DE943727C

DE943727C - Process for the production of cobalt

Info

Publication number: DE943727C
Application number: DED16621A
Authority: DE
Inventors: Dr Ulrich Gregor; Dr Carl Kayser; Dr Heinrich Schackmann; Dr Wilhelm Teworte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-12-22
Filing date: 1953-12-22
Publication date: 1956-06-01

Description

Verfahren zur Herstellung von Kobalt Es ist üblich, aus kobalthaltigen Laugen ausgefälltes Kobalthydroxyd im Drehofen bei etwa 120o° C zu kalzinieren und das so erhaltene Kobaltoxyd mit Gehalten beispielsweise bis etwa 40°/o Co, i o % Zn, 1o °/o Ca O, i z % MnO und mehr als 1 o/aa S und 1% Cl im elektrischen Ofen mit Graphitelektroden beiD 150o bis 160o° C unter Zuschlag von Kalk, Koks und Flußmitteln zu Kobaltmetall zu reduzieren. Für den Prozeß im elektrischen Ofen bedeutet die Reduktion und Verflüchtigung des Zinks -einen beträchtlichen zusätzlichen elektrischen Energieaufwand und einen-höheren Kokseinsatz, der das Kobaltmetall verunreinigt. Die Gegenwart von Chlor im Kobaltoxyd führt zu. Kbbaltverlusten und zur Bildung aggressiver Zinkchloriddämpfe. Der Schwefel muß unter Zuschlag von Kalk durch zusätzliche Schlackenarbeit, deren zeitliche Dauer für Energieverbrauch, Leistung und Verschleiß des Ofens sehr ins Gewicht fallen, entfernt werden.Process for the production of cobalt It is customary to calcine cobalt hydroxide precipitated from cobalt-containing alkalis in a rotary kiln at about 120 ° C and the cobalt oxide obtained in this way with contents of, for example, up to about 40% Co, 10% Zn, 10% Ca O, Reduce iz% MnO and more than 1 o / aa S and 1% Cl in an electric furnace with graphite electrodes at 150o to 160o ° C with the addition of lime, coke and flux to cobalt metal. For the process in the electric furnace, the reduction and volatilization of the zinc means - a considerable additional electrical energy consumption and a higher coke input, which contaminates the cobalt metal. The presence of chlorine in cobalt oxide leads to. Cold losses and the formation of aggressive zinc chloride vapors. The sulfur must be removed with the addition of lime by additional slag work, the duration of which is very important for energy consumption, performance and wear and tear of the furnace.

Es wurde gefunden, daß durch eine Vorreinigung des Kobaltoxyds Kobaltverluste und die vorstehend angeführten sonstigen Nachteile und Schwierigkeiten behoben werden können. Es wird daher zur Gewinnung von Kobaltmetall die aus z. B. mit Zink, Schwefel und Chlor verunreinigten kobalthaltigen Laugen ausgefällte Kobaltverbindung bei über iooo° C mit reduzierenden Gasen behandelt und das so vorgereinigte, praktisch zink-, schwefel-und chlorfreie Kobaltoxyd in üblicher Weise raffiniert. Als reduzierende Gase kommen alle kohlenoxyd- und wasserstoffhaltigen Kraftgase in Frage,. wie z. B. Wassergas, Generatorgas, und Gichtgas, einzeln oder im Gemisch miteinander. Die Zuführung der Wärme für die Aufheizung des Materials und für die Unterhaltung der endothermen Reaktionen kann direkt, z. B. durch Teilverbrennung des Reaktionsgases, oder indirekt, durch Verbrennungs- oder elektrische Energie; erfolgen. Für die Durchführung des Verfahrens eignen sich z. B. Schacht-, Trommel- wie auch Muffelöfen. Die Körnung des Kobaltoxyds spielt eine untergeordnete Rolle. Sie kann fein, grobsandig, aber auch von Hasel- bis Walnußgröße sein. Vorteilhafterweise führt man die Kalzinierung und Reinigung des Kobalthydroxyds in einem Arbeitsgang durch. Der Prozeß erfolgt dann zweckmäßig in einem Drehofen. Erfindungsgemäß wird die reduzierende Behandlung so durchgeführt, daß die Temperatur am Trommelauslauf auf etwa ii5o bis i250° C gehalten wird, die Rauchgase. beim Austritt aus der Trommel noch einen Gehalt von einigen Prozent Kohlenoxyd, z. B. 7 bis 8 0/0, aufweisen und durch Einstellen eines geeigneten Zuges in der- Trommel vorzeitiges Niederschlagen z. B. des gebildeten Zinks bzw. Zinkoxyds verhindert wird. Bei der Behandlung mit reduzierenden Gasen wird auch ein mehr oder weniger großer Teil des Kobalts bereits schon reduziert.It has been found that a precleaning of the cobalt oxide causes cobalt losses and the other disadvantages and difficulties mentioned above are eliminated can. It is therefore used for the recovery of cobalt metal from z. B. with zinc, sulfur and chlorine to contaminated cobalt-containing alkalis, precipitated cobalt compound treated with reducing gases above 100o ° C and the so pre-cleaned, practically zinc-, sulfur- and chlorine-free cobalt oxide refined in the usual way. All power gases containing carbon oxides and hydrogen are used as reducing gases in question. such as B. water gas, generator gas, and furnace gas, individually or as a mixture together. The supply of heat for heating the material and for the Maintenance of the endothermic reactions can be done directly, e.g. B. by partial combustion of the reaction gas, or indirectly, by combustion or electrical energy; take place. For the implementation of the method are such. B. shaft, drum as well as muffle furnaces. The grain size of the cobalt oxide plays a subordinate role. It can be fine, coarse sand, but also from hazel to walnut size. Advantageously the calcination and purification of the cobalt hydroxide are carried out in one operation by. The process then expediently takes place in a rotary kiln. According to the invention the reducing treatment is carried out so that the temperature at the drum outlet is kept at about 150 to 150 degrees Celsius, the smoke gases. when exiting the drum nor a content of a few percent carbon oxide, e.g. B. 7 to 8 0/0, have and by setting an appropriate drag in the drum, premature precipitation z. B. the formed zinc or zinc oxide is prevented. When treating with Reducing gases will also be a more or less large part of the cobalt already already reduced.

