RU2534323C1 - Metallic cobalt obtaining method - Google Patents
Metallic cobalt obtaining method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534323C1 RU2534323C1 RU2013137295/02A RU2013137295A RU2534323C1 RU 2534323 C1 RU2534323 C1 RU 2534323C1 RU 2013137295/02 A RU2013137295/02 A RU 2013137295/02A RU 2013137295 A RU2013137295 A RU 2013137295A RU 2534323 C1 RU2534323 C1 RU 2534323C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- chloride
- hydrogen
- temperature
- cobalt chloride
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано для получения металлов из их солей и, в частности, кобальта путем водородного восстановления его солей.The invention relates to hydrometallurgy of heavy non-ferrous metals and can be used to obtain metals from their salts and, in particular, cobalt by hydrogen reduction of its salts.
Металлический кобальт находит широкое применение в различных отраслях техники. Значительную часть кобальта в промышленности получают из его хлоридных растворов методом электролиза. В ходе электролитического осаждения кобальта происходит его очистка от ряда примесей. Для получения чистого и особо чистого кобальта исходные растворы не должны содержать примесей, которые разряжаются на катоде совместно с кобальтом и загрязняют его. Такими примесями могут быть свинец, сурьма, висмут и ряд других элементов. В тоже время многие из этих элементов или их соединения имеют повышенную летучесть и поэтому при проведении высокотемпературного восстановления оксида кобальта, например углем, способны к возгонке. Получить более чистый металлический кобальт возможно при высокотемпературном восстановлении кобальта из его солей с использованием газообразного водорода.Cobalt metal is widely used in various fields of technology. A significant part of cobalt in industry is obtained from its chloride solutions by electrolysis. During the electrolytic deposition of cobalt, it is purified from a number of impurities. To obtain pure and very pure cobalt, the initial solutions should not contain impurities that are discharged at the cathode together with cobalt and pollute it. Such impurities can be lead, antimony, bismuth, and a number of other elements. At the same time, many of these elements or their compounds have increased volatility and therefore, during high-temperature reduction of cobalt oxide, for example coal, they are capable of sublimation. It is possible to obtain more pure metallic cobalt by high-temperature reduction of cobalt from its salts using hydrogen gas.
Известен способ получения металлического кобальта (см. Фурман А.А. Неорганические хлориды. М.: Химия, 1980. С.406), согласно которому сильно нагретый хлорид кобальта восстанавливают влажным водородом с получением металлического кобальта.A known method for producing metallic cobalt (see Furman A.A. Inorganic chlorides. M .: Chemistry, 1980. P. 406), according to which highly heated cobalt chloride is reduced with moist hydrogen to produce metallic cobalt.
Недостатком данного способа является то, что для его осуществления необходимо сильное нагревание хлорида, при котором он может расплавиться или закипеть. Использование влажного водорода осложняет проведение процесса и приводит к получению влажных паров хлористого водорода, которые являются более агрессивными, чем сухой хлористый водород. К недостаткам способа следует также отнести то, что он не предусматривает улавливание газообразного хлористого водорода.The disadvantage of this method is that its implementation requires strong heating of the chloride, in which it can melt or boil. The use of wet hydrogen complicates the process and leads to the production of wet vapors of hydrogen chloride, which are more aggressive than dry hydrogen chloride. The disadvantages of the method should also include the fact that it does not provide for the capture of gaseous hydrogen chloride.
Известен способ получения металлического кобальта (см. пат. РФ 2370558, МПК C22B 23/02, 5/12, 9/22 (2006.01), 2009), согласно которому порошок хлорида кобальта помещают в реактор, разогревают до температуры 700-750°C, пропускают через реактор осушенный водород и полученный порошок металлического кобальта подвергают неполному хлорированию при температуре 600-650°C с образованием преимущественно хлоридов легколетучих примесей. Очищенный металл прессуют в пруток и помещают его в плавильную вакуумную камеру, где подвергают зонной перекристаллизации в вакууме.A known method of producing metallic cobalt (see US Pat. RF 2370558, IPC C22B 23/02, 5/12, 9/22 (2006.01), 2009), according to which the cobalt chloride powder is placed in a reactor, heated to a temperature of 700-750 ° C dried hydrogen is passed through the reactor and the obtained cobalt metal powder is subjected to incomplete chlorination at a temperature of 600-650 ° C with the formation of mainly volatile impurity chlorides. The purified metal is pressed into a bar and placed in a vacuum melting chamber, where it is subjected to zone recrystallization in vacuum.
