一种铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，包括以下步骤：一、铜钴矿精矿进行煅烧；二、煅烧后的铜钴矿精矿碾磨至2400目，置于搅拌桶中加入浓硫酸梯度搅拌；以纯铜为阳极电极、以石墨烯修饰的碳棒为阴极电极通电催化反应，静置80min；得到矿液；三、将粗铜预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，对步骤二中的矿液进行铜电解沉积；四、步骤三中得到的除杂滤液加入漂水进行氧化沉淀；五、步骤四中得到的滤液进行沉钴过滤后得到氢氧化钴产品；本发明专利技术采用直接焙烧后电解催化条件下进行浓硫酸梯度搅拌溶解的方式得到水溶钴盐，相较于硫酸化焙烧的方式来说转化率高，产率更高，值得大力推广。

A Processing Technology for Preparing Cobalt Hydroxide from Copper-Cobalt Ore

The invention discloses a process for preparing cobalt hydroxide from copper-cobalt ore, which includes the following steps: 1. calcination of copper-cobalt ore concentrate; 2. grinding of calcined copper-cobalt ore concentrate to 2400 mesh, adding gradient stirring of concentrated sulphuric acid in stirring barrel; electrically catalytic reaction with pure copper as anode electrode and graphene modified carbon rod as cathode electrode, and static setting for 80 minutes to obtain ore liquor; The crude copper is pre-made into thick plates as anodes, the pure copper is made into thin sheets as cathodes, and copper electrolytic deposition is carried out on the ore liquor in step 2; the impurity removal filtrate obtained in step 3 is added to the bleaching water for oxidative precipitation; the filtrate obtained in step 4 is filtered by cobalt precipitation to obtain cobalt hydroxide products; the present invention adopts the gradient of concentrated sulphuric acid under the condition of electrolytic catalysis after direct roasting. Water-soluble cobalt salt can be obtained by stirring dissolution. Compared with sulfation roasting, the conversion rate is higher and the yield is higher, which is worthy of vigorous promotion.

【技术实现步骤摘要】
一种铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺
本专利技术涉及钴材料制备领域，具体是一种铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺。
技术介绍
钴，元素符号Co，银白色铁磁性金属，表面呈银白略带淡粉色，在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族，原子序数27，原子量58.9332，密排六方晶体，常见化合价为+2、+3。钴是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，有铁磁性，加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为+2价和+3价。在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO，在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。钴作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。磁性合金是现代化电子和机电工业中不可缺少的材料，用来制造声、光、电和磁等器材的各种元件。钴也是永久磁性合金的重要组成部分。在化学工业中，钴除用于高温合金和防腐合金外，还用于有色玻璃、颜料、珐琅及催化剂、干燥剂等。据英国《金属导报》报道，来自硬质金属部门和超合金方面对钴的需求较为强劲。另外，钴在电池部门消费量增长率最高。国内有关报道讲，钴在蓄电池行业、金刚石工具行业和催化剂行业的应用也将进一步扩大，从而对金属钴的需求呈上升趋势。单独钴矿床一般分为砷化钴矿床、硫化钴矿床和钴土矿矿床三类。