CN109748330A - 一种高压实四氧化三钴的制备方法 - Google Patents
一种高压实四氧化三钴的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109748330A CN109748330A CN201910198190.5A CN201910198190A CN109748330A CN 109748330 A CN109748330 A CN 109748330A CN 201910198190 A CN201910198190 A CN 201910198190A CN 109748330 A CN109748330 A CN 109748330A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobalt
- air
- cobaltosic oxide
- preparation
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);cobalt(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 84
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 41
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 37
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 34
- 229910000152 cobalt phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- ZBDSFTZNNQNSQM-UHFFFAOYSA-H cobalt(2+);diphosphate Chemical compound [Co+2].[Co+2].[Co+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O ZBDSFTZNNQNSQM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 12
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 6
- 239000003500 flue dust Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 6
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 35
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- SRMXUULIEVZDOW-UHFFFAOYSA-K P(=O)([O-])([O-])[O-].[Fe+2].[Co+2] Chemical compound P(=O)([O-])([O-])[O-].[Fe+2].[Co+2] SRMXUULIEVZDOW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910020598 Co Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 4
- 229910020630 Co Ni Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高压实四氧化三钴的制备方法，属于新能源电池材料技术领域。将电池级氯化钴加水溶解，得到钴溶液，然后配制磷酸二氢铵溶液和氨水溶液，配制氨水底液，将钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液対加到氨水底液中，加料完毕继续陈化反应30‑60min，然后过滤，得到滤液和滤渣；将滤渣洗涤，然后将洗涤后的滤渣经过烘干后气流粉碎，粉碎料经过筛分后除铁得到磷酸钴；将磷酸钴放入到匣钵内，然后输送到辊道炉内，然后在温度为800‑850℃下煅烧2‑3h，得到煅烧料；将煅烧料经过气流粉碎后，筛分、除铁和包装得到高压实四氧化三钴。本发明可以得到比表面积小、压实密度高的四氧化三钴，成本低且产品的杂质含量低。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压实四氧化三钴的制备方法，属于新能源锂电池材料技术领域。
背景技术
四氧化三钴，主要用于制备钴酸锂、磁性材料的原料、热敏电阻等，同时还用于催化剂、氧化剂、制造钴盐、搪瓷颜料，其是制备钴酸锂的主要原料之一，钴酸锂，化学式为LiCoO2，是一种无机化合物，一般使用作锂离子电池的正电极材料。其外观呈灰黑色粉末，其电化学性能优越、振实密度大,目前以钴酸锂为正极材料的动力电池应用在小型便携式设备、小容量电池、动力汽车等很多领域，并以长循环寿命、高比能量、无记忆效益和绿色环保等优点备受青睐。
目前常规的制备方法如下：
方法1：将钴粉沫在温度不高于890℃的空气中焙烧氧化，可制的四氢化三钴。
方法2：经氧化钴在101.1kPa的氧气流中于500-750℃加热氧化数十分钟，生成四氧化三钴。
