体的には硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下であって、しかも比表面積が３ｍ２／ｇ以上と粒径が微細な酸化ニッケル微粉末を提供することができる。従って、本発明の酸化ニッケル微粉末は、フェライト部品などの電子部品材料として好適であるうえ、簡易な製造方法により大量の塩素やＳＯｘガスを発生させることなく、生産性良く製造することができるから、その工業的価値は極めて大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法は、硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和して水酸化ニッケルを得る工程Ａと、得られた水酸化ニッケルを非還元性雰囲気中において５００〜１０００℃で熱処理して酸化ニッケルとする工程Ｂと、得られた酸化ニッケルをスラリー化した後、スラリー状態にて解砕メディアを用いることなく酸化ニッケルを解砕すると同時に洗浄する工程Ｃとを備えている。
【００２０】
上記工程Ａは、硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和して水酸化ニッケルを沈殿生成させて得る工程であり、溶液の濃度及び中和条件等は公知の技術が適用できる。本発明においては、原料として硫酸ニッケルを用いるため、塩素混入の虞は少ないいため、原料に使用する硫酸ニッケルは、特に限定されないが、得られる酸化ニッケルを電子部品用として用いるためには、硫酸ニッケル水溶液中の塩素等の不純物は１００質量ｐｐｍ未満であることが望ましい。
【００２１】
上記硫酸ニッケル水溶液のニッケル濃度は、特に限定されるものではないが、生産性を考慮すると、５０〜１２０ｇ／ｌの範囲が好ましい。ニッケル濃度が５０ｇ／ｌ未満では生産性が悪くなる。一方、ニッケル濃度が１２０ｇ／ｌを超えると、水溶液中の陰イオン濃度が高くなり、生成した水酸化ニッケル中の硫黄品位が高くなるため、最終的に得られる酸化ニッケル微粉末中の不純物品位が十分に低くならない場合がある。
【００２２】
中和に用いるアルカリとしては、特に限定されないが、反応液中に残留するニッケルの量を考慮すると水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどが好ましく、コストを考慮すると水酸化ナトリウムが特に好ましい。尚、アルカリは固体又は液体のいずれの状態で硫酸ニッケル水溶液に添加してもよいが、取扱いの容易さから水溶液を用いることが好ましい。また、均一な特性の水酸化ニッケルを得るためには、十分に撹拌されている反応槽内に、硫酸ニッケル水溶液とアルカリ水溶液をダブルジェット方式で添加することが有効である。その際、反応槽内に予め入れておく液としては、純水にアルカリを添加し、所定のｐＨに調整した液が好ましい。
【００２３】
中和反応におけるｐＨは、８.３〜９.０の範囲とすることが好ましく、この範囲内でｐＨを一定とすることが特に好ましい。ｐＨが８.３より低いと、水酸化ニッケル中に残存する塩素や硫酸といった陰イオン成分が増大し、次の工程Ｂで熱処理する際に、大量の塩酸やＳＯｘが発生することがあるため好ましくない。一方、ｐＨが９.０より高くなると、得られる水酸化ニッケルが微細になりすぎ、濾過が困難になることがある。また、次の工程Ｂで焼結が進みすぎ、微細な酸化ニッケルを得ることが困難になることがある。
【００２４】
中和時の液温は、室温であってもよいが、水酸化ニッケル粒子を十分に成長させるために５０〜７０℃の範囲とすることが好ましい。水酸化ニッケル粒子を十分に成長させることで、水酸化ニッケル中への硫黄などの陰イオン成分の巻き込みを抑制し、最終的に酸化ニッケル微粉末の残留する陰イオン成分、特に硫酸基由来の硫黄品位を低減させることができる。液温が５０℃未満では水酸化ニッケル粒子の成長が十分ではなく、水酸化ニッケル中への硫黄の巻き込み多くなる。また、液温が７０℃を超えると、水の蒸発が激しくなり、水溶液中の硫黄濃度が高くなるため、生成した水酸化ニッケル中の硫黄品位が高くなることがある。
【００２５】
上記中和反応の終了後、析出した水酸化ニッケルを濾過して回収する。回収した濾過ケーキは、次の工程Ｂに移る前に洗浄することが好ましい。洗浄はレパルプ洗浄とすることが好ましく、洗浄に用いる洗浄液としては水、特に純水を用いることが好ましい。洗浄時の水酸化ニッケルと水の混合比は特に限定されるものではなく、硫酸ニッケルに含まれる陰イオン、特に硫酸イオンが、十分に除去できる混合比とすればよい。尚、１回の洗浄で陰イオンが十分に低減されない場合は、複数回繰り返して洗浄することが好ましい。
