CN102330111A

CN102330111A - 一种制备电积钴的方法

Info

Publication number: CN102330111A
Application number: CN201110283377A
Authority: CN
Inventors: 陈雪华; 刘永东; 向波; 卿波
Original assignee: Zhejiang Huayou Cobalt Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Huayou Cobalt Co Ltd
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明涉及一种盐酸循环制备电积钴的方法。目前各种电积钴制备工艺均对环境构成了潜在的巨大危险。本发明以钴精矿、钴铜合金或粗制钴盐为原料，进行浸出、净化后，采用P507萃取提钴，用盐酸反萃得到氯化钴溶液，经除油后与部分电积液进行配液得到电积前液，在密闭式电解槽中进行电积得到电积钴；电积过程中产生的氯气与电积后液一起进入电积液循环槽，通过气液分离器分离后，湿氯气与电积液分离，电积液经真空脱氯后返回电积前液配制和P507反萃工序。本发明得到的产品电积钴纯度高，副产品盐酸纯度高，并且盐酸循环利用，避免了氯气或氯离子的排放，也避免了其他氯气处理方法在处理过程中对环境的影响。

Description

一种制备电积钴的方法

技术领域

本发明涉及电积钴的制备，特别是一种盐酸循环制备电积钴的方法。

背景技术

钴具有耐腐蚀、熔点高、强磁性等优良性能，是各种特殊钢、耐热合金、抗腐蚀合金、磁性合金等生产的重要原料，广泛用于航空航天、机械制造、电磁等领域，纯度较高的钴广泛用于超级合金材料、磁性材料，以及先进电子元件的靶材。钴生产一般采用电积法生产，即采用硫酸钴或氯化钴溶液为原料进行电积制备，其中以氯化钴溶液为原料居多。现有氯化钴电积生产电积钴主要存在以下问题：电积过程会产生大量的氯气，其重量约为电积钴重量的12倍，污染环境。虽然采用了聚风罩、换气扇、强力风机、吸收塔等环保措施，但问题依然难以根除，对生产环境、操作人员的身心健康和设备器材的寿命及安全等产生较大的影响。专利文献CN101914784A采用密闭式电解槽，但是产生的氯气也没有采用较好的处理办法；部分厂家采用液碱或石灰吸收氯气成为次氯酸钠或次氯酸钙，制备为漂白液(主要成分次氯酸钠)、漂白粉(主要成分次氯酸钙，有效氯28-35％)或漂白精(主要成分次氯酸钙，有效氯65-70％)。漂白液不稳定，易于分解，且产品为液态不利于运输。漂白粉和漂白精的生产均需消化石灰，石灰消化过程和消化石灰均会产生大量的粉尘对环境造成污染，且漂白精生产过程中会产生大量需要处理的母液。综上所述，目前各种电积钴制备工艺均对环境构成了潜在的巨大危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种盐酸循环制备电积钴的方法，其通过盐酸的循环利用，以避免氯气或氯离子的排放，也避免其他氯气处理方法在处理过程中对环境的影响，降低生产成本，彻底实现电钴的绿色循环制备。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种制备电积钴的方法，其步骤如下：

a).以钴精矿、钴铜合金或粗制钴盐为原料，采用硫酸或盐酸浸出，得到的浸出液经脱铜、除铁后，采用P204萃取剂萃取除杂；

b).用P507萃取剂对P204萃余液萃取提钴，然后用盐酸反萃得到氯化钴溶液；

c).所述的氯化钴溶液除油，使Co含量100-160g/L，其余金属杂质含量≤0.001g/L，油含量≤0.001g/L，与低浓度的电积液混合，作为电积前液；

d).所述的电积前液在密闭式电解槽中进行电积，控制电积的pH为1-2、温度为50-55℃、电流密度为430-500A/m²、槽电压为2.5-3.0V，得到电积钴，密闭式电解槽中的阴极钴板经出槽、剥板、洗涤和切片后得到成品钴片；密闭式电解槽中的阳极析出的氯气与电积后得到的电积后液，一起进入电积液循环槽中，然后通过气液分离器进行分离，将湿氯气与电积后液分离，得到的低浓度电积后液经真空脱氯，得到脱氯钴液和真空脱除氯气，所述的脱氯钴液返回电积前液配制工序和反萃工序；

e).所述的湿氯气和真空脱除氯气经纯水洗涤、浓硫酸脱水干燥后，与高纯氢气一起在石墨炉中合成得到氯化氢，采用纯水吸收，得到高纯盐酸，生成的高纯盐酸返回到反萃工序回用。

与现有方法相比，本发明具有以下优点：

1.本发明制备的电积钴纯度高，钴含量可达到99.98％以上；

2.采用本发明制备的盐酸纯度高：HCl wt％达31-35％，各种杂质Ca、Mg、Fe等含量低，均可以达到高纯盐酸(HG/T 2778-2009标准)的要求；

3.将氯气通过合成转化为盐酸，然后盐酸用于反萃，实现了盐酸的循环利用，避免了氯气或氯离子的排放，也避免了其他氯气处理方法在处理过程中对环境的影响，降低了生产成本，彻底实现了电钴的绿色循环制备；

