硫酸钴的制造方法技术

提供硫酸钴的制造方法，在不利用电解工序的情况下从含有杂质的氯化钴溶液中将杂质与钴分离，制造纯度高的硫酸钴。依序实施下述工序：第1溶剂萃取工序(S1)，使含有杂质的氯化钴溶液与包含烷基磷酸系萃取剂的有机溶剂接触，将锌、锰及钙萃取至有机溶剂中而分离去除；脱铜工序(S2)，在氯化钴溶液中添加硫化剂，生成铜的硫化物沉淀而分离去除；第2溶剂萃取工序(S3)，使氯化钴溶液与包含羧酸萃取剂的有机溶剂接触，使钴萃取至有机溶剂中后，用硫酸将钴逆萃取而获得硫酸钴溶液；晶析工序(S4)，对经由第2溶剂萃取工序(S3)获得的硫酸钴溶液实施。能够在不利用电解工序的情况下，将包括镁的杂质与钴分离，直接制造高纯度的硫酸钴。直接制造高纯度的硫酸钴。直接制造高纯度的硫酸钴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硫酸钴的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种硫酸钴的制造方法。更详细而言涉及一种去除氯化钴溶液中所含的杂质元素从而获得纯度高的硫酸钴的制造方法。

技术介绍

[0002]钴是除用作特殊合金的添加元素以外，还作为磁性材料或锂离子蓄电池的原料广泛用于工业用途中的有价金属。尤其是最近，锂离子二次电池较多地用作移动机器或电动汽车的电池，钴的需求亦随之迅速扩大。然而，钴绝大多数是作为镍冶炼或铜冶炼的副产物而产出的，因此在钴的制造中与以镍或铜为代表的杂质分离成为重要的关键技术。
[0003]例如，在镍的湿式冶炼中将作为副产物的钴回收的情形时，首先，为了获得含有镍与钴的溶液，使用矿酸或氧化剂等将原料浸出或萃取至溶液中或对原料进行溶解处理。进而，所得的酸性溶液中所含的镍与钴大多情况下是根据先前公知的方法，通过使用各种有机萃取剂的溶剂萃取法而进行分离回收。
[0004]然而，所得的钴溶液中大多含有来自处理原料的各种杂质。
[0005]因此，需要从通过上述溶剂萃取法将镍分离回收后的钴溶液中，进而去除锰、铜、锌、钙及镁等杂质元素。
[0006]并且，为了制造杂质含量较少的高纯度钴制品，需要在预先去除从含有钴的镍溶液中分离回收所得的钴溶液中的杂质元素后，通过电解工序或者晶析等使钴制品化。
[0007]作为钴溶液中的杂质元素的去除方法，有专利文献1、2所记载的现有技术。
[0008]在专利文献1中公开有钴溶液的纯化方法，该纯化方法包含：(1)脱铜工序，该工序在钴溶液中添加硫化剂，将氧化还原电位(ORP)(Ag/AgCl电极基准)调整至50mV以下且将pH值调整至0.3～2.4，从而获得硫化铜沉淀与脱铜纯化液；(2)脱锰工序，该工序在该脱铜纯化液中添加氧化剂与中和剂，将氧化还原电位(Ag/AgCl电极基准)调整至950～1050mV且将pH值调整至2.4～3.0，从而获得锰沉淀与脱锰纯化液；(3)溶剂萃取工序，该工序在该脱锰纯化液中使用烷基磷酸作为萃取剂，将脱锰纯化液中的锌、钙及微量杂质萃取分离。
[0009]在专利文献2中记载有分离技术，其是使盐酸浓度2～6mol/L的氯化钴溶液与阴离子交换树脂接触，使形成对于阴离子交换树脂的分配系数大于钴氯化物络合物的对于阴离子交换树脂的分配系数的络合物的铁、锌、锡等金属杂质吸附而分离。
[0010]上述专利文献1所记载的使用烷基磷酸作为萃取剂的溶剂萃取方法对于锌或钙具有较高的分离性能。然而，在盐酸浓度2～6mol/L的氯化钴溶液的情形时，利用阴离子交换树脂的离子交换法或利用胺系萃取剂的溶剂萃取法具有比上述使用烷基磷酸的溶剂萃取法更高的锌与钴的分离性能。
[0011]另外，在去除氯化钴溶液中的极微量的锌的情形时，利用离子交换法时工序及操作简单，因此更有效率且更经济。
[0012]就此种观点而言，作为从含有锰、铜、锌的氯化钴溶液中去除这些杂质元素的方法，提出了将上述专利文献1的纯化方法与专利文献2的分离技术组合的方法(例如专利文
献3)。
[0013]在专利文献3的段落0022所记载的高纯度氯化钴的制造方法包含：分离镍与钴的溶剂萃取工序、去除锰的脱锰工序、去除铜的脱铜工序、去除锌的脱锌工序及电解工序。
[0014]在脱锌工序中，使脱铜工序中所得的氯化钴水溶液与阴离子交换树脂接触而将锌吸附去除。在电解工序中使用脱锌工序中所得的高纯度氯化钴水溶液作为电解供液，制造金属钴(亦称为电钴)。
[0015]另一方面，如上所述，最近钴用作锂离子二次电池的原料的需求扩大，期望硫酸钴溶液或者硫酸钴晶体的形态。
[0016]如果想要从通过专利文献3的现有技术所得的金属钴中获得硫酸钴晶体，则将金属钴溶解在硫酸中而获得硫酸钴溶液，进而对该溶液进行晶析，即可获得硫酸钴晶体。然而，若使用该制造方法，则因工序的增加或药剂费用的增加而导致制造成本提高。另外，板状金属钴，如用于耐蚀合金的用途那样在硫酸中的溶解速度较慢，为使其在短时间内溶解，需要通过雾化处理等使板状金属钴成为粉末状。
[0017]因此，期望一种不经由金属钴而直接从氯化钴溶液中获得硫酸钴溶液的方法。
[0018]现有技术文献
[0019]专利文献
[0020]专利文献1：日本特开2004
‑
285368号公报。
[0021]专利文献2：日本特开2001
‑
020021号公报。
[0022]专利文献3：日本特开2020
‑
19664号公报。

