KR100427005B1 - 구상으로 응집된 염기성 탄산코발트(ii) 및 구상으로 응집된 수산화코발트(ii), 그의 제조방법 및 그의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세 1차 입자로부터 응집된, 화학식 Co[(OH)2]a[CO3]1-a(여기서, 0.1≤a≤0.9)의 염기성 탄산 코발트(II), 및 구상의 수산화 코발트(II), 그의 제조 방법 및 그의 용도에 관한 것이다.

Description

구상으로 응집된 염기성 탄산 코발트(ＩＩ) 및 구상으로 응집된 수산화 코발트(ＩＩ), 그의 제조 방법 및 그의 용도 {Spheroidally Agglomerated Basic Cobalt(II) Carbonate and Spheroidally Agglomerated Cobalt(II) Hydroxide, Process for Their Production and Their Use}
본 발명은 미세 1차 입자로부터 응집된, 화학식 Co[(OH)2]a[CO3]1-a(여기서, 0.1≤a≤0.9)의 염기성 탄산 코발트(II), 및 구상의 수산화 코발트(II), 그의 제조 방법 및 그의 용도에 관한 것이다.
순수 상 수산화 코발트(II)는 여러 공업 분야에 필요하다. 예를 들면, 그것은 직접 또는 소성 후에 니켈/카드뮴 또는 니켈/금속 수소화물을 기재로 한 최신식 고용량 이차 전지의 양극 성분으로서 사용되어 산화 코발트(II)를 형성할 수 있다.
그것은 전지의 알칼리 전해질(KOH 30 중량%)에 가용성인 중간체로서 형성된 코발테이트(II)를 통해 전극 물질에 균일하게 분포되고, 형성 사이클로 불리우는 산화에 의해 수산화 니켈 입자 상에 전도성 CoOOH층으로서 침착된다. 출발 물질에 존재하는 코발트(II)의 비율로는 가용성 코발테이트를 형성하지 못하며, 따라서 실용화될 수가 없다.
니켈/카드뮴 또는 니켈/금속 수소화물을 기재로 한 알칼리 이차 전지에서의코발트 화합물의 용도는 유럽 특허 공개 제353837호에 기재되어 있다. 또한, 순수한 산화 코발트(II)는 전자공학 및 촉매 기술에 이용된다.
수산화 코발트(II) 또는 탄산 코발트(II)는 또한 다른 코발트 화합물의 제조에 이용된다. 그 중에는, 금속 비누로 불리우는, 약산의 코발트염이 포함된다. 이것은 래커 및 와니스용 건조제로서 사용될 뿐만 아니라, 산화 코발트(II)와 같이 촉매로서 이용되기도 한다.
아디프산의 제조에 있어서의 아세트산 코발트(II)의 촉매 용도를 일례로 들 수가 있다.
수산화 코발트(II)는 코발트(II) 염 수용액으로부터 알칼리성 액제에 의한 침전에 의해 제조될 수 있다. 형성된 침전물은 일반적으로 겔상 컨시스턴시를 가지며, 여과시키기가 어렵고, 따라서 세척하여 그것을 중화시키고 염을 제거하기가 어렵다. 또한, 그것은 알칼리성 매질에서 산화에 매우 민감하므로, 여과 및 세척 공정은 대기 산소의 주의깊은 차단하에 실시되어야 한다.
불량한 여과 특성은 1차 결정의 미세 구조 및 그의 불규칙한 응집에 기인한다. 그러나, 미세 1차 입자는 종종 상기 용도에 필요하다. 첫째로, 미세 1차 입자는 산에 더욱 신속하게 용해되며, 둘째로 이와 같은 수산화 코발트(II)의 소성 또는 환원은 상응하게 산화 코발트(II) 또는 코발트 금속 분말의 미세 1차 입자를 형성시킨다.
그러나, 미세 1차 입자 구조를 갖는 상응하는 수산화 코발트(II)는 통상의 공정에 의해 상당한 비용으로만 생산될 수 있으므로 필요한 물성 프로파일과 기술적으로 안정하고, 재생가능하고 경제적인 생산 방법 사이에는 큰 모순이 존재하게 된다.
