硫酸镍

CAS登录号 10101-97-0  EINECS登录号 231-111-4    沸点 2732℃(lit.)

熔点 53℃水溶性 625g/L (20℃) 密度 2.07g/cm3 外观 绿色结晶, 正方晶系

化学式 NiSO4·6H2O 分子量 262.85

别称：硫酸镍,六水; 六水合硫酸镍(II)；硫酸镍(II)六水合物 ；硫酸镍(II), PURATRONIC®;硫酸镍(II) 溶液;镍标准浓缩液 10.00G NI;无水硫酸镍(II);硫酸镍(II);硫酸镍、无水;镍矾

用途： 主要用于电镀工业及化学镀, 也用于有机合成和生产硬化油作为油漆的催化剂。用于镍电池、制取其他镍盐、印染媒染剂、金属着色剂等

化学性质

有无水物、六水物和七水物三种。商品多为六水物，有α-型和β-型两种变体，前者为蓝色四方结晶，后者为绿色单斜结晶。加热至103°C时失去六个。易溶于水，微溶于醇，其水溶液呈酸性，微溶于酸、氨水。

含6分子结晶水的α型为蓝绿色四方结晶，在53℃转变为β型绿色透明结晶。40℃时稳定，室温时成为蓝色不透明晶体。含7份结晶水的为翠绿色透明结晶。有甜涩味。稍有风化性。约在100℃时失去5分子结晶水成为一水物，在280℃时成黄绿色无水物。半数致死量(大鼠，腹腔)500mg/kg。有致癌可能性。硫酸镍有无水物、六水物、七水物3种，以六水物为主。无水物为黄绿色结晶体，相对密度3.68。

溶于水，不溶于乙醇、乙醚。31.5～53.3℃结晶为六水硫酸镍，六水物是蓝色或翠绿色细粒结晶体，相对密度2.07。溶于水，水溶液呈酸性。易溶于浓氨水（生成镍氨离子），但在有机溶剂中溶解度极小（硫酸盐的通病，晶格能过大的下场）。280℃失去全部结晶水，840℃开始分解，释放出三氧化硫，变为氧化镍。

低于31.5℃结晶为七水硫酸镍，七水物为绿色透明结晶体，味甜而涩，稍易风化，相对密度1.948。熔点98～100℃。103℃时失去6个结晶水。溶于水和乙醇，极易潮解。硫酸镍接触尘沫及有机物，有时能引起燃烧或爆炸。有毒，空气中最高容许浓度0.5mg/m3。

应用领域

1，用于电镀工业，是电镀镍和化学镍的主要镍盐，也是金属镍离子的来源，能在电镀过程中离解镍离子和硫酸根离子。用于电镀银、电镀黑镍和刷镀镍电解液中，也用于化学镀镍、浸镍溶液中。硫酸镍在电镀中起着很重要的作用,这是做为一个电镀工艺必需了解主盐之一。举例说明..硫酸镍在电镀光镍中的作用吧它是供给镍离子的主盐。它的浓度高低影响着阴极电流效率的高低和镀层的性能。含量低时分散能力好。结晶细致,但沉积速度减慢,阴阳极电流效率低。含量高时,电流高区沉积快。但分散能力差.而且消耗量也较大。

硫酸镍含量对化学镀铜沉积速率有影响,沉积速率随着镀液温度、pH和N i离子浓度的提高而增大。

相对于电镀，化学镍正相对于电镀镍。不同于电镀，它无需外电源，仅利用溶液中适当的还原剂就使镍离子在金属表面的自催化作用下得以还原沉积，所以也称无电镀。因为化学镍较电镀镍成本要贵，但化学镍层相较于电镀镍层仍具有无可匹敌的优点：1. 优异的均镀能力;2. 抗蚀性高;3. 硬度高;4.光亮的化学镍层可以媲美不锈钢，比电镀镍层的微黄色外观美观。硫酸镍是电镀液的一个主盐成分,提供主盐浓度，一般来说电镀镍、化学镍、电镀锡镍合金都用到硫酸镍 ，其要求都差不多，主要是配方和浓度要求不同

2，硬化油生产中是油脂加氢的催化剂。

3，医药工业用于生产维生素C氧化反应的催化剂。

4，无机工业中用作生产其它镍盐如：硫酸镍盐、氧化镍、氢氧化镍、碳酸镍等。

5，印染工业中硫酸镍用于制酞菁艳蓝络合剂和还原染料的媒染剂。

6，还可用于生产镍镉电池和生产硬质合金等等

7，用于金属着色剂、油漆催干剂和含镍催化剂制造。如铝材着色。

8、用于制取其它无机及有机铬化物，用作阻蚀剂，用于玻璃工业、陶瓷彩釉等

上述多个行业的应用中，属电镀、化学镀及充电电池领域用量最大。

硫酸镍溶于水中，用铁或锌置换，形成硫酸铁或锌及金属镍。但镍往往覆盖于铁或锌表面，影响进一步反应，应逐步除去置换出来的镍或添加其他成分，使置换出来的镍呈松散状态，不影响进一步反应。

