《工業碳酸鎳》編制說明一、工作簡況（一）任務來源1、基本信息根據國家標準化管理委員會文件“《關于下達2022年第三批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知》國標委發[2022]51號”的要求，全國化學標準化技術委員會無機化工分技術委員會將于2023年完成《工業碳酸鎳》國家標準的修訂工作，計劃編號為：20220462-T-606，本標準由全國化學標準化技術委員會歸口，執行單位為全國化學標準化技術委員會無機化工分會。主要起草單位有：格林美股份有限公司、中海油天津化工研究設計院有限公司等。2、簡要情況碳酸鎳是鎳鹽工業的基礎原料，可以作為原料制備各種附加值高的鎳鹽及其化合物。隨著國內動力電池行業的快速發展，工業碳酸鎳也成為重要原料應用于電池材料等領域，對工業碳酸鎳(GB/T26521-2011)質量的要求也隨著近幾年研發水平和生產制造水平的不斷進步和提高，目前現行的標準已經不能完全適用現有產品的實際應用要求，標準的修訂，對國內生產企業的生產管理和銷售市場有著十分重要的指導性意義按照產品的生產和使用的實際情況，對產品中指標進行重新修訂，對檢測方法進行修訂和補充，使標準的技術指標更趨合理，真正起到引領和促進行業進步的作用，達到統一和規范市場的目的。規范該產品的生產和銷售市場，明確、促進和提升行業現有產品質量控制要求，為精制硫酸鎳行業健康有序發展具有深遠意義。3、產品概況3.1產品性質淡綠色粉末，無臭味，能溶于氨水及稀酸中，同時產生氣泡，既不溶于水，也不溶于濃鹽酸和硝酸。于300℃以上即分解成NiO和CO2。3.2產品用途應用于工業催化劑、前驅體還原成鎳粉、磁性材料及硬質合金、精密電鍍，玻璃、瓷器的顏料，釉藥等。3.3生產工藝利用鈷鎳原礦、含鈷鎳金屬的電池廢料及其他含鈷鎳物料為原料生產鈷鎳單體、鈷鎳中間品以及含鈷鎳電池前驅體及正極材料過程中產生的含鎳化合物。①萃取精制氯化鎳溶液和碳酸氫銨溶液反應生成碳酸鎳成品；②含鎳廢料除雜后的含鎳溶液與碳酸鈉溶液合成反應得到碳酸鎳成品；③制備鎂鹽溶液與氣態二氧化碳流接觸，其混合物與硫酸鎳溶液接觸得到碳酸鎳成品（二）主要工作過程1、起草階段（2022.1～2022.3）①起草工作組格林美股份有限公司、金川集團鎳鹽有限公司、江西核工業中新材料有限公司、中海油天津化工研究設計院有限公司組成標準起草小組。②分工情況天津院主要負責標準制修訂工作總體協調，及資料收集、編寫文獻小結、組織召開標準工作會議、試3驗數據統計與比對、編寫標準各階段草案、編制說明及相關附件等工作。其他單位主要負責提供試驗方案、征集試驗樣品、開展試驗方法驗證和數據統計、參加工作會議討論、對標準過程稿件提出修改意見等。③調查研究過程天津院接到上級部門下達修訂《工業碳酸鎳》的計劃后，首先查閱了國內外標準及有關技術資料，并向生產、使用單位發函，進行調查并廣泛征求對標準修訂工作的意見，在此基礎上提出了文獻小結。2023年3月10日由中海油天津化工研究設計院有限公司在云南昆明組織了工作方案會，會上生產單位就各自的產能、生產工藝、產品質量和用戶使用情況進行了介紹。與會代表就此標準的名稱、用途、指標項目和指標參數、分析方法及檢驗規則、包裝、貯存、運輸等內容進行了深入、細致的討論，提出了工作方案，并對各項工作任務及工作進度做了詳細的安排。④驗證過程修訂內容經生產企業驗證，符合實際生產情況。標準修訂過程中收集的累計數據（見附表）與本次修訂標準的指標要求相符合。驗證試驗結果（見附表）對修訂過程中對試驗方法進行了試驗驗證和比對，保證了方法的可操作性、準確性。⑤工作組討論稿根據前期調查情況，起草單位于2023年3月10日由中海油天津化工研究設計院有限公司在云南昆明召開了工作方案會，在試驗驗證的基礎上工作組提出工作組討論稿。2、標準征求意見階段（2023.6～2022.7）1廣泛征求意見在起草階段工作組討論稿基礎上，由負責起草單位提出標準草案征求意見稿及編制說明。于2022年6月向無機化工分技術委員會的委員、生產、使用及檢驗機構等單位發送了電子文件征求意見稿及編制說明，并在網上（）公開征求意見。2意見的反饋與處理二、國家標準編制原則、標準體系和確定國家標準主要內容（一）國家標準編制原則2積極采用國際標準和國外先進標準的原則；3有利于促進技術進步，提高產品質量的原則；4有利于合理利用資源，提高經濟效益的原則；5符合用戶要求，保護消費者利益、促進對外貿易的原則；6遵循科學性、先進性、統一性的原則。