【００２６】
水酸化ニッケルに対する洗浄液の量は、残留陰イオンが十分に低減でき且つ水酸化ニッケルを良好に分散させるために、水酸化ニッケル／処理液の混合比を１００ｇ／ｌ程度とすることが好ましい。また、洗浄時間についても、処理条件に応じて、残留陰イオンが十分に低減される時間とすればよい。残留陰イオンが十分に低減できる洗浄処理条件とすることにより、酸化ニッケルの微細化効果も十分に得られる。
【００２７】
次の工程Ｂは、上記工程Ａで得られた水酸化ニッケルを非還元性雰囲気中で熱処理することによって、水酸化ニッケルを酸化して酸化ニッケルとする工程である。熱処理温度は５００〜１０００℃の範囲であるが、８００〜１０００の範囲とすることが好ましく、８５０〜１０００℃の範囲とすることがより好ましい。また、熱処理の雰囲気は、非還元性雰囲気であれば特に限定されないが、経済性を考慮して大気雰囲気とすることが好ましい。また、熱処理の際に水酸基の脱離により発生する水蒸気を排出するため、十分な流速を持った気流中で熱処理を行うことが好ましい。尚、熱処理には一般的な焙焼炉を使用することができる。
【００２８】
この熱処理により水酸化ニッケル結晶内の水酸基が脱離して酸化ニッケルとなるが、その際、粒径の微細化と残存した硫酸基などの陰イオン成分の大部分を揮発させることができる。熱処理温度が５００℃未満では残存陰イオン成分の揮発が不十分であり、酸化ニッケル中の陰イオン成分、特に硫黄品位を十分に低くすることができない。また、１０００℃を超えると酸化ニッケル粒子同士の焼結が顕著になり、後に行われる工程Ｃでの解砕が困難になり、微細な酸化ニッケルを得ることが困難になる。
【００２９】
熱処理時間は、処理温度及び処理量に応じて適宜設定することができるが、最終的に得られる酸化ニッケル微粉末の比表面積が３ｍ２／ｇ以上となるように設定すればよい。最終的に解砕して得られる酸化ニッケル微粉末の比表面積は、熱処理後の酸化ニッケルの比表面積に対して１〜２ｍ２／ｇ増加する程度であるため、熱処理後の酸化ニッケルの比表面積で判断して処理条件を設定することができる。このように、熱処理の温度及び時間を調整することにより、容易に酸化ニッケル粉末の比表面積、即ち粒径を調整することができる。
【００３０】
工程Ｃは、上記工程Ｂでの酸化焙焼により得られた酸化ニッケルをスラリー化した後、スラリー状態の酸化ニッケルを、解砕メディアを用いることなく解砕すると同時に、洗浄する工程である。本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法においては、この工程Ｃにおいて、スラリー状態とした酸化ニッケルを解砕することにより、同時に酸化ニッケルの洗浄を実施できることが重要である。
【００３１】
上記した工程Ｂにおける熱処理では、水酸化ニッケル結晶中の水酸基を離脱させて酸化ニッケルとするが、その際に粒径の微細化が起こると共に、抑制されているものの高温の影響で酸化ニッケル粒子同士の焼結がある程度進行する。そのため、工程Ｃにおいて、酸化ニッケルを解砕して粒子同士の焼結部を破壊し、最終的に微細な酸化ニッケル粉末とする。また、酸化ニッケルを解砕することで酸化ニッケル粒子の新生面が現れ、これをスラリー中で撹拌することによって残留している硫黄などの陰イオン成分を十分に洗浄除去することができる。
【００３２】
一般的に、陰イオン成分は酸化ニッケル粒子の表面近傍に多く存在すると考えられる。従って、酸化ニッケルをスラリー化して撹拌することにより、粒子表面に存在する陰イオン成分の除去は可能であるが、粒子間の焼結部に存在する陰イオン成分はスラリーの溶媒と接触することができない。このため、酸化ニッケルをスラリー化して撹拌するのみでは、硫黄などの陰イオン成分を十分に除去し低減することは不可能である。しかるに、本発明によれば、スラリー状態で酸化ニッケルを解砕しながら同時に洗浄することで、硫黄などの陰イオン成分を十分に洗浄除去することが可能となった。
【００３３】