К недостаткам способа следует отнести то, что хлорид кобальта нагревают до 750°C, хотя известно, что температура плавления хлорида кобальта CoCl2 составляет 724°C. Поэтому при температурах 700-750°C возможно частичное или полное расплавление соли, что приводит к затруднению диффузии водорода в расплав из-за образования на поверхности металлической пленки. В результате значительно увеличивается время восстановления хлорида. Нагрев хлорида кобальта до температуры 750°C приводит, кроме того, к повышенному улетучиванию CoCl2, так как упругость его паров при увеличении температуры с 700 до 750°C увеличивается примерно в два раза. К недостаткам способа следует отнести и то, что выделяющийся при восстановлении газообразный хлористый водород не улавливается. Это ведет к потере хлорсодержащего реагента и загрязнению атмосферы рабочей зоны агрессивным газом. Рафинирование металлического кобальта путем обработки газообразным хлором делает способ высокоопасным и затрудняет его практическое применение. Проведение вакуумной переплавки кобальта дополнительно усложняет способ.The disadvantages of the method include the fact that cobalt chloride is heated to 750 ° C, although it is known that the melting point of cobalt chloride CoCl 2 is 724 ° C. Therefore, at temperatures of 700-750 ° C, partial or complete melting of the salt is possible, which leads to difficulties in the diffusion of hydrogen into the melt due to the formation of a metal film on the surface. As a result, the recovery time of chloride is significantly increased. The heating of cobalt chloride to a temperature of 750 ° C leads, in addition, to an increased volatilization of CoCl 2 , since the vapor pressure increases approximately two times with increasing temperature from 700 to 750 ° C. The disadvantages of the method include the fact that the gaseous hydrogen chloride released during the reduction is not captured. This leads to the loss of chlorine-containing reagent and pollution of the atmosphere of the working area with aggressive gas. Refining of metallic cobalt by treatment with gaseous chlorine makes the method highly hazardous and complicates its practical application. Carrying out vacuum remelting of cobalt further complicates the method.
Известен также выбранный в качестве прототипа способ получения металлического кобальта (см. пат. РФ 2434955, МПК C22B 23/02, 5/12, 9/22 (2006.01), 2011) согласно которому порошок хлорида кобальта помещают в реактор и производят зонную сублимацию при одновременном пропускании потока влажного аргона со скоростью 100 мл/мин. Температуру в зоне сублимации поддерживают в пределах 940-960°C при скорости перемещения зоны сублимации 50 мм/ч и продолжительности сублимации 10 часов. В этих условиях происходит высокотемпературный гидролиз легкогидролизуемых хлоридов примесей, таких как NiCl2, FeCl2, FeCl3, CuCl2 и др. После 10 проходов зоной сублимации производят отделение начальной и средней частей слитка, как наиболее чистых, и подвергают их гетерогенному восстановлению водородом при температуре 750-780°C в течение 1 часа до получения металлического кобальта в виде порошка и губки. Полученный металлический кобальт прессуют в пруток, который подвергают электронной вакуумной перекристаллизации до получения кристаллов высокочистого кобальта.Also known is a prototype method for producing metallic cobalt (see US Pat. RF 2434955, IPC C22B 23/02, 5/12, 9/22 (2006.01), 2011) according to which cobalt chloride powder is placed in a reactor and sublimation is carried out at while passing a stream of wet argon at a rate of 100 ml / min. The temperature in the sublimation zone is maintained within the range of 940-960 ° C at a speed of movement of the sublimation zone of 50 mm / h and the duration of sublimation is 10 hours. Under these conditions, high-temperature hydrolysis of readily hydrolyzable chloride impurities, such as NiCl 2 , FeCl 2 , FeCl 3 , CuCl 2 , etc. takes place. After 10 passes, the initial and middle parts of the ingot, as the purest ones, are separated by a sublimation zone and subjected to heterogeneous reduction with hydrogen at a temperature of 750-780 ° C for 1 hour to obtain cobalt metal in the form of a powder and a sponge. The obtained metal cobalt is pressed into a bar, which is subjected to electronic vacuum recrystallization to obtain crystals of high-purity cobalt.