生产方法

1.可由钴生产中的含镍硫酸盐溶液加入纯碱溶液沉淀出碳酸镍，再将碳酸镍溶于硫酸，生成硫酸镍溶液，经浓缩结晶、离心分离制得；

2.可用金属镍或一氧化镍溶于硫酸制得；

光亮镀镍镀液PH值控制

光亮镀镍的溶液呈弱酸性，阴极电流效率小于100%。因此，在电镀过程中阴极上除了镍的沉积外，还有少量的氢气析出，氢气的析出，影响到溶液的氢离子的浓度，而pH的控制范围对镀层质量又是至关重要的一个参数。

pH的大小对镀液与镀层质量有直接影响。pH过高，阴极附近区域会出现碱式镍盐沉淀的倾向，并有利于氢气泡停留在阴极(即镀件的下半部)从而使镀层产生针孔，同时，由于镀层中夹有碱式镍盐，使镀层结晶粗糙，并有脆性裂纹。因此，只有采用较低的电流密度的普通镍或滚镀镍，才能使用较高的pH。pH较低的镀液，其阳极溶解较好，泥渣也少，并能采用较高的电流密度，故一般快速镀镍液中，都用较低的pH，pH低还能减少由于镀液浑浊而引起的毛刺、针孔。当然pH过低也有缺点，使镀层光亮度比高pH的差，沉积速度也缓慢一些。

应该指出，各种光亮镀镍的配方中，随着主盐的含量不同，相应镀液pH控制范围应当也不一样。其一般规律是：硫酸镍含量过高时，pH允许偏低;硫酸镍含量低时，pH应偏高。pH总的变化范围，控制在3.8～5.5为好，如果过低，会使阴极电流效率下降，镀层脆性大，甚至得不到镀层，只有氢气的析出;反之pH过高，溶液浑浊，沉积出来的镀层发雾，产生毛刺并有严重脆性。

光亮镀镍的pH，实际生产中是逐渐升高的。这是因为氢离子在阴极上还原析出的结果，因此每天下班前，应用pH试纸进行检查，如果pH偏高，可用10%的硫酸进行调整;若镀液的pH偏低时，用5%～10%氢氧化钠或氢氧化钾溶液调整。注意，一般不宜经常采用加NaOH，以防Na+增高，但在加入氢氧化钠(或氢氧化钾)时要加强搅拌，缓慢加入，以免局部pH过高，形成氢氧化镍沉淀。如果用碳酸镍更好，方法是将碳酸镍先用热水调成糊状，再溶解于镀液中，搅拌均匀直至pH到正常工艺范围为止。主要靠现场坚持测控，一般调整量就很小。

电镀级硫酸镍和电池级硫酸镍的区别

　　一、二者品质要求不同

　　1、电镀级硫酸镍对钴Co元素有要求,一般要求低钴0.05%以内或越低越好，此处钴是有害元素；电池级硫酸镍对钴Co元素一般无硬性要求，因为镍钴锰酸锂电池内，钴是主元素之一。

　　2、电池级硫酸镍目前已对Fe.Zn.Cr等磁性异物有要求，电镀级硫酸镍对此暂无要求。

　　3、电镀级硫酸镍对各项指标暂无明确的数据要求，以满足具体使用即可。（不是要求不高，只是无具体数据层面要求）但是基本以使用金川、吉恩、金柯产电镀级硫酸镍为主。反观电池材料厂商，对电池级硫酸镍有明确的指标要求。满足指标要求的硫酸镍，基本就可以使用。

　　二、二者销售方式不同

　　电镀厂往往规模小，数量多（有数据说中国有15000家电镀厂），对硫酸镍需求量不是很大。以按需采购为主。因而硫酸镍生产商没有足够精力应对电镀厂的零单采购。故电镀级硫酸镍市场有经销商或代理商这一重要角色的存在。电镀硫酸镍生产商对接经销商或代理商（当然也有大的电镀厂），再由经销商或代理商于全国各主要地区或分销或代理销售给分散的电镀厂。