钴除单独矿床外，大量分散在夕卡岩型铁矿、钒钛磁铁矿、热液多金属矿、各种类型铜矿、沉积钴锰矿、硫化铜镍矿、硅酸镍矿等矿床中，其品位虽低，但规模往往较大，是提取钴的主要来源。综合矿床伴生钴的评价指标尚无统一规定，一般选冶性能好的矿石，含钴品位大于0.01％。钴精矿的品位0.2％便有价值，如果金属矿床规模大、矿石综合回收效好，钴有多少算多少。钴硫精矿按化学成分，精矿分为六个等级，均按干矿品位计算。制取合金金属钴主要用于制取合金。钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称。含有一定量钴的刀具钢可以显著地提高钢的耐磨性和切削性能。含钴50％以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度，如今这种硬质合金已成为含金切削工具和铝间用的最重要材料。在这种材料中，钴将合金组成中其它金属碳化物晶粒结合在一起，使合金具更高的韧性，并减少对冲击的敏感性能，这种合金熔焊在零件表面，可使零件的寿命提高3～7倍。航空航天技术中应用最广泛的合金是镍基合金，也可以使用钴基合金，但两种合金的“强度机制”不同。含钛和铝的镍基合金强度高是因为形成组成为NiAl(Ti)的相强化剂，当运行温度高时，相强化剂颗粒就转入固溶体，这时合金很快失去强度。钴基合金的耐热性是因为形成了难熔的碳化物，这些碳化物不易转为固体溶体，扩散活动性小，在温度在1038℃以上时，钴基合金的优越性就显示无遗。这对于制造高效率的高温发动机，钴基合金就恰到好处。在航空涡轮机的结构材料使用含20％～27％铬的钴基合金，可以不要保护覆层就能使材料达高抗氧化性。核反应堆供热汞作使热介质的涡轮发电机可以不检修而连续运转一年以上。据报道美国试验用的发电机的锅炉就是用钴合金制造的。钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。在热作用下，失去磁性的温度叫居里点，铁的居里点为769℃，镍为358℃，钴可达1150℃。含有60％钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2.5倍。在振动下，一般磁性钢失去差不多1/3的磁性，而钴钢仅失去2％～3.5％的磁性。因而钴在磁性材料上的优势就很明显。钴金属在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛应用。用碳酸锂与氧化钴制成的钴酸锂是现代应用最普遍的高能电池正极材料。钴还可能用来制造核武器，一种理论上的原子弹或氢弹，装于钴壳内，爆炸后可使钴变成致命的放射性尘埃。钴不仅是制造合金钢的重要金属，而且是各种高级颜料的重要原料。钴的一些化合物，在不同状态和温度时，具有变化莫测的颜色。钴是维生素B12组成部分，反刍动物可以在肠道内将摄入的钴合成为维生素B12，而人类与单胃动物不能将钴在体内合成B12。还不能确定钴的其它的功能，但体内的钴仅有约10％是维生素的形式。已观察到无机钴对刺激红细胞生成有重要的作用。有种贫血用叶酸、铁、B12治疗皆无效，有人用大剂量的二氯化钴可治疗这类贫血。然而，这么大剂量钴反复应用可引起中毒。钴对红细胞生成作用的机制是影响肾释放促红细胞生成素，或者通过刺激胍循环。还观察到供给钴后可使血管扩张和脸色发红，这是由于肾释放舒缓肌肽，钴对甲状腺的功能可能有作用，动物实验结果显示，甲状腺素的合成可能需要钴，钴能拮抗碘缺乏产生的影响。钴元素能刺激人体骨髓的造血系统，促使血红蛋白的合成及红细胞数目的增加。大多以组成维生素B12的形式参加体内的生理作用。钴刺激造血的机制为：①通过产生红细胞生成素刺激造血。钴元素可抑制细胞内呼吸酶，使组织细胞缺氧，反馈刺激红细胞生成素产生，进而促进骨髓造血。②对铁代谢的作用。钴元素可促进肠粘膜对铁的吸收，加速贮存铁进入骨髓。③通过维生素B12参与核糖核酸及造血物质的代谢，作用于造血过程。④钴元素可促进脾脏释放红细胞(血红蛋白含量增多，网状细胞、红细胞增生活跃，周围血中红细胞增多)，从而促进造血功能。现有技术中通过铜钴矿制备氢氧化钴的方法是首先通过流态化焙烧炉内进行硫酸化焙烧，要求的设备和条件较高，而且很大一部分钴未转化为钴盐，产率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不需要硫酸化焙烧，提高产率的铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，包括以下步骤：一、铜钴矿精矿进行煅烧；二、煅烧后的铜钴矿精矿碾磨至2400目，置于搅拌桶中加入浓硫酸梯度搅拌，梯度搅拌的程序包括低速搅拌为800-900r/min的转速搅拌8-10min，中速搅拌为1200-1400r/min的转速搅拌15-18min，高速搅拌为2000-2400r/min的转速搅拌10-15min；以纯铜为阳极电极、以石墨烯修饰的碳棒为阴极电极通电催化反应，静置80min；得到矿液；三、将粗铜预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，对步骤二中的矿液进行铜电解沉积，得到电解铜，而后将矿液用板框压滤机过滤、洗涤，去除硅、钙、磷、硼、碳、砷等非金属杂质，除杂滤液进入下一程序；四、步骤三中得到的除杂滤液加入稀硫酸调节PH值至1.5～2.0，然后加入漂水进行氧化沉淀，漂水的含碱为38～50g/L，含氯为50～60g/L，加入漂水至PH至为2.5～2.8时停止，经过压滤得到滤液，析出锰、铁、砷等杂质元素；五、步骤四中得到的滤液进行沉钴过滤后得到氢氧化钴产品。