CN103086440B - 一种处理草酸钴废料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种处理草酸钴废料的方法，包括以下步骤：将草酸钴废料进行碳酸盐转化并过滤，得到含碳酸钴的滤渣以及草酸盐的滤液；滤渣进行酸溶解处理，得到钴盐溶液；滤液经浓缩结晶处理回收草酸盐。本发明全湿法处理废旧草酸钴的方法，其操作简单，反应条件温和，钴收率高，同时能够回收草酸根。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理草酸钴废料的方法。
背景技术
草酸钴主要用作制氧化钴和金属钴的原料，也可用作制取其它钴化合物、钴有机催化剂、指示剂等，在草酸钴的制备及应用过程中，由于操作原因或者其他原因，会产生大量的草酸钴废料，一般草酸钴废料占草酸钴总产量5%左右，现有处理废旧草酸钴的方法主要为：氧化焙烧-还原酸浸法，强氧化剂氧化法等。然而，现有的这些处理方法存在钴收率不高、成本高、操作繁琐、草酸根不能回收等问题。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种处理草酸钴废料的方法，解决现有处理方法钴回收率不高、成本高、操作繁琐、草酸根不能回收等问题。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种处理草酸钴废料的方法，包括以下步骤：
步骤1：将草酸钴废料进行碳酸盐转化并过滤，得到含碳酸钴的滤渣以及草酸盐的滤液，主要反应式为：
CoC2O4+CO3 2-=CoCO3↓+C2O4 2-；
步骤2：对步骤1的滤渣进行酸溶解处理，得到钴盐溶液，主要反应式为：
CoCO3+2H+=Co2++H2O+CO2；
步骤3：对步骤1的滤液经浓缩结晶处理回收草酸盐。
优选地，所述步骤1中，是将废草酸钴按照固液比1:2~1:8加水浆化，然后按照钴与碳酸盐摩尔比1:1~1:1.3加入可溶性碳酸盐，所述碳酸盐优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵或其它可溶性的碳酸盐中的一种或几种的组合，在70-99摄氏度反应一定时间，较佳为反应2-4小时，最后过滤，得到含碳酸钴的滤渣以及含草酸盐的滤液。
优选地，所述步骤2中，是将步骤1的滤渣按照固液比1:5~1:10加入水，同时加入酸维持反应的pH0.5-1.5，在60-99℃反应一定时间，如反应1-3小时。所述酸可为浓硫酸。加酸反应后所得溶液，经再次过滤，滤液为含钴溶液，进一步除杂并回收钴，少量的滤渣返回步骤1的碳酸盐转化以提高钴收率。
优选地，所述步骤3中，因步骤1过滤后的滤液中含有草酸盐、少量钴以及少量未反应完全的碳酸盐，进一步包括通入硫化氢气体，使得少量的钴以硫化钴的形式沉淀下来，上清液经过浓缩结晶得到草酸盐晶体，少量的盐留在母液中，主要反应式为：
Co2++H2S+CO3 2-=CoS↓+H2O+CO2
其中，所述步骤1过滤后的滤液中含有0.5-2g/l的钴，按照钴与硫离子摩尔比1:1.1～1：1.5通入硫化氢气体，在30-60℃反应1-3小时，使得少量的钴以硫化钴的形式沉淀下来。对沉淀的硫化钴可选择性地进一步酸氧化浸出，最终制得钴盐晶体。