상기한 불량한 여과 및 세척 작용은 구상으로 응집된 1차 입자에 의해서는 일어나지 않는다. 예를 들면, 최신식 알칼리 2차 전지에 사용되는 구상의 수산화 니켈은 우수한 여과 및 세척 작용을 나타낸다.
암모니아의 존재하에 알칼리성 액제에 의한 침전에 의해 니켈 염 수용액으로부터 구상의 수산화 니켈을 제조하는 방법은 유럽 특허 공개 제353 837호에 기재되어 있다. 원리적으로, 이 공정은 또한 원소 코발트에도 적용될 수 있다. 그러나, 이 공정은 착체화된 상태의 코발트(II)가 그의 삼가 상태로 쉽게 산화된다는 일반적으로 알려진 사실로 인해 니켈에 비해 수행하기가 더욱 어렵다. 그러므로, 대기 산소가 통상의 침전에서 보다 더욱 철저하게 배제되어야 한다. 니켈 및 코발트 모두에 적용되는 이 공정의 일반적인 단점은 여액이 암모니아 및 착체화된 금속 양이온을 함유한다는 사실이다. 따라서, 비용이 많이 드는 유출 처리 절차는 회피될 수가 없다.
본 발명의 목적은 상기한 선행 기술의 단점을 나타내지 않으며 경제적인 방법에 의해 재생가능하게 생산될 수 있는 수산화 코발트(II)를 제공하는 것이다.
본 발명자는 평균 응집체 직경 및 비표면적과 같은 다양하게 조절가능한 특성을 가지며, 예를 들면 그의 2차 형태를 유지하면서 일련의 화학 반응에서 다른 화합물, 예를 들면 구상으로 응집된 수산화 코발트(II)로 연속적으로 전환될 수 있는 구상으로 응집된 탄산 코발트(II)가 기술적으로 간단하고 경제적인 방법에 의해생산될 수 있다는 것을 발견하였다.
이러한 탄산 코발트는 미세 1차 입자로부터 응집되며, 화학식 Co[(OH)2]a[CO3]1-a(여기서, 0.1≤a≤0.9)을 가지며, 그 응집체가 구상의 성질을 가지며 평균 응집체 직경이 3 내지 50 ㎛인 염기성 탄산 코발트(II)이다. 응집체 직경은 바람직하게는 5 내지 20 ㎛이다. 본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체는 1.6 g/cm3이상의 탭 밀도 및 1.2 g/cm3이상의 벌크 밀도를 갖는다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 탄산 코발트(II) 응집체의 제조 방법에 관한 것이다. 이것은 화학식 CoX2(여기서, X는 Cl-, NO3- 및(또는) ½SO4 2-임)의 코발트 염 수용액이 40 내지 100 ℃, 바람직하게는 60 내지 90 ℃의 온도에서 알칼리 및(또는) 암모늄의 탄산염 및(또는) 탄산 수소염의 수용액 또는 현탁액과 반응되며, 생성된 염기성 탄산 코발트(II) 응집체가 그것이 중화되고 염이 제거될 때 까지 연속적으로 여과되고 세척된다는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 공정은 환경 및 경제적인 이유 모두에서 알칼리 탄산염에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 그러나, 알칼리 함량이 특히 적은 생성물을 얻기 위하여 탄산 암모늄을 이용하여 공정을 수행할 수도 있다.
이 공정은 반응물의 강력한 혼합에 의해 연속적으로 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 작업 방식에서의 체류 시간은 바람직하게는 0.5 내지 10시간, 가장 바람직하게는 1 내지 5시간이어야 한다.
공정 파라메터, 특히 온도, 농도, pH, 체류 시간 및 교반 강도에 따라서, 1차 입자의 화학 조성, 크기 및 2차 입자의 크기 및 분포는 실시예 1 내지 4 및 도 1 내지 4에 더 예시된 바와 같이 넓은 범위내에서 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 공정은 간단한 공정 제어에 의해 특징지워진다. 본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II)는 대기 산소에 의한 산화에 영향받지 않으며, 이로써 그것은 쉽게 취급될 수 있다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체는 구상의 2차 형태를 유지하면서 알칼리성 액제에 의해 고농축 현탁액에서 순수 상 수산화 코발트(II)로 전환될 수 있다는 것이 밝혀졌으며, 이것은 실시예 5 및 6에 더욱 상세히 설명되어 있다.