　　电池级硫酸镍市场下，各大电池材料厂对硫酸镍需求数量大又相对集中。由硫酸镍生产商直接对接硫酸镍需求用户，无中间商存在。

　　三、电镀工艺复杂，各家有各家的自属电镀配方工艺。匹配电镀硫酸镍的各项属性，制定了属于自己的电镀工艺和作业线，轻易不会调整电镀硫酸镍供应商。原因如下：电镀厂对硫酸镍供应商的综合稳定性要求很高，要求生产稳定、供应数量稳定、品质稳定。电镀厂改工艺和改产线的成本太高，影响太大，还有可能对产品有影响。基于以上情况，要求电镀硫酸镍供应一定要稳定、品质一定要稳定、口碑信誉要优秀、履约能力要强、能签供应长协，经此刷选下来的合格电镀硫酸镍供应商，基本已可知。

然而电池级硫酸镍市场，尽管对品质有明确和较严格的要求，但是也正因为有明确的要求，需求数量又巨大。使得各硫酸镍供应商依据指标要求生产，基本可达成供应合作意向。

组成化学镀镍的溶液及其作用

化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，一般采用氯化镍或硫酸镍，有时也采用氨基磺酸镍、醋酸镍等无机盐。早期酸性镀镍液中多采用氯化镍，但氯化镍会增加镀层的应力，现大多采用硫酸镍。目前已有专利介绍采用次亚磷酸镍作为镍和次亚磷酸根的来源，一个优点是避免了硫酸根离子的存在，同时在补加镍盐时，能使碱金属离子的累积量达到最小值。但存在的问题是次亚磷酸镍的溶解度有限，饱和时仅为35g/L。次亚磷酸镍的制备也是一个问题，价格较高。如果次亚磷酸镍的制备方法成熟以及溶解度问题能够解决的话，这种镍盐将会有很好的前景。

 　　还原剂：

 　　化学镀镍的反应过程是一个自催化的氧化还原过程，镀液中可应用的还原剂有次亚磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷及肼等。在这些还原剂中以次亚磷酸钠用的最多，这是因为其价格便宜，且镀液容易控制，镀层抗腐蚀性能好等优点。

 　　络合剂： 

　　化学镀镍溶液中的络合剂除了能控制可供反应的游离镍离子的浓度外，还能抑制亚磷酸镍的沉淀，提高镀液的稳定性，延长镀液的使用寿命。有的络合剂还能起到缓冲剂和促进剂的作用，提高镀液的沉积速度。化学镀镍的络合剂一般含有羟基、羧基、氨基等。 

　　在镀液配方中，络合剂的量不仅取决于镍离子的浓度，而且也取决于自身的化学结构。在镀液中每一个镍离子可与6个水分子微弱结合，当它们被羟基，羟基，氨基取代时，则形成一个稳定的镍配位体。如果络合剂含有一个以上的官能团，则通过氧和氮配位键可以生成一个镍的闭环配合物。在含有0.1mol的镍离子镀液中，为了络合所有的镍离子，则需要含量大约0.3mol的双配位体的络合剂。当镀液中无络合剂时，镀液使用几个周期后，由于亚磷酸根聚集，浓度增大，产生亚磷酸镍沉淀，镀液加热时呈现糊状，加络合剂后能够大幅度提高亚磷酸镍的沉淀点，即提高了镀液对亚磷酸镍的容忍量，延长了镀液的使用寿命。

 　　不同络合剂对镀层沉积速率、表面形状、磷含量、耐腐蚀性等均有影响，因此选择络合剂不仅要使镀液沉积速率快，而且要使镀液稳定性好，使用寿命长，镀层质量好。 

　　缓冲剂：

 　　由于在化学镀镍反应过程中，副产物氢离子的产生，导致镀液pH值会下降。试验表明，每消耗1mol的Ni2+同时生成3mol的H+，即就是在1L镀液中，若消耗0.02mol的硫酸镍就会生成0.06mol的H+。所以为了稳定镀速和保证镀层质量，镀液必须具备缓冲能力。缓冲剂能有效的稳定镀液的pH值，使镀液的pH值维持在正常范围内。一般能够用作PH值缓冲剂的为强碱弱酸盐，如醋酸钠、硼砂、焦磷酸钾等。 

　　稳定剂：化学镀镍液是一个热力学不稳定体系，常常在镀件表面以外的地方发生还原反应，当镀液中产生一些有催化效应的活性微粒——催化核心时，镀液容易产生激烈的自催化反应，即自分解反应而产生大量镍-磷黑色粉末，导致镀液寿命终止，造成经济损失。在镀液中加入一定量的吸附性强的无机或有机化合物，它们能优先吸附在微粒表面抑制催化反应从而稳定镀液，使镍离子的还原只发生在被镀表面上。 

