CN107804878A - 一种粗制氢氧化钴的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粗制氢氧化钴的制备方法，包括以下步骤：（1）沉淀：采用氢氧化镁浆体作为沉淀剂，对初步净化后的硫酸钴溶液进行沉淀制备粗制氢氧化钴，配制10wt%‑20wt%氢氧化镁浆体，经过滤程序后当做沉淀剂使用；（2）洗涤：采用2‑5级逆流洗涤的方式，将步骤（1）所得氢氧化钴沉淀经硫酸钴溶液洗涤一级逐级向后一级转移；（3）水洗：将步骤（2）经逆流洗涤后的沉淀进行调浆水洗，将夹带的钴离子洗净，最终将水洗后的沉淀进行过滤得到最终粗制氢氧化钴产品。本发明的粗制氢氧化钴的制备方法具有生产成本低、杂质含量低、绿色环保和工艺简单的特点。

Description

一种粗制氢氧化钴的制备方法
技术领域
本发明涉及氢氧化钴技术领域，特别是一种粗制氢氧化钴的制备方法。
背景技术
钴是一种战略金属，用途广泛，但我国钴矿贫乏，主要依靠刚果(金)进口，然而刚果(金)对钴原矿出口政策形势日益严峻，由限制出口转变为逼迫国外企业在刚果进行加工成产品后再出口。针对钴原料市场变化和国内锂电池行业对钴的需求上涨，提供一种简单、易控、低成本的粗制中间品生产工艺对国内钴冶炼企业发展势在必行。
目前，市场上存在的钴盐中间品主要有粗制碳酸钴和粗制氢氧化钴，均是通过在初步净化后的硫酸钴液中添加沉淀剂得到的粗产品。其中粗制氢氧化钴中间品钴含量<40%，镁含量>5%,给后续的高品质钴盐生产带来了困难。
就现有技术而言，其缺点主要集中在以下几个方面：
1.利用碳酸盐沉淀的粗制碳酸钴盐，由于原料价格较高导致生产成本高，经济效益低。
2. 利用钠盐沉淀生成钴盐，由于钠盐碱性高、粘度高的特点，致使得沉淀得到钴盐过滤性能差、杂质含量高。
3. 国内专利CN201010284865.7，此发明是通过第一次沉钴料浆分出一部分又返回至一次沉钴槽，使生成的氢氧化钴作为后续反应的晶种的一种沉淀方式。这种方式虽然可以提高氢氧化镁浆的利用率，但是整个过程需要控制温度、pH值等较多点，操作复杂。同时没有解决氢氧化钴产品中镁含量偏高的问题。
发明内容
本发明的最主要目的在于提供了一种粗制氢氧化钴的制备方法，具有生产成本低、杂质含量低、绿色环保和工艺简单的特点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种粗制氢氧化钴的制备方法，包括以下步骤：
（1）沉淀：采用氢氧化镁浆体作为沉淀剂，对初步净化后的硫酸钴溶液进行沉淀制备粗制氢氧化钴。配制10wt%-20wt%氢氧化镁浆体，经过滤程序后当做沉淀剂使用。沉淀段在常温条件下进行，过程中控制氢氧化镁加入速度，沉淀终点PH保持在8.0-9.0。反应结束后过滤，母液主要为硫酸镁，可对其进行综合回收重新制成氢氧化镁循环利用。
（2）洗涤：采用2-5级逆流洗涤的方式。将步骤（1）所得氢氧化钴沉淀经硫酸钴溶液洗涤一级逐级向后一级转移。
利用氢氧化镁在氨溶液中溶解度升高的特性，将配加铵根离子浓度为0.1-0.5mol/L的初级净化后硫酸钴液做为洗涤溶液。硫酸钴液中主要含量: Co：10—30g/L；Ni：0.1—1.0g/L；Cu：0.5—1.5g/L；PH=4.0—5.0。硫酸钴液由洗涤段最后一级进入反应，洗涤后上清液逐级向前一级转移，最终进入沉淀工序。控制单级洗涤时间为2-3小时。
（3）水洗：将步骤（2）经逆流洗涤后的沉淀进行调浆水洗，将夹带的钴离子洗净。最终将水洗后的沉淀进行过滤得到最终粗制氢氧化钴产品。洗水中有少量钴离子，返回原矿分解工序回收利用。
本发明粗制氢氧化钴的制备方法具有如下有益的技术效果：
1.工艺简单，通过采用常温反应条件，与现有工艺要求一定反应温度相比利用本方法可以在不升温的情况下进行生产，适用性更强。
2.杂质含量低，通过采用逆流洗涤的方式，进一步清除产品中的可溶性杂质，以提高固体产物的纯度，达到提高产品钴含量，降低杂质含量的目的。而且通过类似浓密机式的反应设备可以省略过滤、压滤的过程，提高工作效率。
3.绿色环保，通过利用硫酸钴液作为洗涤液，与现有纯水调浆洗涤方式相比既可以提高氢氧化镁利用率、减少洗水的用量，又可以达到降低产品本身碱性。