（二）標準體系工業碳酸鎳產品在無機化工標準體系中的位置：體系類目名稱：無機鹽制造-其他未列明無機鹽體系類目編號：01-063-01-02-01-03-14體系編號：01-063-01-02-01-03-14-004（三）確定國家標準制定主要內容的論據到目前為止，沒有查閱到國外標準，本次修訂結合我國目前實際生產及用戶的實際使用情況及此次修訂過程中驗證數據情況進行修訂。1、分子式及分子量4由于原標準在制定時該產品的生產工藝尚未完善，產品結構多為碳酸鹽與鎳鹽溶液反應，其生產出來的產品是一種碳酸鎳、氫氧化鎳及分子組成的復合物，所以原分子式確定為復合碳酸鎳或堿式碳酸鎳NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O，以適用最終產品的實際情況。經過十多年的工藝技術更新和實際生產情況，也為了與另一產品標準區分開來（HG/T4696-2020工業堿式碳酸鎳），故本次修訂最終確定工業碳酸鎳的分子式為NiCO3·xH2O。2、分類由于原標準范圍覆蓋面較小，為推動各行業內碳酸鎳產品的市場，固將原標準范圍（用于電鍍、陶瓷及催化劑中間體）修改為：用于制造電池、電鍍、陶瓷、催化劑及其他工業的原料。按用途分為兩類。Ⅰ類：電池工業用。Ⅱ類：電鍍、陶瓷、催化劑及其他工業的原料用。3、指標項目的設立為提高標準適用性和范圍，更有有效的規范市場，此次修訂針對不同的途對產品中主含量、金屬離子和非金屬離子雜質項的指標要求以及檢測方法做了相應的修改1）Ⅰ類電池工業用根據用戶需求增加了氯化物（以Cl計）、硫（S）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鉛（Pb）六項指標；（2）Ⅱ類其他工業用增加了氯化物（以Cl計）、硫酸鹽（以SO4計）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鉛（Pb）六項指標。（3）原標準測定方法大部分采用了原子吸收光譜法測定。鈷采用分光光度法和原子吸光譜法收并列。經過十余年檢測技術和檢測儀器的更新，目前大部分生產廠家均用電感耦合等離子體發射光譜儀測定以上鈷、銅、鐵、鋅、鈣、鈉、鎂、硫、鎘、鉻、錳等元素的含量。電感耦合等離子體發射光譜儀均采用混合標準進行測定，采用標準曲線法測定痕量元素，具有快速、準確、簡便的特點，多被行業內生產企業、檢測機構采用。鉛含量測定方法采用原子吸收發射光譜法。鹽酸不溶物不變，氯化物和硫酸鹽均采用目視比濁法。具體技術指標項目及檢測方法見表1。表1技術指標項目及檢測方法Ⅰ類電池工業用Ⅱ類其他工業用——5——2各指標項目試驗方法的確定2.1鎳含量的測定本次修訂維持原標準的兩種方法：重量法（仲裁法）與EDTA絡合滴定法并列。重量法和EDTA滴定法均為成熟的鎳測定方法，在許多鎳鹽標準中采用，測定終點靈敏，結果的平行性、準確性都很好。由于1g45%的碳酸鎳，用1+1鹽酸溶液，鹽酸的用量理論值為3.2mL的Hcl（1+1）、丁二酮肟（10g/L）的用量的理論值為178mL，丁二酮肟（10g/L）沉淀物質量為2.21g。根據實驗測試結果需要稱取試樣應改為約1g(精確到0.0001g)，將鹽酸溶液的用量改為6mL。重量法：在氨性溶液中，加入酒石酸與鐵、鋁等雜質形成可溶性絡合物以消除干擾，以二甲基乙二醛肟和鎳生成紅色的二甲基乙二醛肟鎳沉淀，經過濾、洗滌、干燥至恒重，計算出鎳含量。EDTA絡合滴定：試料用酸分解，用酒石酸鉀鈉、氟化銨、硫代硫酸鈉掩蔽銅、鐵、鈣、鎂等雜質，在pH值為8～9的氨性溶液中，以紫脲酸銨為指示劑，用EDTA標準滴定溶液滴定至溶液呈紫紅色為終點。2.2鈷、銅、鐵、鈉、鋅、鈣、鎂、錳、鎘、鉻、硫含量的測定原標準測定方法大部分采用了原子吸收光譜法測定。鈷采用分光光度法和原子吸光譜法收并列；鉛采用的石墨爐原子吸收光譜法和ICP并列；鐵采用的是鄰菲啰啉分光光度法和原子吸光譜法收并列。由于制定該標準時各企業的檢測手段有限，經過十余年檢測技術和檢測儀器的更新，目前大部分生產廠家均用電感耦合等離子體發射光譜儀測定以上待測元素的含量。此次修訂，采用電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）取代原子吸收分光光度法，對上述雜質離子進行測定，鉛含量測定仍采用原子吸收標準加入法。