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤五中沉钴过滤包括以下步骤：先配制质量百分含量为20-30％的氢氧化镁浆，并用该氢氧化镁浆对硫酸钴溶液在一次沉钴槽进行第一次沉钴，反应得到的一次沉钴料浆经一次沉钴缓冲槽后，得到的矿浆的30-50％返回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：一、铜钴矿精矿进行煅烧；二、煅烧后的铜钴矿精矿碾磨至2400目，置于搅拌桶中加入浓硫酸梯度搅拌，梯度搅拌的程序包括低速搅拌为800‑900r/min的转速搅拌8‑10min，中速搅拌为1200‑1400r/min的转速搅拌15‑18min，高速搅拌为2000‑2400r/min的转速搅拌10‑15min；以纯铜为阳极电极、以石墨烯修饰的碳棒为阴极电极通电催化反应，静置80min；得到矿液；三、将粗铜预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，对步骤二中的矿液进行铜电解沉积，得到电解铜，而后将矿液用板框压滤机过滤、洗涤，去除硅、钙、磷、硼、碳、砷等非金属杂质，除杂滤液进入下一程序；四、步骤三中得到的除杂滤液加入稀硫酸调节PH值至1.5～2.0，然后加入漂水进行氧化沉淀，漂水的含碱为38～50g/L，含氯为50～60g/L，加入漂水至PH至为2.5～2.8时停止，经过压滤得到滤液，析出锰、铁、砷等杂质元素；五、步骤四中得到的滤液进行沉钴过滤后得到氢氧化钴产品。

【技术特征摘要】
1.一种铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：一、铜钴矿精矿进行煅烧；二、煅烧后的铜钴矿精矿碾磨至2400目，置于搅拌桶中加入浓硫酸梯度搅拌，梯度搅拌的程序包括低速搅拌为800-900r/min的转速搅拌8-10min，中速搅拌为1200-1400r/min的转速搅拌15-18min，高速搅拌为2000-2400r/min的转速搅拌10-15min；以纯铜为阳极电极、以石墨烯修饰的碳棒为阴极电极通电催化反应，静置80min；得到矿液；三、将粗铜预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，对步骤二中的矿液进行铜电解沉积，得到电解铜，而后将矿液用板框压滤机过滤、洗涤，去除硅、钙、磷、硼、碳、砷等非金属杂质，除杂滤液进入下一程序；四、步骤三中得到的除杂滤液加入稀硫酸调节PH值至1.5～2.0，然后加入漂水进行氧化沉淀，漂水的含碱为38～50g/L，含氯为50～60g/L，加入漂水至PH至为2.5～2.8时停止，经过压滤得到滤液，析出锰、铁、砷等杂质元素；五、步骤四中得到的滤液进行沉钴过滤后得到氢氧化钴产品。2.根据权利要求1所述的铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，其特征在于，所述步骤五中沉钴过滤包括以下步骤：先配制质量百分含量为20-30％的氢氧化镁浆，并用该氢氧化镁浆对硫酸钴溶液在一次沉钴槽进行第一次沉钴，反应得到的一次沉钴料浆经一次沉钴缓冲槽后，得到的矿浆的30-50％返回一次沉钴槽中，剩余矿浆进行压滤，压滤得到的滤饼送干燥工序，干燥后的氢氧化钴即为产品，滤液用氢氧化镁浆进行第二次沉钴；反应得到的二次沉钴料浆经二次沉钴缓冲槽后进行压滤，压滤得到的滤渣用硫酸钴溶液调浆后返回第一次沉钴反应中，作为晶种参与反应，滤液进行精密过滤；精密过滤后得到的滤液送至污水处理工序，滤浆返回至二次沉钴缓冲槽中。3.根据权利要求2所述的铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，其特征在于，控制氢氧化镁浆的加入量使第一次沉钴反应中溶液的pH值保持在7.0-8.0，使第二次沉钴反应中溶液的pH值保持在8.0-9.0；两次沉钴的反应温度控制在55-65℃。4.根据权利要求1所述的铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：一、铜钴矿精矿进行煅烧；二、煅烧后的铜钴矿精矿碾磨至2400目，置于搅拌桶中加入浓硫酸梯度搅拌，梯度搅拌的程序包括低速搅拌为800-900r/min的转速搅拌8-10min，中速搅拌为1200-1400r/min的转速搅拌15-18min，高速搅拌为2000-2400r/min的转速搅拌10-15min；以纯铜为阳极电极、以石墨烯修饰的碳棒为阴极电极通电催化反应，静置80min；得到矿液；三、将粗铜预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，对步骤二中的矿液进行铜电解沉积，得到电解铜，而后将矿液用板框压滤机过滤、洗涤，去除硅、钙、磷、硼、碳、砷等非金属杂质，除杂滤液进入下一程序；四、步骤三中得到的除杂滤液加入稀硫酸调节PH值至1.6，然后加入漂水进行氧化沉淀，漂水的含碱为42g/L，含氯为52g/L，加入漂水至PH至为2.6时停止，经过压滤得到滤液，析出锰、铁、砷等杂质元素；五、步骤四中得到的滤液进行沉钴过滤后得到氢氧化钴产品。5.根据权利要求1所述的铜钴矿制备氢氧化钴的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：一、铜钴矿精矿进行煅烧；二、煅烧后的铜钴矿精矿碾磨至2400目，置于搅拌桶中加入浓硫酸梯度搅拌，梯度搅拌的程序包括低速搅拌为800-900r/min的转速搅拌8-10min，中速搅拌为1200-1400r/min的转速搅拌15-18min，高速搅拌为2000-2400r/min的转速搅拌10-15min；以纯铜为阳极电极、以石墨烯修饰的碳棒为阴极电极通电催化反应，静置80min；得到矿液；三、将粗铜预先制成厚板作为阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛国元，谢欣旭，张信宸，
申请(专利权)人：赣州逸豪优美科实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36