附图说明
附图1为本发明一种粗制氢氧化钴的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，本发明粗制氢氧化钴的制备方法，包括以下步骤：
1)原料配制：
a)氢氧化镁：按质量百分比10%配制氢氧化镁浆体，经过滤工序保证90%以上100目筛分率。
b)钴液：钴精矿经过酸溶、还原、除铁后的初级净化后硫酸钴液，按铵根浓度为0.1mol/L配加可溶性铵盐。
主要成份：Co：10.76g/L；Ni：0.11g/L；Cu：0.36g/L；pH=3.62
2)沉淀过程：将氢氧化镁浆体滤后缓慢加入由洗涤段流入的钴液中进行沉淀，加入过程用时2-3小时，保证反应终点pH值8.37，钴沉淀率达99%以上。过滤后母液进行后续镁回收处理，沉淀渣进入洗涤过程。
3)洗涤过程：对沉淀过程得到的沉淀渣通过5级逆流洗涤，单级洗涤过程用时2-3小时。整个过程无需过滤，仅需在放置澄清后的上清液和沉淀渣分别转移至下一级反应槽即可。
4)水洗过程：将经过最后一级洗涤后的沉淀渣用纯水进行调浆洗涤，将夹杂的可溶离子溶解。经压滤后的洗水返回原矿分解再利用，滤渣晾干后即为粗制氢氧化钴产品。
经检测粗制氢氧化钴 Co:44.12% Mg:1.91%。
实施例2
如图1所示，本发明粗制氢氧化钴的制备方法，包括以下步骤：
1)原料配制：
a)氢氧化镁：按质量百分比10%配制氢氧化镁浆体，经过滤工序保证90%以上100目筛分率。
b)钴液：钴精矿经过酸溶、还原、除铁后的初级净化后硫酸钴液，按铵根浓度为0.3mol/L配加可溶性铵盐。
主要成份：Co：10.76g/L；Ni：0.11g/L；Cu：0.36g/L；pH=3.65。
2)沉淀过程：将氢氧化镁浆体滤后缓慢加入由洗涤段流入的钴液中进行沉淀，加入过程用时2-3小时，反应终点pH值8.5，钴沉淀率达99%以上。过滤后母液进行后续镁回收处理，沉淀渣进入洗涤过程。
3)洗涤过程：对沉淀过程得到的沉淀渣通过3级逆流洗涤，单级洗涤过程用时2-3小时。整个过程无需过滤，仅需在放置澄清后的上清液和沉淀渣分别转移至下一级反应槽即可。
4)水洗过程：将经过最后一级洗涤后的沉淀渣用纯水进行调浆洗涤，将夹杂的可溶离子溶解。经压滤后的洗水返回原矿分解再利用，滤渣晾干后即为粗制氢氧化钴产品。
经检测粗制氢氧化钴 Co:45.63% Mg:1.26%。
实施例3
如图1所示，本发明粗制氢氧化钴的制备方法，包括以下步骤：
1)原料配制：
a)氢氧化镁：按质量百分比15%配制氢氧化镁浆体，经过滤工序保证90%以上100目筛分率。
b)钴液：钴精矿经过酸溶、还原、除铁后的初级净化后硫酸钴液，按铵根浓度为0.3mol/L配加可溶性铵盐。
主要成份：Co：16.48g/L；Ni：0.24g/L；Cu：0.55g/L；pH=3.88。
2)沉淀过程：将氢氧化镁浆体滤后缓慢加入由洗涤段流入的钴液中进行沉淀，加入过程用时2-3小时，反应终点pH值8.65，钴沉淀率达99%以上。过滤后母液进行后续镁回收处理，沉淀渣进入洗涤过程。
3)洗涤过程：对沉淀过程得到的沉淀渣通过3级逆流洗涤，单级洗涤过程用时2-3小时。整个过程无需过滤，仅需在放置澄清后的上清液和沉淀渣分别转移至下一级反应槽即可。
4)水洗过程：将经过最后一级洗涤后的沉淀渣用纯水进行调浆洗涤，将夹杂的可溶离子溶解。经压滤后的洗水返回原矿分解再利用，滤渣晾干后即为粗制氢氧化钴产品。
经检测粗制氢氧化钴 Co: 47.61% Mg:0.77 %。
实施例4
如图1所示，本发明粗制氢氧化钴的制备方法，包括以下步骤：
1)原料配制：
a)氢氧化镁：按质量百分比15%配制氢氧化镁浆体，经过滤工序保证90%以上100目筛分率。
b)钴液：钴精矿经过酸溶、还原、除铁后的初级净化后硫酸钴液，按铵根浓度为0.5mol/L配加可溶性铵盐。
主要成份：Co：22g/L；Ni：0.6g/L；Cu：0.94g/L；pH=4.2。
2)沉淀过程：将氢氧化镁浆体滤后缓慢加入由洗涤段流入的钴液中进行沉淀，加入过程用时2-3小时，反应终点pH值8.7，钴沉淀率达99%以上。过滤后母液进行后续镁回收处理，沉淀渣进入洗涤过程。