方法3：灼烧空气中的二价钴盐可制得四氧化三钴；硫酸钴在800-890℃焙烧1h；碳酸钴于550-800℃焙烧1h。
方法4：先合成氢氧化钴，再在高温下水热反应得到四氧化三钴。
目前此四种方法得到的四氧化三钴存在BET较大，压实密度偏低的缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高压实四氧化三钴的制备方法，可以得到比表面积小、压实密度高的四氧化三钴，成本低且产品的杂质含量低。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其为以下步骤：
(1)将电池级氯化钴加水溶解，得到钴溶液，然后配制磷酸二氢铵溶液和氨水溶液，配制氨水底液，氨水底液的pH为7.1-7.3,将钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液対加到氨水底液中，维持过程的pH为7.1-7.3,过程的温度为45-65℃，加料时间为60-120min，加料完毕继续陈化反应30-60min，然后过滤，得到滤液和滤渣；
(2)将滤渣洗涤，然后将洗涤后的滤渣经过烘干后气流粉碎，粉碎料经过筛分后除铁得到磷酸钴；
(3)将磷酸钴放入到匣钵内，然后输送到辊道炉内，然后在温度为800-850℃下煅烧2-3h，得到煅烧料；
(4)将煅烧料经过气流粉碎后，筛分、除铁和包装得到高压实四氧化三钴。
所述步骤(1)的钴溶液浓度为1.5-2mol/L，磷酸二氢铵溶液浓度为1.5-2mol/L，氨水溶液浓度为0.5-1mol/L，氨水底液的体积为钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液总体积的0.05-0.1倍，反应过程的搅拌速度为200-350r/min。
所述步骤(1)得到的滤液经过浓缩结晶得到氯化铵晶体。
所述步骤(2)滤渣洗涤过程洗涤至洗涤水的电导率低于50μS/cm，除铁后磷酸钴中的铁含量低于5ppm。
所述步骤(3)中，在辊道炉内煅烧时，分为升温段、保温段和降温段，升温段的升温速率为140-150℃/h，降温速度为100-200℃/h，辊道炉内设置有引风管道，引风管道与旋风收尘器连通，旋风收尘器与布袋收尘器连通，布袋收尘器与引风机连通，辊道炉内维持炉压为-100～-50pa。
所述步骤(4)中采用高压空气进行气流粉碎，高压空气进行A级精密过滤器除油和灰尘，筛分采用超声波振动筛，筛网为200-300目。
引风机为负压风机，引风管道内的气体流速为3-5m/S，引风管道善设置有冷却水夹套，维持旋风收尘器内的温度为150-250℃，布袋收尘器的收尘布袋的孔径为400-800目。
旋风收尘器与布袋收尘器收集到的烟尘加水溶解，同时加入氨水调节溶液的pH为4-4.5，经过精密过滤，得到磷酸二氢铵溶液，返回步骤(1)使用。
本发明采用液相共沉淀法，先合成得到磷酸钴，再经过高温煅烧，将磷酸钴高温煅烧得到四氧化三钴和五氧化二磷，五氧化二磷再与氨水反应得到磷酸二氢铵溶液，返回合成磷酸钴；
将氨水做底液，氨水底液的pH为7.1-7.3，然后同时将钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液対加到氨水底液中，维持稳定的pH和温度，可以得到密实的球形磷酸钴，得到的磷酸钴的指标如下：
| 指标 | P | Co | Fe | Ni | Zn |
| 数值 | 11.8-12.1％ | 34-34.5％ | ＜5ppm | ＜15ppm | ＜10ppm |
| Cr | Cd | D50 | BET | 振实密度 | 磁性杂质 |
| ＜10ppm | ＜5ppm | 12-25μm | 5-9m<sup>2</sup>/g | 1.5-1.9g/mL | ＜0.5ppm |
将此磷酸钴经过高温煅烧，将其中的结晶水以及五氧化二磷等煅烧并挥发出来，同时得到的钴氧化物与空气中的氧气接触反应得到四氧化三钴，在高温下，磷氧键断裂同时再与空气中的氧气接触，转变为四氧化三钴，通过得到致密结构的球形磷酸钴，磷酸钴的一次粒径50-90nm，然后再经过高温煅烧，得到高压实密度的大颗粒四氧化三钴，由于在煅烧过程，残存的少量氯离子也会挥发，所以阴离子杂质含量低，且比表面积小，经过磷酸钴的除磁以及得到的四氧化三钴的除磁，双重除磁使得产品的磁性杂质含量低。
本发明的有益效果：可以得到比表面积小、压实密度高的四氧化三钴，成本低且产品的杂质含量低。
说明书附图
图1为本发明实施例1的磷酸钴的剖面图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明，本实施例的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其为以下步骤：
(1)将电池级氯化钴加水溶解，得到钴溶液，然后配制磷酸二氢铵溶液和氨水溶液，配制氨水底液，氨水底液的pH为7.1-7.3,将钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液対加到氨水底液中，维持过程的pH为7.1-7.3,过程的温度为45-65℃，加料时间为60-120min，加料完毕继续陈化反应30-60min，然后过滤，得到滤液和滤渣；
(2)将滤渣洗涤，然后将洗涤后的滤渣经过烘干后气流粉碎，粉碎料经过筛分后除铁得到磷酸钴；