技术实现思路

[0023][专利技术所要解决的课题][0024]本专利技术是鉴于上述实情而提出的，其目的在于提供一种硫酸钴的制造方法，其是在不利用电解工序的情况下，从含有杂质的氯化钴溶液中将杂质与钴分离，制造纯度高的硫酸钴。
[0025][用于解决课题的手段][0026]第1专利技术的硫酸钴的制造方法的特征在于，依序实施下述工序：第1溶剂萃取工序，该工序使含有铜、锌、锰、钙及镁中的1种以上杂质的氯化钴溶液与包含烷基磷酸系萃取剂的有机溶剂接触，将锌、锰及钙萃取至该有机溶剂中而将这些分离去除；脱铜工序，该工序在经过上述第1溶剂萃取工序的氯化钴溶液中添加硫化剂，生成铜的硫化物的沉淀而将其分离去除；第2溶剂萃取工序，该工序使经过上述脱铜工序的氯化钴溶液与包含羧酸萃取剂的有机溶剂接触，使钴萃取至该有机溶剂中后，用硫酸将钴逆萃取而获得硫酸钴溶液。
[0027]第2专利技术的硫酸钴的制造方法的特征在于，在第1专利技术中，在上述第1溶剂萃取工序中，烷基磷酸系萃取剂为磷酸氢双(2
‑
乙基己基)酯，将氯化钴溶液的pH值调整至1.5～3.0，实施使用上述萃取剂的溶剂萃取，将杂质元素萃取至有机溶剂中。
[0028]第3专利技术的硫酸钴的制造方法的特征在于，在第1或第2专利技术中，在上述脱铜工序中，在添加有硫化剂的氯化钴溶液中添加氧化剂及中和剂，将氧化还原电位调整至以Ag/AgCl电极为基准的
‑
100～200mV，并且将pH值调整至1.3～3.0。
[0029]第4专利技术的硫酸钴的制造方法的特征在于，在第1、第2或第3专利技术中，在上述第2溶
剂萃取工序中，在去除了铜、锌、锰及钙的氯化钴溶液中添加碱性溶液，将pH值调整至5.0～7.0，实施将钴萃取至使用有羧酸系萃取剂的有机溶剂中的钴萃取工序。
[0030]第5专利技术的硫酸钴的制造方法的特征在于，在第1、第2或第3专利技术中，接在上述第2溶剂萃取工序中的上述钴萃取工序之后，使硫酸溶液与萃取有钴的有机溶剂接触，将pH值调整至2.0～4.5，实施将钴逆萃取至硫酸溶液中的钴逆萃取工序。
[0031]第6专利技术的硫酸钴的制造方法的特征在于，在第1专利技术中，对经由上述第2溶剂萃取工序所得的硫酸钴溶液实施晶析工序，获得硫酸钴的晶体。
[0032]第7专利技术的硫酸钴的制造方法的特征在于，在第1、第2、第3、第4、第5或第6专利技术中，上述第2溶剂萃取工序包含溶剂回收处理，该溶剂回收处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种硫酸钴的制造方法，其中，所述硫酸钴的制造方法依序实施下述工序：第1溶剂萃取工序，该工序使含有铜、锌、锰、钙及镁中的1种以上杂质的氯化钴溶液与包含烷基磷酸系萃取剂的有机溶剂接触，将锌、锰及钙萃取至该有机溶剂中而将这些分离去除；脱铜工序，该工序在经过上述第1溶剂萃取工序的氯化钴溶液中添加硫化剂，生成铜的硫化物的沉淀，将其分离去除；及第2溶剂萃取工序，该工序使经过上述脱铜工序的氯化钴溶液与包含羧酸萃取剂的有机溶剂接触，使钴萃取至该有机溶剂中后，使用硫酸将钴逆萃取而获得硫酸钴溶液。2.如权利要求1所述的硫酸钴的制造方法，其中，在上述第1溶剂萃取工序中，烷基磷酸系萃取剂是磷酸氢双(2
‑
乙基己基)酯，将氯化钴溶液的pH值调整至1.5～3.0，实施使用上述萃取剂的溶剂萃取，将杂质元素萃取至有机溶剂中。3.如权利要求1或2所述的硫酸钴的制造方法，其中，在上述脱铜工序中，在添加有硫化剂的氯化钴溶液中添加氧化剂及中和剂，将氧化还原电位调整至以Ag/AgCl电极为基准的

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边宽人，大原秀树，工藤敬司，金子高志，桧垣达也，近藤菜月，平郡伸一，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：