CN104478700A

CN104478700A - 一种大粒径草酸钴及其制备方法

Info

Publication number: CN104478700A
Application number: CN201410752244.5A
Authority: CN
Inventors: 钟晖; 黄铁熙; 黄苏勇; 彭灿
Original assignee: Yingde Jiana Metal Technology Co Ltd
Current assignee: Yingde Jiana Metal Technology Co Ltd
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-04-01

Abstract

本发明公开了一种大粒径草酸钴及其制备方法。本发明所述大粒径草酸钴D50为22.6~109.2μm。本发明所述草酸钴的制备方法是将钴盐溶液中加入铵盐进行络合，然后再一起加入到草酸铵溶液中进行沉淀，经过陈化、过滤、洗涤、烘干，得到D50为22.6~109.2μm的草酸钴。本发明所述大粒径草酸钴迎合了现有市场上对于D50大于20μm的草酸钴的需求，并具有氯离子含量较低等优点，解决了传统方法制得的草酸钴颗粒粒度有限，很难达到D50大于20μm，以及氯离子含量较高等问题，具有很好的应用前景。

Description

一种大粒径草酸钴及其制备方法

技术领域

本发明涉及工业草酸钴制备技术领域，具体涉及一种D50为22.6~109.2μm，Cl^-含量<0.03%的草酸钴及其制备方法。

背景技术

随着新材料技术的不断创新，钴粉的应用面及范围也在不断扩大。常规硬质合金用的钴粉，之前是要求粒度越小越好，现在大粒度的钴粉也有一定的市场。另外电池行业也开始使用金属钴粉用于电池正极材料，这种钴粉也要求粒度较大。这种情况下，相应地，用于还原制备钴粉的草酸钴的粒度也必须增大。市场上对D50>20μm的草酸钴有一定的需求量，特别是国际市场的需求更大。

草酸钴在进行氢还原过程中，其中的氯离子会挥发出来，会对还原设备产生腐蚀作用，造成对钴粉的污染，影响钴粉的应用。因此草酸钴中对氯离子的要求也越来越高。特别是电子行业，要求氯离子含量小于0.03%。

常规的草酸钴生产都是将草酸铵溶液加入氯化钴溶液中（硫酸钴造成草酸钴中夹带硫酸根离子更严重，因此一般不用硫酸钴来生产草酸钴），进行中和沉淀，过滤后对沉淀产物进行洗涤，烘干得到的。通过对加料速度，料液温度，料液浓度及沉淀酸度的调整，达到对草酸钴粒度控制的目的。但这种控制都仅限于D50<20μm的范围内，不能满足特殊钴粉的制造要求。而且，由于底液是氯化钴溶液，钴离子大量存在，当加入草酸铵溶液时，由于钴离子过饱和度高，会产生大量的晶核，使草酸钴颗粒不能有效的长大。只有在后期，钴离子浓度下降后，晶核生成速度减慢，草酸钴颗粒才能慢慢生长。而此时因为钴离子浓度有限，导致最终所得的草酸钴颗粒大小也有限，其激光粒度分布平均值D50一般不会超过10μm。由于底液中含有大量的氯离子，在形成草酸钴沉淀时，氯离子也会被夹带在沉淀物中，导致所制得的草酸钴中氯离子含量高的问题。

申请号为201110212720.0的发明专利申请，公开了一种大粒径钴粉及其制备方法，其中，反应过程中需要在反应底液中加入草酸铵和钴盐溶液，经反应后得到草酸钴沉淀，其D50粒径可达60μm。该专利申请虽然也可以制得D50为60μm的草酸钴，但是根据其公开的反应过程可知，该方法是以水或者加有草酸钴晶体的水为底液，再分别加入草酸铵和钴盐进行反应。此方法无法达到草酸钴D50可控的效果。

发明内容

本发明的目的在于根据目前草酸钴制造领域中存在的氯离子含量高、制得的草酸钴D50不可控等技术缺陷，提供一种低氯、大粒径草酸钴，具有D50为22.6~109.2μm，氯离子含量≤0.03%的优点。

本发明另一目的在于提供上述草酸钴的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种大粒径草酸钴，其D50为22.6~109.2μm，氯离子含量≤0.03%。