この工程Ｃでの解砕は、解砕メディアを用いることなく行う。解砕メディアを用いると、解砕自体は容易となるものの、ジルコニア等の解砕メディアの成分が不純物として混入しやすいため不純物が増加してしまうからである。不純物としてジルコニウムのみを考慮すれば良いのであれば、ジルコニウムを含有しないアルミナ等の解砕メディアを用いて解砕することで対処できるが、この場合であっても解砕メディアから他の不純物が混入し、結果的に低不純物品位の酸化ニッケル微粉末を得ることが難しくなる。
【００３４】
解砕メディアを用いることなく解砕する方法としては、粉体同士を衝突させる方法、溶媒により粉体にせん断力をかける方法、溶媒のキャビテーションによる衝撃力を用いる方法などがある。粉体同士を衝突させる解砕装置としては、例えば湿式ジェットミルがあり、具体的にはアルティマイザーやスターバースト（登録商標）等が挙げられる。また、溶媒によりせん断力を与える解砕装置としては例えばナノマイザー（登録商標）等があり、溶媒のキャビテーションによる衝撃力を用いた解砕装置としては例えばナノメーカー（登録商標）等が挙げられる。
【００３５】
上記解砕方法のうち粉体同士を衝突させる方法は、不純物混入の恐れが少なく、比較的大きな解砕力が得られることから特に好ましい。更に、粉体同士を衝突させることにより、酸化ニッケル粒子の表面近傍の陰イオン成分が含まれる層が剥離して、残留陰イオン成分の更なる低減が可能となる。このように、粉体同士を衝突させて解砕を行うことにより、解砕メディアからの不純物、特にジルコニウムの混入が事実上なく、硫黄などの不純物品位が低く、且つ粒径が微細な酸化ニッケル微粒粉を得ることが可能となる。
【００３６】
酸化ニッケルのスラリー化に用いる溶媒は、酸化ニッケルに含有する陰イオン成分を溶解するものであれば特に限定されないが、含有する陰イオン成分が水溶性であることから水を用いることが好ましく、不純物混入がない純水を用いることが更に好ましい。スラリー濃度は、適用する解砕方法で通常用いられている濃度でよく、例えば、粉体同士を衝突させる方法の場合には１００〜４００ｇ／ｌとすることが好ましい。尚、上記工程Ｂで得られた酸化ニッケルに残留する硫黄などの陰イオン成分は微量であるため、各解砕方法に通常用いられるスラリー濃度であっても十分に陰イオン成分を低減させることができる。
【００３７】
また、解砕条件については特に限定はなく、いずれの解砕方法の場合も通常の条件の範囲内での調整により、容易に目的とする不純物品位と粒度分布の酸化ニッケル微粉末を得ることができる。これにより、フェライト部品などの電子部品材料として好適な分散性に優れた酸化ニッケル微粉末を得ることができる。
【００３８】
以上の方法により製造される本発明の酸化ニッケル微粉末は、不純物品位、特に硫黄品位が低く、比表面積が大きい、即ち粒径が微細であることから、電子部品用の材料として好適である。具体的な不純物品位は、硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下である。また、本発明の酸化ニッケル微粉末の比表面積は３ｍ２／ｇ以上であり、その上限は６ｍ２／ｇ程度である。
【００３９】
本発明の酸化ニッケル微粉末の製造方法においては、マグネシウム等の第２族元素を添加する工程を含まないので、これらの元素が不純物として含まれることは実質的にない。更に解砕メディアを用いることなく解砕を行うので、ジルコニアの混入を防止することができる。従って、ジルコニア品位及び第２族元素品位については、いずれも３０質量ｐｐｍ以下にすることができる。
【００４０】
また、本発明の酸化ニッケル微粉末は、レーザー散乱法で測定したＤ９０（粒度分布曲線における粒子量の体積積算９０％での粒径）が１．０μｍ以下であることが好ましい。尚、レーザー散乱法で測定したＤ９０は電子部品等の製造時に他の材料と混合されるときに解砕されて小さくなるが、この解砕によって比表面積が大きくなる可能性は低いため、酸化ニッケル微粉末自体の比表面積が大きいことが重要である。
【００４１】
更に、本発明による酸化ニッケル微粉末の製造方法においては、湿式法により製造した水酸化ニッケルを熱処理するため、有害なＳＯｘが大量発生することがない。従って、有害なＳＯｘを除害処理するための高価な設備も不要であることから、その製造コストも低く抑えることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。尚、実施例及び比較例における硫黄品位の分析は、硝酸に溶解した後、ＩＣＰ発光分光分析装置（セイコー社製 ＳＰＳ−３０００）によって行った。
【００４３】