(3)将磷酸钴放入到匣钵内，然后输送到辊道炉内，然后在温度为800-850℃下煅烧2-3h，得到煅烧料；
(4)将煅烧料经过气流粉碎后，筛分、除铁和包装得到高压实四氧化三钴。
所述步骤(1)的钴溶液浓度为1.5-2mol/L，磷酸二氢铵溶液浓度为1.5-2mol/L，氨水溶液浓度为0.5-1mol/L，氨水底液的体积为钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液总体积的0.05-0.1倍，反应过程的搅拌速度为200-350r/min。
所述步骤(1)得到的滤液经过浓缩结晶得到氯化铵晶体。
所述步骤(2)滤渣洗涤过程洗涤至洗涤水的电导率低于50μS/cm，除铁后磷酸钴中的铁含量低于5ppm。
所述步骤(3)中，在辊道炉内煅烧时，分为升温段、保温段和降温段，升温段的升温速率为140-150℃/h，降温速度为100-200℃/h，辊道炉内设置有引风管道，引风管道与旋风收尘器连通，旋风收尘器与布袋收尘器连通，布袋收尘器与引风机连通，辊道炉内维持炉压为-100～-50pa。
所述步骤(4)中采用高压空气进行气流粉碎，高压空气进行A级精密过滤器除油和灰尘，筛分采用超声波振动筛，筛网为200-300目。
引风机为负压风机，引风管道内的气体流速为3-5m/S，引风管道善设置有冷却水夹套，维持旋风收尘器内的温度为150-250℃，布袋收尘器的收尘布袋的孔径为400-800目。
旋风收尘器与布袋收尘器收集到的烟尘加水溶解，同时加入氨水调节溶液的pH为4-4.5，经过精密过滤，得到磷酸二氢铵溶液，返回步骤(1)使用。
实施例1
一种高压实四氧化三钴的制备方法，其为以下步骤：
(1)将电池级氯化钴加水溶解，得到钴溶液，然后配制磷酸二氢铵溶液和氨水溶液，配制氨水底液，氨水底液的pH为7.18,将钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液対加到氨水底液中，维持过程的pH为7.18,过程的温度为60℃，加料时间为110min，加料完毕继续陈化反应40min，然后过滤，得到滤液和滤渣；
(2)将滤渣洗涤，然后将洗涤后的滤渣经过烘干后气流粉碎，粉碎料经过筛分后除铁得到磷酸钴；
(3)将磷酸钴放入到匣钵内，然后输送到辊道炉内，然后在温度为835℃下煅烧2h，得到煅烧料；
(4)将煅烧料经过气流粉碎后，筛分、除铁和包装得到高压实四氧化三钴。
所述步骤(1)的钴溶液浓度为1.8mol/L，磷酸二氢铵溶液浓度为1.8mol/L，氨水溶液浓度为0.8mol/L，氨水底液的体积为钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液总体积的0.08倍，反应过程的搅拌速度为290r/min。
所述步骤(1)得到的滤液经过浓缩结晶得到氯化铵晶体。
所述步骤(2)滤渣洗涤过程洗涤至洗涤水的电导率低于50μS/cm，除铁后磷酸钴中的铁含量低于5ppm。
所述步骤(3)中，在辊道炉内煅烧时，分为升温段、保温段和降温段，升温段的升温速率为145℃/h，降温速度为140℃/h，辊道炉内设置有引风管道，引风管道与旋风收尘器连通，旋风收尘器与布袋收尘器连通，布袋收尘器与引风机连通，辊道炉内维持炉压为-80pa。
所述步骤(4)中采用高压空气进行气流粉碎，高压空气进行A级精密过滤器除油和灰尘，筛分采用超声波振动筛，筛网为250目。
引风机为负压风机，引风管道内的气体流速为4m/S，引风管道善设置有冷却水夹套，维持旋风收尘器内的温度为225℃，布袋收尘器的收尘布袋的孔径为500目。
旋风收尘器与布袋收尘器收集到的烟尘加水溶解，同时加入氨水调节溶液的pH为4.3，经过精密过滤，得到磷酸二氢铵溶液，返回步骤(1)使用。
得到的磷酸钴的指标如下：
| 指标 | P | Co | Fe | Ni | Zn |
| 数值 | 12.03％ | 34.3％ | 2ppm | 12ppm | 6ppm |
| Cr | Cd | D50 | BET | 振实密度 | 磁性杂质 |
| 5ppm | 2ppm | 21μm | 6.2m<sup>2</sup>/g | 1.8g/mL | 0.23ppm |
如图1所示，磷酸钴的一次粒径56nm，经过剖面测试，其结构较为致密，为球形或者类球形结构，内部为实心结构。
得到的四氧化三钴检测数据如下：
| 指标 | Co | Ni | Ca | Fe | Cu | Pb | Cd |
| 数值 | 68.65％ | 11ppm | 14ppm | 1.9ppm | 0.6ppm | 1.3ppm | 1.3ppm |
| Mg | Mn | Zn | Na | Si | Al | Cr | 硫酸根 |
| 12.5ppm | 12.5ppm | 4.6ppm | 12.6ppm | 12.1ppm | 19.5ppm | 3.5ppm | 10.5ppm |
| BET | D10 | D50 | D90 | 振实密度 | 松装密度 | 压实密度 | 磁性物质 |
| 2.2g/mL | 4.8μm | 12.7μm | 18.9μm | 2.69g/mL | 1.82g/mL | 4.5g/mL | 0.15ppm |
实施例2
一种高压实四氧化三钴的制备方法，其为以下步骤：