上述大粒径草酸钴的制备方法包括以下步骤：

（1）在钴盐溶液中加入铵盐进行络合，得到钴液；所述钴盐溶液和铵盐中，钴铵摩尔比为1:1.5~2.5；

（2）将草酸铵溶液加入沉淀槽中，经搅拌、升温后，将步骤（1）所得钴液加入草酸铵溶液中进行沉淀；当沉淀槽中的浆液pH值为2~3时，完成沉淀；

（3）将步骤（2）沉淀完成后所得浆液陈化后过滤、洗涤、烘干，得到大粒径草酸钴；

其中，步骤（1）中，所述钴盐为硫酸钴溶液、氯化钴溶液或硝酸钴溶液；所述铵盐为氯化铵或硫酸铵。

作为一种优选方案，步骤（1）中，所述钴盐溶液中，钴离子的浓度为80g/L。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述草酸铵溶液的浓度为80~120g/L。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述升温是指将温度升到60~65℃。

作为一种优选方案，步骤（3）中，所述陈化时间至少为30min。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明通过加入铵盐与钴形成络合物，可以降低反应初始阶段钴离子的过饱和度，使沉淀过程中，草酸钴颗粒的生长速度优于晶核的生成，从而草酸钴颗粒能有效长大；

（2）本发明通过反加的方法，用草酸铵做底液，避免在含有大量氯离子的环境中生成草酸钴，所以本发明方法制得的草酸钴中，氯离子的含量可低于0.03%；

（3）本发明通过调整草酸铵的含量，可以将草酸钴的D50控制在22.6~109.2μm之间，实现了草酸钴D50在大于20μm时可控。

附图说明

图1为实施例1所得草酸钴的SEM图。

图2为实施例1所得草酸钴的粒度分析报告。

图3为实施例2所得草酸钴的SEM图。

图4为实施例2所得草酸钴的粒度分析报告。

图5为实施例3所得草酸钴的SEM图。

图6为实施例3所得草酸钴的粒度分析报告。

图7为实施例4所得草酸钴的SEM图。

图8为实施例4所得草酸钴的粒度分析报告。

图9为实施例5所得草酸钴的SEM图。

图10为实施例5所得草酸钴的粒度分析报告。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

（1）原料配制：氯化钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:2.5（摩尔比）配入氯化铵，搅拌均匀。配制80g/L的草酸铵溶液。

（2）沉淀过程：先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌，升温到60℃，慢慢加入钴液。当沉淀浆液pH达到终点要求（pH=2）时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗涤，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=22.618μm；氯离子含量为0.018%（图1~2）。

实施例2

（1）原料配制：硫酸钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:1.5（摩尔比）配入氯化铵，搅拌均匀。配制90g/L的草酸铵溶液。

（2）沉淀过程：先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌，升温到65℃，慢慢加入钴液。当沉淀浆液pH达到终点要求（pH=3）时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗涤，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=30.722μm；氯离子含量为0.0003%（图3~4）。

实施例3

（1）原料配制：氯化钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:2（摩尔比）配入氯化铵，搅拌均匀。配制100g/L的草酸铵溶液。

（2）沉淀过程：先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌，升温到63℃，慢慢加入钴液。当沉淀浆液pH达到终点要求（pH=2.5）时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗涤，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=43.149μm；氯离子含量为0.013%（图5~6）。

实施例4

（1）原料配制：氯化钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:1.8（摩尔比）配入氯化铵，搅拌均匀。配制110g/L的草酸铵溶液。

（2）沉淀过程：先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌，升温到62℃，慢慢加入钴液。当沉淀浆液pH达到终点要求（pH=2.2）时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗涤，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=87.878μm；氯离子含量为0.018%（图7~8）。

实施例5

（1）原料配制：氯化钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:2.2（摩尔比）配入氯化铵，搅拌均匀。配制120g/L的草酸铵溶液。

（2）沉淀过程：先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌，升温到62℃，慢慢加入钴液。当沉淀浆液pH达到终点要求（pH=2.7）时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗涤，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=109.289μm；氯离子含量为0.026%（图9~10）。

Claims

1.一种大粒径草酸钴，其特征在于所述草酸钴D50为22.6~109.2μm，氯离子含量≤0.03%；其制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述大粒径草酸钴，其特征在于步骤（1）中，所述钴盐溶液中，钴离子的浓度为80g/L。

3.根据权利要求1所述大粒径草酸钴，其特征在于步骤（2）中，所述草酸铵溶液的浓度为80~120g/L。

4.根据权利要求1所述大粒径草酸钴，其特征在于步骤（2）中，所述升温是指将温度升到60~65℃。

5.根据权利要求1所述大粒径草酸钴，其特征在于步骤（3）中，所述陈化时间至少30min。