電感耦合等離子體發射光譜儀均采用混合標準進行測定，采用標準曲線法測定痕量元素，具有快速、準確、簡便的特點，多被行業內生產企業、檢測機構采用，本次修訂采用此法。電感耦合等離子體發射光譜法（ICP）標準曲線法的標準曲線線性數據見下表：表2電感耦合等離子體發射光譜法（ICP）標準曲線法的線性12345鈷I=5.7484e-005C+0.00鋅I=3.2374e-005C+0.00鐵銅鉛Abs=0.014608C+0.0001281鎘錳鎂鈣鉻6硫表3電感耦合等離子體發射光譜法（ICP）測定雜質離子含量實測數據和方法精密度試驗數據d12345678鈷鋅鐵銅鉛鎘000錳鎂鈣鉻硫表4ICP測定雜質離子含量的加入回收試驗0鎳鋅4鐵6銅鉛鎘1錳鎂鈣鉻7硫2.3鹽酸不溶物原標準采用重量法，即把試樣用鹽酸（1+1）溶解，將不溶之物抽慮于玻璃坩堝中并在110℃烘干，稱重。本次依然采用2.4氯化物在硝酸介質中，氯離子與銀離子生成難溶的氯化銀生成白色沉淀，與同方法處理的氯化物標準比濁溶液比對。獲得測定結果。2.5硫酸鹽在酸性介質中，硫酸根離子與鋇離子生成難溶的硫酸鋇。當硫酸根離子含量較低時，在一定時間內硫酸鋇呈懸浮體，使溶液混濁，采用目視比濁法判定試樣溶液與標準比濁溶液的濁度，獲得測定結果。三、主要試驗驗證數據的分析、綜述報告、技術經濟論證、預期的經濟效果1、對重要性能指標的分析本標準在2011版標準的基礎上，結合目前實際生產和使用情況，做出了如下修改：針對不同的途對產品中主含量、金屬離子和非金屬離子雜質項的指標要求以及檢測方法做了相應的修改1）Ⅰ類電池工業用根據用戶需求增加了氯化物（以Cl計）、硫（S）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鉛（Pb）六項指標2）Ⅱ類其他工業用增加了氯化物（以Cl計）、硫酸鹽（以SO4計）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鉛（Pb）六項指標。（3）原標準測定方法大部分采用了原子吸收光譜法測定。鈷采用分光光度法和原子吸光譜法收并列。經過十余年檢測技術和檢測儀器的更新，目前大部分生產廠家均用電感耦合等離子體發射光譜儀測定以上鈷、銅、鐵、鋅、鈣、鈉、鎂、硫、鎘、鉻、錳等元素的含量。2、技術經濟論證碳酸鎳是鎳鹽工業的基礎原料，可以作為原料制備各種附加值高的鎳鹽及其化合物。隨著國內動力電池行業的快速發展，工業碳酸鎳也成為重要原料應用于電池材料等領域，對工業級碳酸鎳(GB/T26521-2011)質量的要求也隨著近幾年研發水平和生產制造水平的不斷進步和提高，全國碳酸鎳的產量在50萬噸左右，作為動力電池原材料和電鍍鎳及催化劑等中間體的出口量持續高增長，反映出海外市場碳酸鎳材料行業維持高增長趨勢，同時也表明我國碳酸鎳技術水平和產品質量的不斷提高。修訂標準后，能夠進一步規范國內工業碳酸鎳的市場，特別是指導生產企業更加關注產品應用性能，為提高產品品質，提升國際競爭力，擴大出口量都有積極的作用。3、預期達到的經濟效果目前國內碳酸鎳生產單位分布在甘肅省、浙江省、廣東省、廣西省、吉林省，湖北省。本次修訂的內容主要是為了滿足目前生產企業和市場的需求，可以更加科學地規范精制硫酸鎳行業的生產行為，引導和促進行業健康發展。目前，世界上碳酸鎳生產企業主要集中在美國、日本、德國和中國，中國生產能力約占全球總生產能力的50%以上。隨世界市場鎳原料的日益緊缺，碳酸鎳價格不斷上漲，碳酸鎳的需求就越來越迫切。據預測全球碳酸鎳市場，預計在2030內以5.6%的年復合成長率成長，達到4.596億美元以上。本標準的實施對保障市場正常秩序，促進社會經濟發展，消除貿易技術壁壘，促進國際貿易開展起到積極地推動作用。四、采用國際標準和國外先進標準的程度，以及與國際、國外同類標準水平的對比情況，或與測試的國外樣品、樣機的有關數據對比情況目前沒有收集到碳酸鎳鈷國外相關標準，只收集到部分生產單位的企業標準，因此本次修標在原國家標準的基礎上，結合我國目前實際生產及用戶的實際使用情況及此次修標過程中驗證數據情況進行修訂。此次修訂在原國家標準的基礎上，根據國內實際生產和用戶實際使用情況進行修訂，等級劃分及指標設置合理，分析方法均采用經典、常用的分析方法，可操作性強，從而使結果更加穩定、精確、可靠。綜上所述，本標準達到國內先進水平。五、與現行相關法律、法規、規章及相關標準，特別是強制性標準的協調性與有關的現行法律、法規和強制性國