(1)将电池级氯化钴加水溶解，得到钴溶液，然后配制磷酸二氢铵溶液和氨水溶液，配制氨水底液，氨水底液的pH为7.15,将钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液対加到氨水底液中，维持过程的pH为7.15,过程的温度为60℃，加料时间为110min，加料完毕继续陈化反应50min，然后过滤，得到滤液和滤渣；
(2)将滤渣洗涤，然后将洗涤后的滤渣经过烘干后气流粉碎，粉碎料经过筛分后除铁得到磷酸钴；
(3)将磷酸钴放入到匣钵内，然后输送到辊道炉内，然后在温度为825℃下煅烧2.5h，得到煅烧料；
(4)将煅烧料经过气流粉碎后，筛分、除铁和包装得到高压实四氧化三钴。
所述步骤(1)的钴溶液浓度为1.8mol/L，磷酸二氢铵溶液浓度为1.8mol/L，氨水溶液浓度为0.75mol/L，氨水底液的体积为钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液总体积的0.08倍，反应过程的搅拌速度为320r/min。
所述步骤(1)得到的滤液经过浓缩结晶得到氯化铵晶体。
所述步骤(2)滤渣洗涤过程洗涤至洗涤水的电导率低于50μS/cm，除铁后磷酸钴中的铁含量低于5ppm。
所述步骤(3)中，在辊道炉内煅烧时，分为升温段、保温段和降温段，升温段的升温速率为145℃/h，降温速度为150℃/h，辊道炉内设置有引风管道，引风管道与旋风收尘器连通，旋风收尘器与布袋收尘器连通，布袋收尘器与引风机连通，辊道炉内维持炉压为-85pa。
所述步骤(4)中采用高压空气进行气流粉碎，高压空气进行A级精密过滤器除油和灰尘，筛分采用超声波振动筛，筛网为250目。
引风机为负压风机，引风管道内的气体流速为4m/S，引风管道善设置有冷却水夹套，维持旋风收尘器内的温度为190℃，布袋收尘器的收尘布袋的孔径为600目。
旋风收尘器与布袋收尘器收集到的烟尘加水溶解，同时加入氨水调节溶液的pH为4.4，经过精密过滤，得到磷酸二氢铵溶液，返回步骤(1)使用。
得到的磷酸钴的指标如下：
| 指标 | P | Co | Fe | Ni | Zn |
| 数值 | 12.09％ | 34.6％ | 2ppm | 11ppm | 5ppm |
| Cr | Cd | D50 | BET | 振实密度 | 磁性杂质 |
| 5ppm | 1ppm | 20.5μm | 6.2m<sup>2</sup>/g | 1.8g/mL | 0.21ppm |
磷酸钴的一次粒径65nm，经过剖面测试，其结构较为致密，为球形或者类球形结构，内部为实心结构。
得到的四氧化三钴检测数据如下：
| 指标 | Co | Ni | Ca | Fe | Cu | Pb | Cd |
| 数值 | 68.69％ | 8ppm | 17ppm | 1.2ppm | 0.1ppm | 1.6ppm | 1.3ppm |
| Mg | Mn | Zn | Na | Si | Al | Cr | 硫酸根 |
| 12.9ppm | 12.5ppm | 4.6ppm | 12.6ppm | 12.1ppm | 19.5ppm | 3.5ppm | 10.5ppm |
| BET | D10 | D50 | D90 | 振实密度 | 松装密度 | 压实密度 | 磁性物质 |
| 2.2g/mL | 4.6μm | 12.8μm | 18.5μm | 2.72g/mL | 1.85g/mL | 4.55g/mL | 0.11ppm |
实施例3
一种高压实四氧化三钴的制备方法，其为以下步骤：
(1)将电池级氯化钴加水溶解，得到钴溶液，然后配制磷酸二氢铵溶液和氨水溶液，配制氨水底液，氨水底液的pH为7.2,将钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液対加到氨水底液中，维持过程的pH为7.2,过程的温度为60℃，加料时间为90min，加料完毕继续陈化反应50min，然后过滤，得到滤液和滤渣；
(2)将滤渣洗涤，然后将洗涤后的滤渣经过烘干后气流粉碎，粉碎料经过筛分后除铁得到磷酸钴；
(3)将磷酸钴放入到匣钵内，然后输送到辊道炉内，然后在温度为830℃下煅烧2.5h，得到煅烧料；
(4)将煅烧料经过气流粉碎后，筛分、除铁和包装得到高压实四氧化三钴。
所述步骤(1)的钴溶液浓度为1.9mol/L，磷酸二氢铵溶液浓度为1.9mol/L，氨水溶液浓度为0.8mol/L，氨水底液的体积为钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液总体积的0.08倍，反应过程的搅拌速度为310r/min。
所述步骤(1)得到的滤液经过浓缩结晶得到氯化铵晶体。
所述步骤(2)滤渣洗涤过程洗涤至洗涤水的电导率低于50μS/cm，除铁后磷酸钴中的铁含量低于5ppm。
所述步骤(3)中，在辊道炉内煅烧时，分为升温段、保温段和降温段，升温段的升温速率为142℃/h，降温速度为185℃/h，辊道炉内设置有引风管道，引风管道与旋风收尘器连通，旋风收尘器与布袋收尘器连通，布袋收尘器与引风机连通，辊道炉内维持炉压为-85pa。
所述步骤(4)中采用高压空气进行气流粉碎，高压空气进行A级精密过滤器除油和灰尘，筛分采用超声波振动筛，筛网为250目。
引风机为负压风机，引风管道内的气体流速为4.2m/S，引风管道善设置有冷却水夹套，维持旋风收尘器内的温度为190℃，布袋收尘器的收尘布袋的孔径为800目。
