一种高纯氧化钴的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯氧化钴的制备方法。本发明专利技术的目的在于提供一种以工业硫酸钴料液为原料制备高纯氧化钴的方法。本发明专利技术的特征在于以下步骤：Ａ、将Ｈ２Ｏ２加到ＣｏＳＯ４料液中，并用ＣａＣＯ３调节ｐＨ值，再加入氨水搅拌，过滤、洗涤，得到除铁后液和除铁后渣；Ｂ、将步骤Ａ得到的除铁后液加ＮａＦ除Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋，过滤后得到除钙镁后液和除钙镁后渣；Ｃ、将步骤Ｂ得到的除钙镁后液，加草酸和氨水沉钴，过滤后得到沉钴后液和沉钴后渣；Ｄ、将步骤Ｃ得到的沉钴后渣用蒸馏水浆化淋洗，过滤后得到淋洗渣和淋洗液；Ｅ、将步骤Ｄ得到的淋洗渣烘干、磨粉过筛，得到高纯草酸钴，煅烧后得到高纯氧化钴。本发明专利技术主要用于制备高纯氧化钴和草酸钴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氧化钴的制备方法，特别涉及。
技术介绍
高纯氧化钴外观为黑色固体粉末，分子式Co203 · CoO。氧化钴粉末主要用于玻 璃、搪瓷、陶瓷、磁性材料、电子元件材料、硬质合金材料的密着剂，天蓝色、钴蓝色、钴绿色 等色彩的着色剂，催化剂，家畜营养剂。也用于钴盐的制备。其中，微细氧化钴粉(粒度 1 - IOym)由于其粒度小、比表面积大而具有许多优异的性能，上述产品作掺杂材料，电子 元器件的稳定性和可靠性好，电性能有较大提高。一直受到各国科学家的重视。目前国内高纯氧化钴生产企业多以4N(4个9)以上的钴为原料，经过硫酸或硝酸 溶解后，调成一定浓度的钴溶液，再用可溶碳酸盐或草酸盐等沉淀剂进行合成，经干燥后得 高纯草酸钴，再在一定条件下煅烧得高纯氧化钴；或用复杂含钴二次物料，除钴外还含有 铜、锰、锌等有价元素及砷、铁等有害杂质，针对此复杂物料，拟定经过拌酸酸洗、硫酸化焙 烧、浸出、脂肪酸萃取铜铁、P2tl4(磷酸二异辛酯)萃取锰、N235 (三辛胺)萃取镉、草酸铵沉钴、 煅烧等工序组成的生产工艺流程，生产出工业级氧化钴。综上所述，原料易得、工艺简单、成本低又符合循环经济要求的高纯氧化钴的制备 方法还有待于更进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，它具有钴的利用率达99%以 上，且具有原料易得、工艺简单、成本低又符合循环经济要求的优点。本专利技术的另一目的在于提供，它的粒度在5 60nm之 间比表面积9 15m2/g，纯度为99. 99%的球形团聚体。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是，以工业 硫酸钴料液为原料，其特征在于以下步骤A、中和氧化沉铁，将H2O2加到CoS04料液中，并用CaCO3调节溶液终点PH值为 1. 5-2. 0，再加入氨水搅拌，控制溶液终点PH值为4. 0，过滤、洗涤，得到除铁后液和除铁后 渣；B、NaF除钙镁，将步骤A得到的除铁后液加NaF除Ca2+、Mg2+，过滤后得到除钙镁后 液和除钙镁后渣；C、草酸沉钴，将步骤B得到的除钙镁后液，加草酸和氨水沉钴，过滤后得到沉钴后 液和沉钴后渣；D、浆化淋洗，将步骤C得到的沉钴后渣用蒸馏水浆化淋洗，过滤后得到淋洗渣和 淋洗液；E、干燥、制粉、煅烧，将步骤D得到的淋洗渣烘干、磨粉过筛，得到高纯草酸钴，再 将其煅烧后得到高纯氧化钴产品。本专利技术所利用的原理为把生产工业级氧化钴中的钴料液经中和氧化沉铁与氟化钠深度除钙镁的深度 净化后，再用净化后液与草酸铵水溶液进行合成反应，过滤得到浅红色的草酸钴沉淀，按 常规方法进行浆化、淋洗、干燥、制粉获得高纯草酸钴，高纯草酸钴再经煅烧，得到纯度为 99. 99%的高纯氧化钴。主要化学反应式如下2Fe2++H202+2H+ = 2Fe3++2H202Fe3++3C032+ = Fe2 (CO3) 3 IPb2++C032+ = PbCO3 IFe3++30H+ = Fe (OH) 3 ICa2++2F+ = CaF2 IMg2++2F+ = MgF2 ICo2++H2C204+2H20 = CoC2O4. 2H20 I +2H+CoC2O4. 2H20 = Co0+2C02 个 +2H20 个3CoC204+202 = Co304+6C02 个4CoC204+302 = 2Co203+8C02 个2CoC204+02 = 2CO0+4C02 个3 (CoC2O4. 2H20) +202 = Co304+6C02 +6H20 个4 (CoC2O4. 