4.采用密闭式电解槽进行电积，并且对电积后液采用真空脱氯处理，避免了氯气和游离氯的无组织排放，可有效改善生产操作环境，减轻了生产设备的防腐压力，有利于操作工人的身心健康；

5.本发明采用氯气制盐酸工艺，既实现了盐酸的循环利用，避免了氯气对大气环境的污染，又发展了循环经济，符合当前可持续发展的要求。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

以钴精矿、钴铜合金或粗制钴盐为原料，采用硫酸浸出，浸出液经脱铜、除铁后，采用P204萃取剂萃取除杂；然后采用P507萃取剂萃取提钴，用盐酸反萃得到氯化钴溶液，经除油后，得到Co 100-160g/L、其余金属杂质≤0.001g/L、油含量≤0.001g/L的氯化钴溶液，与低浓度的电积液(Co 40-60g/L)混合，得到Co80-100g/L的氯化钴溶液，作为电积前液；在密闭式电解槽中进行电积，控制电积的pH为1-2，温度为50-55℃、电流密度为430-500A/m2，槽电压为2.6-3.0V等条件，得到电积钴，电积钴经过出槽、剥板、洗涤和切片后得到Co％为99.987％成品钴片。电积钴的同时会在阳极析出氯气，氯气与电积得到的电积后液一起进入电积液循环槽，通过气液分离器分离后，湿氯气与低浓度电积后液分离，低浓度电积后液经真空脱氯后返回电积前液配制和P507反萃工序。湿氯气和真空脱除氯气经过纯水洗涤、浓硫酸脱水干燥后，与高纯氢气(vol％为99.98％)一起在“三合一”石墨炉中合成得到氯化氢，采用纯水吸收得到HCl wt％为31-35％、Ca≤0.5mg/L，Mg≤0.1mg/L，Fe≤1mg/L的盐酸。生成的盐酸返回到P507反萃工序使用，实现盐酸的循环利用。

实施例2

以钴精矿、钴铜合金或粗制钴盐为原料，采用硫酸浸出，浸出液经脱铜、除铁后，采用P204萃取剂萃取除杂；然后采用P507萃取剂萃取提钴，用盐酸反萃得到氯化钴溶液，经除油后，得到Co 120-160g/L、其余金属杂质≤0.001g/L、油含量≤0.001g/L的氯化钴溶液，与低浓度的电积液(Co 40-50g/L)混合，得到Co80-100g/L的氯化钴溶液，作为电积前液；在密闭式电解槽中进行电积，控制电积的pH为1-2，温度为50-55℃、电流密度为430-500A/m2，槽电压为2.5-3.0V等条件，得到电积钴，电积钴经过出槽、剥板、洗涤和切片后得到Co％为99.99％成品钴片。电积钴的同时会在阳极析出氯气，氯气与电积得到的电积后液一起进入电积液循环槽，通过气液分离器分离后，湿氯气与低浓度电积后液分离，低浓度电积后液经真空脱氯后返回电积前液配制和P507反萃工序。湿氯气和真空脱除氯气经过纯水洗涤、浓硫酸脱水干燥后，与高纯氢气(vol％为99.93％)一起在“三合一”石墨炉中合成得到氯化氢，采用纯水吸收得到HCl wt％为32-35％、Ca≤0.3mg/L，Mg≤0.1mg/L，Fe≤1mg/L的盐酸。生成的盐酸返回到P507反萃工序使用，实现盐酸的循环利用。

实施例3

以钴精矿、钴铜合金或粗制钴盐为原料，采用盐酸浸出，经脱铜、除铁后，采用P204萃取除杂；然后采用P507萃取提钴，用盐酸反萃得到氯化钴溶液，经除油后，得到Co100-160g/L、其余金属杂质≤0.001g/L、油含量≤0.001g/L的氯化钴溶液，与低浓度的电积液(Co 40-60g/L)混合，得到Co 80-100g/L的氯化钴溶液，作为电积前液；在密闭式电解槽中进行电积，控制电积的pH为1-2，温度为50-55℃、电流密度为430-480A/m2，槽电压为2.5-3.0V等条件，得到电积钴，电积钴经过出槽、剥板、洗涤和切片后得到Co％为99.988％成品钴片。电积钴的同时会在阳极产生氯气，氯气与电积得到的电积后液一起进入电积液循环槽，通过气液分离器分离后，湿氯气与低浓度电积后液分离，低浓度电积后液经真空脱氯后返回电积前液配制和P507反萃工序。湿氯气和真空脱除氯气经过纯水洗涤、浓硫酸脱水干燥后，与高纯氢气(vol％为99.92％)一起在“三合一”石墨炉中合成得到氯化氢，采用纯水吸收得到HCl wt％为31-33％、Ca≤0.4mg/L，Mg≤0.1mg/L，Fe≤1mg/L的盐酸。生成的盐酸返回到P507反萃工序使用，实现盐酸的循环利用。

Claims

1.一种制备电积钴的方法，其步骤如下：