旋风收尘器与布袋收尘器收集到的烟尘加水溶解，同时加入氨水调节溶液的pH为4.2，经过精密过滤，得到磷酸二氢铵溶液，返回步骤(1)使用。
得到的磷酸钴的指标如下：
| 指标 | P | Co | Fe | Ni | Zn |
| 数值 | 12.09％ | 34.4％ | 1ppm | 7ppm | 3ppm |
| Cr | Cd | D50 | BET | 振实密度 | 磁性杂质 |
| 5ppm | 1ppm | 21.4μm | 6.2m<sup>2</sup>/g | 1.82g/mL | 0.22ppm |
磷酸钴的一次粒径75nm，经过剖面测试，其结构较为致密，为球形或者类球形结构，内部为实心结构。
得到的四氧化三钴检测数据如下：
| 指标 | Co | Ni | Ca | Fe | Cu | Pb | Cd |
| 数值 | 68.66％ | 12ppm | 12ppm | 1.9ppm | 0.2ppm | 1.5ppm | 1.5ppm |
| Mg | Mn | Zn | Na | Si | Al | Cr | 硫酸根 |
| 12.1ppm | 13.5ppm | 2.1ppm | 12.4ppm | 11.1ppm | 14.5ppm | 4.5ppm | 10.8ppm |
| BET | D10 | D50 | D90 | 振实密度 | 松装密度 | 压实密度 | 磁性物质 |
| 2.1g/mL | 4.9μm | 12.5μm | 19.2μm | 2.76g/mL | 1.87g/mL | 4.59g/mL | 0.14ppm |
压实密度的测量方法为，将一定质量的四氧化三钴粉末放入模具内，然后采用3T的压力将粉末压实，然后计算粉末厚度，从而计算得出粉末的体积，质量除以体积得到粉体压实密度。
从数据来看，本专利得到的四氧化三钴的粉体压实达到了4.5g/mL，远高于目前常规的四氧化三钴粉体压实。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种高压实四氧化三钴的制备方法，其特征在于，为以下步骤：
(1)将电池级氯化钴加水溶解，得到钴溶液，然后配制磷酸二氢铵溶液和氨水溶液，配制氨水底液，氨水底液的pH为7.1-7.3,将钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液対加到氨水底液中，维持过程的pH为7.1-7.3,过程的温度为45-65℃，加料时间为60-120min，加料完毕继续陈化反应30-60min，然后过滤，得到滤液和滤渣；
(2)将滤渣洗涤，然后将洗涤后的滤渣经过烘干后气流粉碎，粉碎料经过筛分后除铁得到磷酸钴；
(3)将磷酸钴放入到匣钵内，然后输送到辊道炉内，然后在温度为800-850℃下煅烧2-3h，得到煅烧料；
(4)将煅烧料经过气流粉碎后，筛分、除铁和包装得到高压实四氧化三钴。
2.根据权利要求1所述的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的钴溶液浓度为1.5-2mol/L，磷酸二氢铵溶液浓度为1.5-2mol/L，氨水溶液浓度为0.5-1mol/L，氨水底液的体积为钴溶液、磷酸二氢铵溶液和氨水溶液总体积的0.05-0.1倍，反应过程的搅拌速度为200-350r/min。
3.根据权利要求1所述的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)得到的滤液经过浓缩结晶得到氯化铵晶体。
4.根据权利要求1所述的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)滤渣洗涤过程洗涤至洗涤水的电导率低于50μS/cm，除铁后磷酸钴中的铁含量低于5ppm。
5.根据权利要求1所述的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，在辊道炉内煅烧时，分为升温段、保温段和降温段，升温段的升温速率为140-150℃/h，降温速度为100-200℃/h，辊道炉内设置有引风管道，引风管道与旋风收尘器连通，旋风收尘器与布袋收尘器连通，布袋收尘器与引风机连通，辊道炉内维持炉压为-100～-50pa。
6.根据权利要求1所述的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中采用高压空气进行气流粉碎，高压空气进行A级精密过滤器除油和灰尘，筛分采用超声波振动筛，筛网为200-300目。
7.根据权利要求5所述的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其特征在于：引风机为负压风机，引风管道内的气体流速为3-5m/S，引风管道善设置有冷却水夹套，维持旋风收尘器内的温度为150-250℃，布袋收尘器的收尘布袋的孔径为400-800目。