また、ナトリウム品位の分析は、硝酸に溶解した後、原子吸光光度計（日立ハイテク社製 Ｚ−２３００）によって行った。酸化ニッケル粒子の粒度分布は、レーザー散乱法(マイクロトラック社製 ＦＲＡ)により粒度を測定し、その粒度を体積積算１０％、５０％、９０％して各粒度（Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０）を算出することにより求めた。比表面積の分析は、窒素ガス吸着によるＢＥＴ法(ユアサアイオニクス製 ＡＵＴＯＳＯＲＢ−６)により求めた。
【００４４】
［実施例１］
(工程Ａ)
邪魔板付とオーバーフロー口を備えた１．８リットル反応槽で純水に水酸化ナトリウムを溶解し、ｐＨ８.５に調整した水酸化ナトリウム水溶液１．８リットルを準備した。この水酸化ナトリウム水溶液をウォーターバス中で６０℃に保持してスクリュータイプの６０ｍｍφの攪拌羽根により７００ｒｐｍで攪拌しながら、硫酸ニッケルを純水に溶解させニッケル濃度１２０ｇ／ｌに調整した硫酸ニッケル水溶液を５．２ｍｌ／分の速度で連続的に添加し、さらに１２.５質量％の水酸化ナトリウム水溶液を、ｐＨ８.５となるように調整しながら連続的に添加混合した。水酸化ニッケルの沈殿を連続的に生成させ、オーバーフロー口より回収した。
【００４５】
その後、濾過と３０分の純水でのレパルプを８回繰り返して反応により生成した塩類を洗浄し、水酸化ニッケル濾過ケーキを得た。この濾過ケーキを、送風乾燥機を用いて大気中にて１１０℃で２４時間乾燥し、水酸化ニッケルを得た。
（工程Ｂ）
得られた水酸化ニッケル５００ｇを大気焼成炉に供給し、空気を１０リットル／分の流量で流しながら、９５０℃で３時間熱処理して酸化ニッケル[試料１]を得た。
（工程Ｃ）
次に、得られた酸化ニッケル３００ｇを純水１．５リットルに攪拌羽根にて攪拌しながら分散させ、酸化ニッケル含有スラリーを作製した。このスラリーを、湿式ジェットミル粉砕機（スギノマシン社製）を用いて処理圧力２４５ＭＰａにて２０回の処理を行い、酸化ニッケルの解砕と同時に洗浄して酸化ニッケル微粉末を得た[試料４]。
【００４６】
このようにして得られた試料４の酸化ニッケル微粉末は、硫酸品位が６０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下であった。また、比表面積は３．００ｍ２／ｇ、Ｄ９０は０．８６μｍであった。
【００４７】
［実施例２］
また、上記工程Ｂの熱処理温度を９００℃とした以外は上記実施例１と同様にして酸化ニッケル[試料２]を得た後、実施例１と同様に解砕および洗浄を行って酸化ニッケル微粉末[試料５]を得た。得られた試料５の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が１５０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下、比表面積が３．７４ｍ２／ｇ、Ｄ９０は０．４９μｍであった。
【００４８】
［実施例3］
また、上記工程Ｂの熱処理温度を８５０℃とした以外は上記実施例１と同様にして酸化ニッケル[試料３]を得た後、上記工程Cの処理回数を１５回とした以外は実施例１と同様に解砕および洗浄を行って酸化ニッケル微粉末[試料６]を得た。得られた試料６の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が３９０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下、比表面積が５．７８ｍ２／ｇ、Ｄ９０は０．２８μｍであった。
【００４９】
［比較例１］
上記実施例１の工程Ｃで用いた湿式ジェットミルを使用せず、撹拌機を用いて酸化ニッケルを６時間撹拌して洗浄した以外は実施例１と同様にして、酸化ニッケル微粉末[試料７]を得た。得られた試料７の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が６５質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が３３質量ｐｐｍ、比表面積０．７１ｍ２／ｇ、Ｄ９０は１４．６４μｍであった。
【００５０】
［比較例２］