이것은 기술적으로 간단한 배치식 공정으로 실시될 수 있다. 대기 산소로부터의 가장 가능한 스크리닝은 양호한 침강, 여과 및 세척 작용과 함께 이런 식으로 성취될 수 있고, 이 공정은 전체적으로 많은 비용 없이 공업적 규모로 경제적으로 수행될 수도 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체를 수성 알칼리 액제 및(또는) 암모니아와 현탁액에서 반응시키는 것으로 이루어지는, 응집된 수산화 코발트(II)의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법에 의해 얻어질 수 있는 수산화 코발트(II) 응집체는 3 내지 15의 평균 직경 대 두께의 비를 갖는 구상으로 응집된, 다각형의, 라멜라 1차 입자로 이루어진 것을 특징으로 한다.
구상의 응집체는 3 내지 50 ㎛, 바람직하게는 5 내지 20 ㎛의 평균 직경을 갖는다. 그의 탭 밀도는 바람직하게는 1 g/cm3이상이다.
그의 고벌크 밀도, 한정된 균일한 입도 분포, 유동성 등과 같은 특별한 물성으로 인해, 상업적 가치가 있는 본 발명에 따른 탄산 코발트(II) 및 수산화 코발트(II)는 불규칙한 비-구상의 2차 구조를 갖는 상응하는 통상적으로 제조된 코발트 화합물의 대안이다.
본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체는 여러 용도, 예를 들면 코발트(II) 염의 제조 또는 2차 형태를 유지하면서 진행되는 소성에 의한 순수 상 산화 코발트(II)의 제조를 위한 적합한 출발 화합물이다.
본 발명은 또한 보호 가스 및(또는) 공기 하에서 소성에 의한 구상의 자유 유동성 코발트(II) 산화물 및 고급 산화물의 제조를 위한 본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체의 용도에 관한 것이다. 탄산 코발트는 또한 어렵게 압축된 응집 형태로만 얻어질 수 있거나 또는 그렇지 않은 다른 코발트 화합물의 제조를 위한 출발 화합물로서 적합하다.
도입 부분에서 이미 언급한 바와 같이, 금속성 코발트와 대응하는 산의 직접적인 반응에 의해 얻어질 수 없는 일련의 약산의 코발트(II) 염은 산업적으로 상당히 중요한 것이다. 따라서, 예를 들면 아세트산 코발트(II)는 일반적으로 통상의 탄산 코발트 침전물과 아세트산과의 반응에 의해 얻어진다. 이러한 침전은 상온에서 수행되며, 결정수 함량이 높고 겨우 침전된 막대형 침전물이 형성된다.
본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II)는 상기한 단점을 나타내지 않지만, 이것이 아세트산에 대해 고반응성을 가짐에도 불구하고, 아세트산에 쉽게 용해될 수 있고 아세트산 코발트(II)는 결정화에 의해 그 용액으로부터 얻어질 수 있다.
본 발명자는 본 발명에 따른 구상으로 응집된 염기성 탄산 코발트(II)와 빙초산과의 불균일 반응이 가능하다는 것을 밝혀냈다. 그 결과, 길이가 10 내지 20 ㎛이고 직경이 약 2 ㎛인 균일한 침상 결정이 형성된다. 이 반응은 고상물을 충분히 잘 현탁시킬 수 있도록 하기 위하여 과량의 아세트산으로 수행되어야 한다. 그러나, 공업적 공정에서 이 아세트산은 유용하게 재순환되므로 이 공정은 그의 경제적인 면으로도 특징지워진다. 유익한 부작용으로서 언급되어야 하는 것은 최종 불순물이 모액(재순환 액제)에서의 반응 후에 염기성 탄산 코발트에 잔류하며 재순환 개념의 공업적 이행에 따라 모액으로부터 분리될 수 있다는 사실이다. 그러므로, 초고순도의 아세트산 코발트(II)가 얻어지며, 또한 고순도의 코발트(II) 화합물의 공급원을 구성한다.