在一具体实例，所述步骤1中，草酸钴废料的钴含量为30.1%，按照固液比1:4加水浆化，然后按照钴与碳酸盐摩尔比1:1.15加入碳酸钠，在85摄氏度反应3小时，然后过滤洗涤，得到滤渣和滤液；在步骤2中，将滤渣加入水，同时加入浓硫酸维持反应的pH1.0，在80℃反应2小时，再次过滤的滤液中的钴含量为48.8g/l，进一步除杂并回收钴，再次过滤的滤渣返回步骤1的碳酸盐转化以提高钴收率；所述步骤3中，将步骤1过滤后的滤液，按照钴与硫离子摩尔比1:1.3通入硫化氢气体，在40℃反应2小时，使得少量的钴以硫化钴的形式沉淀下来，过滤得到滤渣1.0g，其中的钴含量为58.7%，滤液经过浓缩结晶得到草酸钠晶体，其纯度为96.5%。
本发明提出了一种全湿法处理废旧草酸钴的方法，其操作简单，反应条件温和，钴收率高，同时能够回收草酸根。
具体实施方式
本发明提出了一种全湿法处理废旧草酸钴的方法，主要步骤如下：
步骤1：将废草酸钴进行碳酸盐转化并过滤，得到含碳酸钴的滤渣以及草酸盐的滤液；
步骤2：对步骤1的滤渣酸溶解处理，得到钴盐溶液；
步骤3：对步骤1的滤液进一步硫化处理回收钴以及浓缩结晶处理回收草酸盐。
在本实施例中，步骤1的具体工艺为：将废草酸钴按照固液比1:2-1:8加水浆化，然后按照钴与碳酸盐摩尔比1:1-1:1.3加入可溶性碳酸盐，碳酸盐可以是碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵等，在70-99摄氏度反应2-4小时，然后过滤，得到含碳酸钴的滤渣以及含草酸盐的滤液。反应如下：
CoC2O4+CO3 2-=CoCO3↓+C2O4 2-
步骤2的具体工艺为：将步骤1的滤渣按照固液比1:5-1:10加入水，同时加入酸，如硫酸、硝酸、盐酸、高氯酸等，以维持反应的pH0.5-1.5，在60-99℃反应1-3小时，经再次过滤，滤液为含钴溶液，进一步除杂并回收钴。再次过滤后的少量滤渣返回步骤1的碳酸盐转化以提高钴收率。主要反应式为：
CoCO3+2H+=Co2++H2O+CO2
前述除杂，是因可能含有少量的钙、镁、铁、钠等杂质，可以经过现有技术的萃取除杂或者化学法除杂。
步骤3的具体工艺为：步骤1过滤后的滤液中含有草酸盐，因可能还有0.5-2g/l的钴以及少量未反应完全的碳酸盐，按照钴与硫离子摩尔比1:1.1-1:1.5通入硫化氢气体，在30-60℃反应1-3小时，使得少量的钴以硫化钴的形式沉淀下来，上清液经过浓缩结晶得到草酸盐晶体，少量的盐留在母液中。主要反应式为：
Co2++H2S+CO3 2-=CoS↓+H2O+CO2
这部分硫化钴中的钴占的比例很小，大约占钴总量的2-5%，可根据不同的使用需要，集中起来选择性地进行再次处理，例如可以按现有技术的方法加入酸氧化浸出，最终钴可以是钴盐晶体，比如氯化钴晶体、硫酸钴晶体，也可以是碳酸钴、草酸钴等。
经检测得，按上述方法最终钴的回收率可达98%以上，草酸根的回收率达到95%以上，纯度为95%以上。
实例1：
本实例以一具体的回收处理草酸钴废料工艺为例，来进一步说明本发明全湿法处理废旧草酸钴的方法，但不能视作本发明保护范围的限制。其具体包括以下工艺步骤：
（1）取100g废草酸钴，其钴含量为30.1%，按照固液比1:4加水400ml浆化，然后按照钴与碳酸盐摩尔比1:1.15加入碳酸钠62.3g，在85摄氏度反应3小时，然后过滤洗涤，得到滤渣85g，滤液500ml。
（2）过滤后，滤渣加入水600ml，同时加入浓硫酸维持反应的pH1.0，在80℃反应2小时，再次过滤的滤液600ml，其中的钴含量为48.8g/l，进一步除杂并回收钴。再次过滤的滤渣1.2g返回步骤1的碳酸盐转化以提高钴收率。