2H20) +302 = 2Co203+8C02 个 +8H20 个4co0+02 = 2co203本专利技术的有益效果是本专利技术采用化学液相法制备高纯氧化钴与现有技术中的方法相比具有以下优点 1、本专利技术直接利用生产工业级氧化钴中的钴料液做原料，而无需用精钴为原料，使原料易 得，生产成本低；2、本专利技术在中和氧化除铁净化过程中，加入碳酸钙调pH值，使除铁更完全 的同时，又除掉了铅等杂质；3、本专利技术采用草酸铵与净化后液进行合成反应，生成草酸钴沉 淀，未采用含钠离子的原料物质，避免了产品中带入难以清洗去除的Na+，从根本上杜绝了 产品中含Na+ ；4、本专利技术采用草酸铵与净化后液进行合成反应，生成草酸钴沉淀，同时草酸 钴沉淀采用蒸馏水浆化与淋洗，与现有技术相比，本专利技术所得高纯草酸钴和氧化钴产品纯 度高、粒度细，粒度的均勻性及纯度与粒度的一致性好，所以粉体活性好；5、本专利技术的钴回 收率高达99%以上，大大提高了其经济可行性，降低了昂贵的原料的用量，具有成本低、工 艺简单和实用行强的优点。附图说明附图是本专利技术的工艺流程图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术及其具体实施方式作进一步详细说明。本专利技术以工业硫酸钴料液为原料，其特征在于以下步骤A、中和氧化沉铁，将H2O2加到CoSO4料液中，并用CaCO3调节溶液终点PH值为 1. 5-2. 0，再加入氨水搅拌，控制溶液终点PH值为4. 0，过滤、洗涤，得到除铁后液和除铁后渣；B、NaF除钙镁，将步骤A得到的除铁后液加NaF除Ca2+、Mg2+，过滤后得到除钙镁后 液和除钙镁后渣；C、草酸沉钴，将步骤B得到的除钙镁后液，加草酸和氨水沉钴，过滤后得到沉钴后 液和沉钴后渣；D、浆化淋洗，将步骤C得到的沉钴后渣用蒸馏水浆化淋洗，过滤后得到淋洗渣和 淋洗液；E、干燥、制粉、煅烧，将步骤D得到的淋洗渣烘干、磨粉过筛，得到高纯草酸钴，再 将其煅烧后得到高纯氧化钴产品。本工艺所需水均为电导率小于500us/cm，可溶性SiO2低于0. 02mg/L的蒸馏水，所 需药剂均为化学纯药剂，所述氨水的质量百分浓度为8. 4 12. 8%。中和沉铁条件用质量百分浓度为8. 4 12. 8%的氨水搅拌中和公司钴料液至pH =1后，加热至40 50°C，根据溶液中Fe2+量加入适量的H2O2进行氧化IOmin 30min， 检测没Fe2+后，然后提高温度至60°C，缓慢加入适量的碳酸钙微细粉末中和至pH = 1. 5 2. 0，再用质量百分浓度为8. 4 12. 8%的氨水搅拌中和公司钴料液至pH = 4. 0左右，搅拌 20min 60min，过滤、洗涤，得除铁后液。氟化钠深度除钙镁往除铁后液中加入过量的NaF，过量系数为1. 5，反应时间 l.Oh 3h，反应温度为室温。合成先用铵水与草酸配成pH = 1. 0 2. 5的草酸铵溶液，在反应温度为40 50°C的情况下，以蒸馏水为底液、持续搅拌、pH为1. 5 6. 2，用净化后钴液与草酸铵溶液进 行互加，反应时间为60 300分钟的条件下进行，反应完后过滤，得浅粉红色沉淀物。过程 中边滴边用氨水调PH= 1.5 6. 2，系数为:n (C2O42O =n (Co2+) = 1. 2 1. 5，这样可以保证 高纯草酸钴的粒度，同时使沉钴后溶液Co < 0. lg/L，沉钴收率可达99. 82%以上。洗涤与干燥合成后沉淀物采用蒸馏水浆洗2 3次，再淋洗2 3次，沉淀物在 干燥箱中干燥4 12小时，干燥温度为90°C 180°C。干燥后的沉定物经冷却、研磨，再 经-325 -120目过筛后得到合格的高纯草酸钴。焙烧将制备得到的高纯草酸钴置于箱式电阻炉中，于400 850°C温度下煅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯氧化钴的制备方法，以工业硫酸钴料液为原料，其特征在于以下步骤：Ａ、中和氧化沉铁，将Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］加到ＣｏＳＯ↓［４］料液中，并用ＣａＣＯ↓［３］调节溶液终点ＰＨ值为１．５－２．０，再加入氨水搅拌，控制溶液终点ＰＨ值为４．０，过滤、洗涤，得到除铁后液和除铁后渣；Ｂ、ＮａＦ除钙镁，将步骤Ａ得到的除铁后液加ＮａＦ除Ｃａ↑［２＋］、Ｍｇ↑［２＋］，过滤后得到除钙镁后液和除钙镁后渣；Ｃ、草酸沉钴，将步骤Ｂ得到的除钙镁后液，加草酸和氨水沉钴，过滤后得到沉钴后液和沉钴后渣；Ｄ、浆化淋洗，将步骤Ｃ得到的沉钴后渣用蒸馏水浆化淋洗，过滤后得到淋洗渣和淋洗液；Ｅ、干燥、制粉、煅烧，将步骤Ｄ得到的淋洗渣烘干、磨粉过筛，得到高纯草酸钴，再将其煅烧后得到高纯氧化钴产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖贻鹏，刘一宁，林文军，
申请(专利权)人：株洲冶炼集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]