다른 공업적으로 중요한 약산의 코발트(II) 염은 인산 코발트(II)이다. 팔수화물 Co3(PO4)2·8H2O는 분홍색 분말이며 자기 및 유리에 청색을 부여하고 에나멜, 유약 및 안료를 제조하는데 사용된다.
그것은 실시예 11에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II)와 수성 인산과의 반응에 의해 압축된 응집 형태로 얻어질 수 있다.
옥살산 수용액과의 반응은 응집된 2차 형태가 유지되도록 하며 유사한 방법으로 실시되어 옥살산 코발트(II)를 형성하고, 그것은 다시 코발트 금속 분말의 제조에 사용할 수 있다.
수소, 일산화 탄소 또는 일산화 이질소와 같은 가스상 환원제에 의해 임의로 보조되거나 또는 변형되는, 응집된 옥살산 코발트(II)의 소성은 마찬가지로 응집된 2차 구조를 나타내지만 작은 1차 입자로부터 형성되고 따라서 공업적으로 중요하게 될 수 있는 코발트 금속 분말을 제공한다.
염기성 탄산 코발트(II)에 대해 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 수산화 코발트(II)는 또한 코발트(II) 염의 제조에 사용될 수 있거나 또는 더 소성되어 그의 구상 2차 구조를 유지하면서 순수 상 산화 코발트(II)를 형성할 수 있다. 본 발명은 또한 결합제 및 촉매에 사용하기 위한 순수한 코발트(II) 염의 제조를 위한, 구상의 자유 유동성 코발트(II) 산화물 또는 고급 산화물의 제조를 위한, 그리고 알칼리 2차 전지에서 수산화 니켈 전극의 성분으로서의 본 발명에 따른 수산화 코발트(II)의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 코발트 안료의 제조를 위한 본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체 및(또는) 수산화 코발트(II)의 용도에 관한 것이다.
구상으로 응집된 염기성 탄산 코발트(II) 및 수산화 코발트(II)의 제조 및 다양한 2차 생성물을 제조하기 위한 그의 추가의 처리는 다음 실시예에서 설명되고 이에 제한되지 않는다.
실시예 1-4
염기성 탄산 코발트(II)의 제조
실시예 1 내지 4에서는 본 발명에 따른 염기성 탄산 코발트(II)를 방사상 유동 교반기가 장착된 연속 작동 유동 반응기에서 염화 코발트 수용액 및 알칼리 탄산 수소염 또는 알칼리 탄산염 수용액을 동시에 첨가시키며 제조하였다. 상기 용액을 매우 정확하고 일정하게 작동되는 진동 피스톤 펌프를 이용하여 측량하며 첨가하였다. 온도는 조절 가능한 항온 장치를 통해 전체 반응 동안에 일정하게 유지하였다.
샘플을 분리 및 추가의 처리를 위해 취하여 반응기가 정지 상태에 도달한 후에 2차 생성물을 형성하였다.
후처리는 먼저 고상물을 침강시키고 따라내어 모액으로부터 그의 약 80%를 분리함으로써 실시하였다. 농축된 현탁액을 흡인 여과기로 이동시키고, 형성된 침전물을 여과시키고 반응 온도에서 코발트 kg 당 세척 수 약 10 ℓ로 세척하고, 이어서 여과 케이크를 건조 오븐에서 80 ℃에서 일정량으로 건조시켰다.
반응 파라메터 및 특징적인 생성물의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1-4; 염기성 탄산 코발트(II)의 제조
CoCl2용액 NaHCO3용액 Na2CO3용액 r(시간) Φ(℃) 교반속도(rpm) D50(㎛) BET(m2/g)1) Co(중량%) CO3 2-(중량%) SEM(magn.)