また、上記実施例１の工程Ｂにおけるの熱処理温度を９００℃とし、工程Ｃにおいて湿式ジェットミルを使用せず、撹拌機を用いて６時間撹拌して洗浄した以外は上記実施例１と同様にして、酸化ニッケル微粉末[試料８]を得た。得られた試料８の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が１９０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が４７質量ｐｐｍ、比表面積が２．２０ｍ２／ｇ、Ｄ９０は１３．０９μｍであった。
【００５１】
［比較例３］
また、上記実施例１の工程Ｂにおけるの熱処理温度を８５０℃とし、工程Ｃにおいての湿式ジェットミルを使用せず、撹拌機を用いて６時間撹拌して洗浄した以外は上記実施例１と同様にして、酸化ニッケル微粉末[試料９]を得た。得られた試料９の酸化ニッケル微粉末は、硫黄品位が５８０質量ｐｐｍ、ナトリウム品位が５７質量ｐｐｍ、比表面積が５．２４ｍ２／ｇ、Ｄ９０は１３．５７μｍであった。
【００５２】
上記した試料１〜９について、熱処理温度、得られた酸化ニッケル微粉末の硫黄品位、ナトリウム品位、粒度分布（Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０）、比表面積、を下記表１にまとめて示した。
【００５３】
【表１】
【００５４】
上記の結果から分るように、本発明の実施例である試料４〜６においては、硫黄品位が４００質量ｐｐｍ以下であって、比表面積が３ｍ２／ｇ以上と非常に大きくなっており、高純度で微細な酸化ニッケル微粉末が得られた。一方、解砕と洗浄のいずれも行っていない試料１〜３、洗浄のみで解砕を同時に行っていない比較例である試料７〜９では、硫黄品位が高い、もしくは比表面積は３ｍ２／ｇ未満となっている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和して水酸化ニッケルを得る工程Ａと、得られた水酸化ニッケルを非還元性雰囲気中において５００〜１０００℃で熱処理して酸化ニッケルとする工程Ｂと、得られた酸化ニッケルをスラリー化し、スラリー状態にて解砕メディアを用いることなく酸化ニッケルを解砕すると同時に洗浄する工程Ｃとを含むことを特徴とする酸化ニッケル微粉末の製造方法。
【請求項２】
前記工程Ｃにおいて、スラリー中の酸化ニッケルの粒子同士を衝突させて解砕と洗浄を同時に行うことを特徴とする、請求項１に記載の酸化ニッケル微粉末の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２の製造方法で得られた酸化ニッケル微粉末であり、比表面積が３ｍ２／ｇ以上、硫酸品位が４００質量ｐｐｍ以下、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化ニッケル微粉末。
【請求項４】
レーザー散乱法で測定したＤ９０が１．０μｍ以下であることを特徴とする、請求項３に記載の酸化ニッケル微粉末。
【請求項１】
硫酸ニッケル水溶液をアルカリで中和して水酸化ニッケルを得る工程Ａと、得られた水酸化ニッケルを非還元性雰囲気中において５００〜１０００℃で熱処理して酸化ニッケルとする工程Ｂと、得られた酸化ニッケルをスラリー化し、スラリー状態にて解砕メディアを用いることなく酸化ニッケルを解砕すると同時に洗浄する工程Ｃとを含むことを特徴とする酸化ニッケル微粉末の製造方法。
【請求項２】
前記工程Ｃにおいて、スラリー中の酸化ニッケルの粒子同士を衝突させて解砕と洗浄を同時に行うことを特徴とする、請求項１に記載の酸化ニッケル微粉末の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２の製造方法で得られた酸化ニッケル微粉末であり、比表面積が３ｍ２／ｇ以上、硫酸品位が４００質量ｐｐｍ以下、ナトリウム品位が１０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化ニッケル微粉末。
【請求項４】
レーザー散乱法で測定したＤ９０が１．０μｍ以下であることを特徴とする、請求項３に記載の酸化ニッケル微粉末。
【公開番号】特開２０１２−１６６９６７（Ｐ２０１２−１６６９６７Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７１７１（Ｐ２０１１−２７１７１）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
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