3)洗涤过程：对沉淀过程得到的沉淀渣通过2级逆流洗涤，单级洗涤过程用时2-3小时。整个过程无需过滤，仅需在放置澄清后的上清液和沉淀渣分别转移至下一级反应槽即可。
4)水洗过程：将经过最后一级洗涤后的沉淀渣用纯水进行调浆洗涤，将夹杂的可溶离子溶解。经压滤后的洗水返回原矿分解再利用，滤渣晾干后即为粗制氢氧化钴产品。
经检测粗制氢氧化钴 Co: 46.52% Mg:0.85 %。
实施例5
如图1所示，本发明粗制氢氧化钴的制备方法，包括以下步骤：
1)原料配制：
a)氢氧化镁：按质量百分比20%配制氢氧化镁浆体，经过滤工序保证90%以上100目筛分率。
b)钴液：钴精矿经过酸溶、还原、除铁后的初级净化后硫酸钴液，按铵根浓度为0.3mol/L配加可溶性铵盐。
主要成份：Co：26.9g/L；Ni：0.98g/L；Cu：0.1.2g/L；pH=4.52。
2)沉淀过程：将氢氧化镁浆体滤后缓慢加入由洗涤段流入的钴液中进行沉淀，加入过程用时2-3小时，反应终点pH值9.0，钴沉淀率达99%以上。过滤后母液进行后续镁回收处理，沉淀渣进入洗涤过程。
3)洗涤过程：对沉淀过程得到的沉淀渣通过3级逆流洗涤，单级洗涤过程用时2-3小时。整个过程无需过滤，仅需在放置澄清后的上清液和沉淀渣分别转移至下一级反应槽即可。
4)水洗过程：将经过最后一级洗涤后的沉淀渣用纯水进行调浆洗涤，将夹杂的可溶离子溶解。经压滤后的洗水返回原矿分解再利用，滤渣晾干后即为粗制氢氧化钴产品。
经检测粗制氢氧化钴 Co:45.28% Mg:1.15%。
从实施例1～5可以看到，本发明整个流程都是在常温下进行，降低了沉淀过程能耗。通过逆流洗涤方式降低操作难度，提高反应过程的可控性。合理利用硫酸钴液的余酸提高产品的品质，同时达到节能降耗的目标。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种粗制氢氧化钴的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）沉淀：采用氢氧化镁浆体作为沉淀剂，对初步净化后的硫酸钴溶液进行沉淀制备粗制氢氧化钴，配制10wt%-20wt%氢氧化镁浆体，经过滤程序后当做沉淀剂使用；
（2）洗涤：采用2-5级逆流洗涤的方式，将步骤（1）所得氢氧化钴沉淀经硫酸钴溶液洗涤一级逐级向后一级转移；
（3）水洗：将步骤（2）经逆流洗涤后的沉淀进行调浆水洗，将夹带的钴离子洗净，最终将水洗后的沉淀进行过滤得到最终粗制氢氧化钴产品。
2.根据权利要求1所述的粗制氢氧化钴的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，沉淀在常温条件下进行，过程中控制氢氧化镁加入速度，沉淀终点pH保持在8.0-9.0。
3.根据权利要求1或2所述的粗制氢氧化钴的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，利用氢氧化镁在氨溶液中溶解度升高的特性，将配加铵根离子浓度为0.1-0.5mol/L的初级净化后硫酸钴液做为洗涤溶液。
4.根据权利要求3所述的粗制氢氧化钴的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，硫酸钴液中主要含量为: Co：10—30g/L；Ni：0.1—1.0g/L；Cu：0.5—1.5g/L；pH为4.0—5.0。
5.根据权利要求4所述的粗制氢氧化钴的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，硫酸钴液由洗涤段最后一级进入反应，洗涤后上清液逐级向前一级转移，最终进入沉淀工序；控制单级洗涤时间为2-3小时。
6.根据权利要求5所述的粗制氢氧化钴的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，洗水中有少量钴离子，返回原矿分解工序回收利用。
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