실시예 g/l l/시간 g/l l/시간 g/l l/시간
1 150 1.1 80 5.8 - - 2.5 80 1100 10.6 1.3 54.1 29.0 도1 500 x5000 x
2 103 0.39 - - 150 0.48 4 90 600 27.6 0.8 58.4 18.3 도2 500 x5000 x
3 150 5.5 80 29.0 - - 0.5 80 1000 3.4 29 53.9 29.5 도3 500 x5000 x
4 103 0.29 - - 150 0.36 3 64 1200 7.8 1.1 53.3 36.7 도4 500 x5000 x
1) DIN 66131에 따른 싱글-포인트 질소 방법에 의해 결정됨
실시예 5
구상으로 응집된 수산화 코발트(II)의 제조
실시예 4로부터 얻은 염기성 탄산 코발트(II) 100 g을 물 200 ㎖ 중에서 슬러리화시키고 물 600 ㎖에 용해된 NaOH 80 g과 혼합하였다. 그후에, 현탁액을 회전 증발기에서 1시간 동안 아르곤 분위기하에 85 ℃로 가열하고, 고상물을 흡인 여과시키고 물 2 ℓ로 세척하였다. 여과 케이크를 진공 데시케이터에서 KOH 상에서 일정량으로 건조시켰다.
분홍색 수산화 코발트(II) 85.7 g을 얻었으며, 그것은 X-선 회절 분석에 의해 순수 상인 것으로 밝혀졌다. 코발트 함량은 61.7 중량%인 것으로 확인되었다.
Na 함량은 85 ppm이었다. 탄산염 함량은 0.2%인 것으로 확인되었다. SEM 사진(도 5)은, 소량의 미세 분획물 이외에 출발 물질의 구상 2차 구조가 주로 유지되었음을 나타내었다. 구상의 응집체는 약 1 ㎛의 직경 및 0.1 내지 0.2 ㎛의 두께를 갖는 육각형 라멜라로부터 형성되었다.
실시예 6
구상으로 응집된 수산화 코발트(II)의 제조
실시예 1로부터 얻은 염기성 탄산 코발트(II) 2 ㎏을 교반 반응기에서 아르곤 분위기 하에 물 5 ℓ 중에서 슬러리화시켰다. 현탁액을 물 3 ℓ에 용해된 NaOH 800 g과 혼합하고, 서서히 교반시키며 60 ℃에서 2시간 동안 가열하였다. 그후에, 그것을 여과시키고 60 ℃에서 온수 40 ℓ로 세척하였다. 여과 케이크를 진공 건조 오븐에서 12시간 동안 40 ℃에서 예비 건조시키고 그후에 건조 오븐에서 60 ℃에서 일정량으로 건조시켰다. 분홍색 수산화 코발트(II) 1.72 ㎏을 얻었으며, 그것은 X-선 회절 분석에 의해 순수 상인 것으로 밝혀졌다.
물질의 코발트 함량은 62.1 중량%인 것으로 확인되었다. 염화물 및 나트륨 함량은 100 ppm미만이었다. 잔류 탄산염 함량은 0.2 중량%인 것으로 확인되었다.
얻어진 구상으로 응집된 수산화 코발트(II)는 매우 자유 유동성이었다. SEM 사진(도 6)은 출발 물질의 구상 구조가 거의 완전히 유지되었음을 나타내었다.
실시예 7
염기성 탄산 코발트로부터 구상으로 응집된 산화 코발트(II)의 제조
실시예 1로부터 얻은 염기성 탄산 코발트(II) 500 g을 석영 보트에서 650 ℃에서 아르곤 분위기 하에 2시간 동안 소성시켰다. 얻어진 수득량은 연갈색 산화 코발트(II) 342 g이었으며, 그것은 X-선 회절 분석에 의해 순수 상인 것으로 밝혀졌다.
물질의 코발트 함량은 78.58 중량%인 것으로 확인되었다. SEM 사진은 출발 물질의 구상 2차 구조가 소성 시에 유지되었음을 나타내었다.
실시예 8
수산화 코발트(II)로부터 구상으로 응집된 산화 코발트(II)의 제조
실시예 6으로부터 얻은 구상의 수산화 코발트(II) 500 g을 석영 보트에서 650 ℃에서 아르곤 분위기 하에 2시간 동안 소성시켰다.