Man kann aber auch die Kalzinierung-.und die Reinigung in getrennten Vorrichtungen vornehmen,, je nach Beschaffenheit des Ausgangsmaterials.However, the calcination and cleaning can also be carried out separately Make devices, depending on the nature of the starting material.

Beispiel i Die Kalzinierung eines zweiwertigen Kobalthydrats mit einem Wassergehalt von 67 0/0, das im getrockneten Zustand 27 % Co, 16,7% Zn, 0,74% S, 15,5 % Cl, 7,2 0/a Ca O, 5,3 % Mn enthält, wurde in einem Drehofen mit einem Gemisch von Gichtgas und Wassergas im Verhältnis von z. B. 7 : 1 durchgeführt. Die Zufuhr an Verbrennungsluft erfolgte so, daß im Rauchgas noch 7 bis 8%, Kohlenoxydüberschuß vorhanden waren. Die Kalzinierungstemperatur lag am Austrag der Trommel bei etwa 125o° C. Es wurde ein Kobaltoxyd erhalten mit einer Zusammensetzung von 6o,6°/0 Co, 0,60/a Zn; S und C12 waren nur in Spuren vorhanden. Die Raffination des gereinigten Kobaltoxyds zu Kobaltmertall erfolgt im Elektroofen.Example i The calcination of a divalent cobalt hydrate with a Water content of 67 0/0, which in the dried state 27% Co, 16.7% Zn, 0.74% S, 15.5% Cl, 7.2 0 / a Ca O, 5.3% Mn containing, was in a rotary kiln with a mixture of furnace gas and water gas in the ratio of z. B. 7: 1 performed. The feed the combustion air was carried out in such a way that there was still 7 to 8% excess carbon in the flue gas were present. The calcination temperature at the outlet of the drum was around 125o ° C. A cobalt oxide was obtained with a composition of 6o.6 ° / 0 Co, 0.60 / a Zn; S and C12 were only present in traces. Refining the purified Cobalt oxide to cobalt metal takes place in an electric furnace.

Beispiel 2 In einer elektrisch beheizten Muffel wurde kalziniertes Kobaltoxyd mit 35,2% Co, i`1,40/0 Zn, 44% S, 1,5 % Cl auf i2oo° C erhitzt und durch das Material so lange Wassergas geleitet, bis das austretende Gas wieder zündete. Die Temperatur des Materials würde während des Durchleitens auf 1200° C gehalten. Das erhaltene Kobaltoxyd enthielt 49,6 Co, Zn, S und Cl in Spuren.Example 2 In an electrically heated muffle was calcined Cobalt oxide with 35.2% Co, i'1.40 / 0 Zn, 44% S, 1.5% Cl heated to i2oo ° C and cooked through water gas passed through the material until the escaping gas ignited again. The temperature of the material would be kept at 1200 ° C while it was being passed through. The cobalt oxide obtained contained 49.6 traces of Co, Zn, S and Cl.

Beispiel 3 In einem Schachtofen wurde Kobaltoxyd mit 454% Co, 1-:2,5 % Zn, i, i % S, o,9 % Cl unter direkter Beheizung mit Kraftgas bei Luftüberschuß auf über iloo° C erhitzt und dann auf Kraftgasüberschuß umgestellt. Die Luftzugabe wurde so reguliert, daß die Temperatur des Materials während der Reaktion auf etwa iooo° C gehalten wurde. Es fällt ein Kobaltoxyd mit 61% Co an, das o,i5°/o Zn und S und C12 nur in Spuren enthält.Example 3 In a shaft furnace, cobalt oxide with 454% Co, 1: 2.5 % Zn, i, i% S, o, 9% Cl with direct heating with fuel gas with excess air heated to over 100 ° C and then switched to excess fuel. The addition of air was controlled so that the temperature of the material during the reaction to about 100 ° C was kept. A cobalt oxide with 61% Co is obtained, which contains 0.15% of Zn and Contains only traces of S and C12.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of cobalt from zinc, sulfur and chlorine-containing cobalt compounds, characterized in that these are treated with reducing gases at over 100 ° C and the thus prepurified, practically zinc, sulfur and chlorine-free cobalt oxide is refined in the usual way.

2: The method according to claim i, characterized in that the reducing Treatment in z. B. shaft, rotary kiln and muffle furnaces with indirect or direct The material is heated. .

3. The method according to claim i and 2, characterized in that that the reducing. Treatment with direct heating through partial combustion of the Reducing gas takes place.

4. The method according to claim i, characterized in that calcination with cleaning in a rotating drum with reducing gases is made so that the temperature at the drum outlet to about 1150 to 125o ° C is maintained and the smoke gases when exiting the drum have a content of Have carbon oxide.