　　加速剂： 

　　在化学镀溶液中加入一些加速催化剂，能提高化学镀镍的沉积速率。加速剂的使用机理可以认为是还原剂次磷酸根中氧原子被外来的酸根取代形成配位化合物，导致分子中H和P原子之间键合变弱，使氢在被催化表面上更容易移动和吸附。也可以说促进剂能起活化次磷酸根离子的作用。常用的加速剂有丙二酸、丁二酸、氨基乙酸、丙酸、氟化钠等。其他添加剂：在化学镀镍溶液中，有时镀件表面上连续产生的氢气泡会使底层产生条纹或麻点。加入一些表面活性剂有助于工件表面气体的逸出，降低镀层的孔隙率。常用的表面活性剂有十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐和正辛基硫酸钠等。稀土元素在电镀液中可以改善镀液的深镀能力、分散能力和电流效率。研究表明，稀土元素在化学镀中同样对镀液的镀层性能有显著改善。少量的稀土元素能加快化学沉积速率，提高镀液稳定性，镀层耐磨性和搞腐蚀性能。化学镀镍磷合金镀层，硬度可高达HV1000，相当HRC69，具有很高的耐磨性和耐腐蚀性，镀层结合力好、厚度均匀。镀速快，可达20μm/小时。

 　　化学镀镍的技术特性

 　　1、耐腐蚀性强：该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层，抗腐蚀性特别优良，经硫酸、盐酸、烧碱、盐水同比试验，其腐蚀速率低于1cr18Ni9Ti不锈钢。

 　　2、耐磨性好：由于催化处理后的表面为非晶态，即处于基本平面状态，有自润滑性。因此，摩擦系数小，非粘着性好，耐磨性能高，在润滑情况下，可替代硬铬使用。

 　　3、光泽度高：催化后的镀件表面光泽度为LZ或▽8-10可与不锈钢制品媲美，呈白亮不锈钢颜色。工件镀膜后，表面光洁度不受影响，无需再加工和抛光。

 　　4、表面硬度高：经本技术处理后，金属表面硬度可提高一倍以上，在钢铁及铜表面可达Hv570。镀层经热处理后硬度达Hv1000，工模具镀膜后一般寿命提高3倍以上。

在硫酸电解液中加草酸,硫酸镍对氧化膜的影响

关于在硫酸阳极氧化法中采用草酸作为添加剂，国内外已有报道。在硫酸电解液中加入草酸后生成氧化膜的厚度比在相同条件下不加草酸所得的氧化膜要厚些，槽温控制范围也宽些。最近日本报道，使用硫酸镍添加剂能改善氧化膜性能，加速阳极氧化速度。

1.在一般硫酸阳极氧化法条件下，添加琥珀酸、β-萘磺酸、氨基磺酸、磺基水杨酸、硫酸镍、草酸，对氧化膜膜厚无大影响，但硬度却有所增加，其中以草酸的效果最明显。　　

2.在硫酸电解液中添加7g/l左右草酸时，氧化膜的厚度和硬度在试验范围内随电流密度上升、氧化时间延长而增加。电流密度为2-2.5A/d㎡时，氧化膜的硬度比没有添加草酸时显著增加。 　　

3.添加硫酸镍时，氧化膜的厚度与硬度随电流密度上升、氧化时间延长而增加。氧化膜的厚度与没有添加硫酸镍时差不多，而硬度却有增加。电流密度2.0A/d㎡以上时更加显著。　　

4.槽液温度在20-25℃时，添加草酸氧化所得的膜厚及硬度都比无添加剂时高。尤其是硬度增加较大。因而在添加草酸时能在25℃左右进行氧化仍能保证氧化膜的质量。

硫酸镍质量标准

AR / EP / CP

1  指标名称 企业标准(%) (电镀级 )                              
镍(Ni)          ≥ 22  
钴(Co)        ≤ 0.02 
铁(Fe)        ≤ 0.002 
铜(Cu)        ≤ 0.002 
铅(Pb)        ≤ 0.001 
锌(Zn)        ≤ 0.003 
钙(Ca)       ≤ 0.02 
镁(Mg)       ≤ 0.015 
水不溶物(Insoluble matter)≤ 0.02 
铵沉淀物(以 Al 计，不包括 Fe) ≤ 0.003 
氨(NH3) ≤ 0.03  
氯化物(以Cl- 计) ≤ 0.1 

2  指标名称                        标 准 (EP)
六水硫酸镍(NiSO4•6H2O)  ≥98.0% 
镍+钴(Ni+Co)                   ≥22.00% 
钠+钾(Na+K)                    ≤30ppm 
铵(NH4)                            ≤20ppm 
氯化物(Cl)                        ≤20ppm 
硝酸盐(NO3)                   ≤50ppm 
铜(Cu)                               ≤20ppm 
铁(Fe)                               ≤0.002% 
钴(Co)                              ≤0.02% 
钙(Ca)                              ≤0.01% 
铅、锌、锰(Pb,Zn,Mn)     Tr 
水不溶物                          ≤0.01%