얻어진 수득량은 연갈색의 자유 유동성 수산화 코발트(II) 392 g이었으며, 그것은 X-선 회절 분석에 의해 순수 상인 것으로 밝혀졌다. 물질의 코발트 함량은 78.57 중량%인 것으로 확인되었다. SEM 사진(도 7)에 의해 밝혀진 바와 같이, 출발 물질의 구상 2차 구조는 유지되었다.
실시예 9
구상으로 응집된 염기성 탄산 코발트와 아세트산과의 반응
실시예 1로부터 얻은 염기성 탄산 코발트(II) 100 g을 환류 응축기 및 KPG 교반기가 장착된 1 ℓ 플라스크에서 아르곤 분위기 하에 빙초산 500 ㎖ 중에서 슬러리화시켰다. 그 혼합물의 온도를 서서히 증가시켰다. 약 45 ℃ 이상에서, 반응 개시는 CO2의 용출이 급속히 증가되는 것으로서 관찰되었다. 반응 온도는 80 ℃에서 1시간 동안 유지되도록 하고 그후에 혼합물을 더 이상의 CO2용출이 관찰되지 않을 때 까지 환류 하에 1시간 동안 가열하였다. 그후에, 반응 혼합물을 다음과 같이 후처리하였다.
현탁액 100 ㎖의 분취액을 물 200 ㎖와 혼합하고 80 ℃에서 5분 동안 교반시켰다. 암적색 용액을 형성하고, 그것으로부터 순수한 아세트산 코발트(II) 사수화물의 적색 결정을 분리하였다.
남아있는 현탁액을 흡인 여과기를 통해 여과시키고 15분 동안 흡인 건조시켰다. 가루 형태로 압축된 것인 여과 케이크를 건조 오븐에서 75 ℃에서 일정량으로 건조시켰다. 분홍색의 순수 상 아세트산 코발트(II) 65.3 g을 얻었다. 코발트 함량은 27.7 중량%인 것으로 확인되었다.
SEM 사진(도 8)은 길이가 10 내지 20 ㎛이고 두께가 약 2 ㎛인 균일한 침상 결정을 나타내었다.
실시예 10
구상으로 응집된 염기성 탄산 코발트(II)와 아세트산과의 반응
실시예 1로부터 얻은 염기성 탄산 코발트(II) 20 g을 환류 응축기가 장착된 1 ℓ 플라스크에서 아르곤 분위기 하에 물 600 ㎖ 중에서 슬러리화시키고, 빙초산 30 ㎖와 혼합하였다. 혼합물을 교반시키며 서서히 가열하였다. 서서히 가열시키면서도 반응 시작은 CO2용출 개시에 의해 확인될 수 있었다.
이 반응은 실시예 9에서 희석되지 않은 빙초산 중에서의 반응 보다 상당히 더 강력하게 진행되었다. 그후에, 온도를 조심스럽게 80 ℃로 증가시켰다. 약 0.5시간 후에, 투명한 적색의 아세트산 코발트(II) 용액이 형성되었다.
실시예 11
구상으로 응집된 염기성 탄산 코발트(II)와 인산과의 반응
실시예 1로부터 얻은 염기성 탄산 코발트(II) 200 g을 물 1 ℓ에 현탁시켰다.
혼합물을 60 ℃로 가열하고 물 1 ℓ에 용해된 H3PO4(85 중량%) 140 g과 교반시키며 1.5시간 동안 혼합하였다. 그 혼합물을 반응 온도에서 0.5시간 동안 더 교반시키고, 흡인 여과기를 통해 여과시키며 얻은 생성물을 물 500 ㎖로 세척하였다.
여과 케이크를 80 ℃에서 일정량으로 건조시킨 후에, 해응집 후에 자유 유동되는 분홍색 생성물 307 g을 얻었으며, 이것은 공정을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 것이다. 코발트 함량은 35.7 중량%인 것으로 확인되었다. X-선 회절 분석 결과는 순수 상 인산 코발트(II) 팔수화물의 회절 스펙트럼을 나타내었다.