（3）步骤（1）过滤后的滤液500ml，其中的钴含量1.2g/l，按照钴与硫离子摩尔比1:1.3通入硫化氢气体，在40℃反应2小时，使得少量的钴以硫化钴的形式沉淀下来，再次过滤得到滤渣1.0g，其中的钴含量为58.7%，再次过滤的滤液500ml，上清液经过浓缩结晶得到草酸钠晶体73.5g，其经检测其纯度为96.5%。
最终钴的回收率98.3%，草酸根的回收率96.1%，纯度为96.5%。
以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种处理草酸钴废料的方法，包括以下步骤：
步骤1：将草酸钴废料进行碳酸盐转化并过滤，得到含碳酸钴的滤渣以及草酸盐的滤液，主要反应式为：
CoC2O4+CO3 2-=CoCO3↓+C2O4 2-；
步骤2：对步骤1的滤渣进行酸溶解处理，得到钴盐溶液，主要反应式为：
CoCO3+2H+=Co2++H2O+CO2；
步骤3：对步骤1的滤液经浓缩结晶处理回收草酸盐，步骤1过滤后的滤液中含有草酸盐、少量钴以及少量未反应完全的碳酸盐，按照钴与硫离子摩尔比1:1.1～1：1.5向步骤1过滤后的滤液中通入硫化氢气体，在30-60℃反应1-3小时，使得少量的钴以硫化钴的形式沉淀下来，上清液经过浓缩结晶得到草酸盐晶体，少量的盐留在母液中，主要反应式为：
Co2++H2S+CO3 2-=CoS↓+H2O+CO2 。
2.如权利要求1所述的处理草酸钴废料的方法，其特征在于，所述步骤1中，是将废草酸钴按照固液比1:2~1:8加水浆化，然后按照钴与碳酸盐摩尔比1:1~1:1.3加入可溶性碳酸盐，在70-99摄氏度反应一定时间，最后过滤，得到含碳酸钴的滤渣以及含草酸盐的滤液。
3.如权利要求2所述的处理草酸钴废料的方法，其特征在于，在70-99摄氏度反应2-4小时；所述碳酸盐为选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的一种或几种的组合。
4.如权利要求1所述的处理草酸钴废料的方法，其特征在于，所述步骤2中，是将步骤1的滤渣按照固液比1:5~1:10加入水，同时加入酸维持反应的pH0.5-1.5，在60-99℃反应一定时间。
5.如权利要求4所述的处理草酸钴废料的方法，其特征在于，所述酸为浓硫酸；在60-99℃反应1-3小时。
6.如权利要求4所述的处理草酸钴废料的方法，其特征在于，所述步骤2中，加酸反应后所得溶液，经再次过滤，滤液为含钴溶液，进一步除杂并回收钴，少量的滤渣返回步骤1的碳酸盐转化以提高钴收率。
7.如权利要求1所述的处理草酸钴废料的方法，其特征在于，所述步骤1过滤后的滤液中含有0.5-2g/l的钴；对沉淀的硫化钴进一步酸氧化浸出，最终制得钴盐晶体。
8.如权利要求1-7中任一项所述的处理草酸钴废料的方法，其特征在于，所述步骤1中，草酸钴废料的钴含量为30.1%，按照固液比1:4加水浆化，然后按照钴与碳酸盐摩尔比1:1.15加入碳酸钠，在85摄氏度反应3小时，然后过滤洗涤，得到滤渣和滤液；在步骤2中，将滤渣加入水，同时加入浓硫酸维持反应的pH1.0，在80℃反应2小时，再次过滤的滤液中的钴含量为48.8g/l，进一步除杂并回收钴，再次过滤的滤渣返回步骤1的碳酸盐转化以提高钴收率；所述步骤3中，将步骤1过滤后的滤液，按照钴与硫离子摩尔比1:1.3通入硫化氢气体，在40℃反应2小时，使得少量的钴以硫化钴的形式沉淀下来，过滤得到滤渣1.0g，其中的钴含量为58.7%，滤液的上清液经过浓缩结晶得到草酸钠晶体，其纯度为96.5%。
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