8.根据权利要求5所述的一种高压实四氧化三钴的制备方法，其特征在于：旋风收尘器与布袋收尘器收集到的烟尘加水溶解，同时加入氨水调节溶液的pH为4-4.5，经过精密过滤，得到磷酸二氢铵溶液，返回步骤(1)使用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910198190.5A CN109748330B (zh) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 一种高压实四氧化三钴的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910198190.5A CN109748330B (zh) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 一种高压实四氧化三钴的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109748330A true CN109748330A (zh) | 2019-05-14 |
| CN109748330B CN109748330B (zh) | 2021-04-06 |
Family
ID=66408734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910198190.5A Active CN109748330B (zh) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 一种高压实四氧化三钴的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109748330B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1583576A (zh) * | 2004-06-03 | 2005-02-23 | 曾福兴 | 一种高密度四氧化三钴的制造方法 |
| CN101269848A (zh) * | 2008-03-05 | 2008-09-24 | 广州融捷材料科技有限公司 | 一种高密度球形四氧化三钴及其制备方法 |
| CN101913659A (zh) * | 2010-08-10 | 2010-12-15 | 江苏东新能源科技有限公司 | 电池级四氧化三钴的制备方法 |
| CN102569785A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-11 | 佛山市邦普循环科技有限公司 | 一种羟基氧化钴的制备方法 |
| CN103435108A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-11 | 无锡中经金属粉末有限公司 | 一种大颗粒高振实密度球形钴酸锂合成工艺 |
| JP2017036185A (ja) * | 2015-08-11 | 2017-02-16 | 日本碍子株式会社 | Ｃｏ３Ｏ４含有配向焼結板及びコバルト酸リチウム配向焼結板の製造方法 |
-
2019
- 2019-03-15 CN CN201910198190.5A patent/CN109748330B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1583576A (zh) * | 2004-06-03 | 2005-02-23 | 曾福兴 | 一种高密度四氧化三钴的制造方法 |
| CN101269848A (zh) * | 2008-03-05 | 2008-09-24 | 广州融捷材料科技有限公司 | 一种高密度球形四氧化三钴及其制备方法 |
| CN101913659A (zh) * | 2010-08-10 | 2010-12-15 | 江苏东新能源科技有限公司 | 电池级四氧化三钴的制备方法 |
| CN102569785A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-11 | 佛山市邦普循环科技有限公司 | 一种羟基氧化钴的制备方法 |
| CN103435108A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-11 | 无锡中经金属粉末有限公司 | 一种大颗粒高振实密度球形钴酸锂合成工艺 |
| JP2017036185A (ja) * | 2015-08-11 | 2017-02-16 | 日本碍子株式会社 | Ｃｏ３Ｏ４含有配向焼結板及びコバルト酸リチウム配向焼結板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109748330B (zh) | 2021-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101682217B1 (ko) | 폐 리튬이온 2차전지의 양극재로부터 리튬을 회수하여 고순도 탄산리튬을 제조하는 방법 | |
| KR101502592B1 (ko) | 실리카 및 마그네시아 추출을 위한 슬래그의 처리방법 | |
| CN104538695B (zh) | 废镍钴锰酸锂电池中回收金属并制备镍钴锰酸锂的方法 | |
| CN108977652B (zh) | 一种钴镍冶金的废水渣的资源化利用方法 | |
| KR102405778B1 (ko) | 리튬 이차전지의 폐 전극재로부터 리튬을 회수하여 탄산리튬을 제조하는 방법 | |