그것은 출발 물질의 응집된 2차 형태가 주로 유지된 SEM 사진(도 9)으로부터 알 수 있다.
실시예 12
구상으로 응집된 염기성 탄산 코발트(II)와 옥살산과의 반응
실시예 1로부터 얻은 염기성 탄산 코발트(II) 200 g을 물 1 ℓ에 현탁시켰다.
혼합물을 70 ℃로 가열하고 물 2 ℓ에 용해된 옥살산 이수화물 266 g과 교반시키며 2시간 동안 혼합하였다.
첨가를 완료한 후에, 혼합물을 반응 온도에서 1시간 동안 더 교반시키고, 흡인 여과기를 통해 여과시키고 얻은 생성물을 물 500 ㎖로 세척하였다. 여과 케이크를 80 ℃에서 일정량으로 건조시킨 후에, 옥살산 코발트(II) 이수화물 350 g을 얻었다. 코발트 함량은 30.9 중량%인 것으로 확인되었다.
출발 물질의 응집된 2차 형태가 유지되었다(도 10).

Claims (14)

  1. 미세 1차 입자로부터 응집되며, 화학식 Co[(OH2)a[CO3]1-a(여기서, 0.1≤a≤0.9)을 가지며, 그 응집체가 구상의 성질을 가지며 평균 응집체 직경이 3 내지 50μm 인 것을 특징으로 하는 염기성 탄산 코발트(II) 응집체.
  2. 제1항에 있어서, 응집체 직경이 5 내지 20μm인 것을 특징으로 하는 염기성 탄산 코발트(II) 응집체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1.6g/cm3 이상의 탭 밀도 및 1.2g/cm3 이상의 벌크 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 염기성 탄산 코발트 (II) 응집체.
  4. 화학식 CoX2(여기서, X는 Cl-, NO3- 및(또는) ½SO42-임)의 코발트 염 수용액을 40 내지 100°C의 온도에서 알칼리 및(또는) 암모늄의 탄산염 및(또는) 탄산 수소염의 수용액 또는 현탁액과 반응시키고, 생성된 염기성 탄산 코발트(II) 응집체를 그것이 중화되고 염이 제거될 때까지 연속적으로 여과시키고 세척하는 것을 특징으로 하는, 제1항 또는 제2항에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체의 제조 방법.
  5. 제1항에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체를 수성 알칼리 액제 및(또는)암모니아와 현탁액 중에서 반응시키는 것을 특징으로 하는 응집된 수산화 코발트(II)의 제조 방법.
  6. 0.3 내지 1.5 μm의 평균 직경 및 3 내지 15의 직경 대 두께의 비를 갖는 구상으로 응집된, 다각형의, 라멜라 1차 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는, 제5항에 따라 얻어질 수 있는 수산화 코발트(II).
  7. 제6항에 있어서, 구상 응집체가 3 내지 50μm의 평균 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 수산화 코발트(II).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 1g/cm3 이상의 탭 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 수산화 코발트(II).
  9. 제1항 또는 제2항에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체로부터 제조된 구상의 자유 유동성 코발트(II) 산화물.
  10. 제1항 또는 제2항에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체로부터 제조된, 촉매 또는 결합제로 사용하기 위한 순수한 코발트(II) 염.
  11. 제5항, 제6항 또는 제7항에 따른 수산화 코발트(II)로부터 제조된 알칼리 2차 전지에서 산화 니켈 전극의 성분.
  12. 제5항, 제6항 또는 제7항에 따른 수산화 코발트(II)로부터 제조된 결합제 및 촉매로 사용하기 위한 순수한 코발트(II) 염.
  13. 제5항, 제6항 또는 제7항에 따른 수산화 코발트(II)로부터 제조된 소성에 의한 구상의 자유 유동성 코발트(II) 산화물.
  14. 제1항에 따른 염기성 탄산 코발트(II) 응집체 및(또는) 제5항에 따른 수산화 코발트(II)로부터 제조된 코발트 안료.
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