| CN108265178B (zh) | 一种钴镍冶金废水渣的处理方法 | |
| CN108147384B (zh) | 一种利用磷酸亚铁锂废料制备电池级磷酸二氢锂的方法 | |
| CN104528834B (zh) | 人造金红石母液资源化利用新方法 | |
| AU2015216114B2 (en) | Nickel powder production method | |
| CN115583641B (zh) | 一种硫铁矿烧渣与废旧磷酸铁锂电芯协同制备电池级磷酸铁的方法 | |
| CN109231181B (zh) | 黄钠铁矾渣的处理方法、三元前驱体、电池级磷酸铁和锂离子电池 | |
| CN110048120A (zh) | 一种纳米铁酸锂的制备方法 | |
| CN108640153A (zh) | 一种铌钽铁合金制备高纯氧化铌的方法 | |
| CN109136537A (zh) | 钒钛磁铁矿制备液体提钒合格原料及直接提钒的工艺 | |
| CN102304620A (zh) | 一种废旧镍氢电池综合回收处理方法 | |
| CN101698513A (zh) | 一种高纯四氧化三锰的制备方法 | |
| CN109950514A (zh) | 一种铁酸锂包覆磷酸铁锂的制备方法 | |
| JP5774619B2 (ja) | 低ｂｅｔ四三酸化マンガンの製造及び粒度制御方法、並びに四三酸化マンガン | |
| CA3219224A1 (en) | Method for recovery of valuable metals and zeolite-containing material from waste cathode material reaction vessel | |
| CN109748330A (zh) | 一种高压实四氧化三钴的制备方法 | |
| CN109742380A (zh) | 一种富锂锰基正极材料的制备方法 | |
| KR102228192B1 (ko) | 폐 전극재를 재생하여 니켈(Ni)-코발트(Co)-망간(Mn) 복합 황산염 용액을 제조하는 방법 | |
| CN109722531A (zh) | 钒钛磁铁矿提钒工艺 | |
| CN1033695C (zh) | 改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌 | |
| CN115020659B (zh) | 一种LiFePO4/C复合正极材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Hongzhong Inventor after: Cao Dongqiang Inventor after: Gong Lifeng Inventor after: Huang Feizhong Inventor after: Fang Ming Inventor after: Gong Jie Inventor after: Luo Ruiping Inventor after: Wang Congze Inventor after: Wang Kena Inventor before: Wang Kena |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210310 Address after: 312000 No.19, Weixi Road, Shangyu economic and Technological Development Zone, Hangzhou Bay, Shaoxing City, Zhejiang Province Applicant after: GREATPOWER JINCHUAN ADVANCED BATTERY MATERIALS Corp. Address before: No.22, wanzhuwang Village North Road, Potan Township, Xianju County, Taizhou City, Zhejiang Province, 317319 Applicant before: Wang Kena |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 312000 No.19, Weixi Road, Shangyu economic and Technological Development Zone, Hangzhou Bay, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Gepai cobalt industry new material Co.,Ltd. Address before: 312000 No.19, Weixi Road, Shangyu economic and Technological Development Zone, Hangzhou Bay, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee before: GREATPOWER JINCHUAN ADVANCED BATTERY MATERIALS Corp. |