Недостатком известного способа является низкий выход металлического кобальта из его хлорида, поскольку до металлического состояния доводится только часть исходного хлорида кобальта (начальная и средняя части слитка, т.е. около 75%). К недостаткам способа следует также отнести его длительность (более 100 часов) и значительные энергозатраты на нагрев материала, сопровождаемые потерями кобальта. Проведение сублимации хлорида кобальта в токе влажного аргона приводит к гидролизу не только примесных элементов, но и значительной части хлорида кобальта, имеющего близкие химические свойства с хлоридами железа и никеля. Образующийся при водородном восстановлении хлористый водород не улавливается. Это ведет к потере хлорсодержащего реагента и загрязнению атмосферы рабочей зоны. Проведение вакуумной переплавки кобальта дополнительно усложняет способ.The disadvantage of this method is the low yield of metallic cobalt from its chloride, since only a portion of the initial cobalt chloride is brought to the metallic state (initial and middle parts of the ingot, i.e., about 75%). The disadvantages of the method should also include its duration (more than 100 hours) and significant energy consumption for heating the material, accompanied by losses of cobalt. The sublimation of cobalt chloride in a stream of wet argon leads to the hydrolysis of not only impurity elements, but also a significant part of cobalt chloride, which has similar chemical properties with iron and nickel chlorides. Hydrogen chloride formed during hydrogen reduction is not captured. This leads to the loss of chlorine-containing reagent and pollution of the atmosphere of the working area. Carrying out vacuum remelting of cobalt further complicates the method.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении выхода металлического кобальта из его хлорида, снижении длительности и энергоемкости способа, а также в получении дополнительных технических продуктов.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the yield of cobalt metal from its chloride, reducing the duration and energy intensity of the method, as well as in obtaining additional technical products.
Технический результат достигается тем, что в способе получения металлического кобальта, включающем высокотемпературную обработку хлорида кобальта в токе инертного газа с очисткой от примесей и водородное восстановление очищенного хлорида кобальта при повышенной температуре с выделением хлористого водорода и образованием металлического кобальта, согласно изобретению высокотемпературную обработку хлорида кобальта проводят при температуре 600-700°C в токе сухого инертного газа, водородное восстановление очищенного хлорида кобальта ведут при температуре 600-720°C, а образовавшийся хлористый водород направляют на улавливание.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing metallic cobalt, including high-temperature treatment of cobalt chloride in an inert gas stream with purification from impurities and hydrogen reduction of purified cobalt chloride at elevated temperature with the release of hydrogen chloride and the formation of metallic cobalt, according to the invention, high-temperature processing of cobalt chloride is carried out at a temperature of 600-700 ° C in a stream of dry inert gas, hydrogen reduction of purified cobalt chloride at a temperature of 600-720 ° C, and the resulting hydrogen chloride is sent to capture.
Достижению результата способствует также то, что используют хлорид кобальта, содержащий не более 4 молекул кристаллизационной воды.The achievement of the result is also facilitated by the use of cobalt chloride containing not more than 4 molecules of crystallization water.
Достижению результата способствует также и то, что высокотемпературную обработку хлорида кобальта ведут в течение 1-4 часов.The achievement of the result also contributes to the fact that the high-temperature treatment of cobalt chloride is carried out for 1-4 hours.
Достижению результата способствует и то, что в качестве инертного газа используют азот или аргон.The achievement of the result is also facilitated by the use of nitrogen or argon as an inert gas.
На достижение результата направлено то, что хлористый водород улавливают водой с получением раствора соляной кислоты.The achievement of the result is directed to the fact that hydrogen chloride is trapped in water to obtain a hydrochloric acid solution.
На достижение результата направлено также то, что хлористый водород улавливают водной суспензией, содержащей гидроксид кобальта, с получением раствора хлорида кобальта.To achieve the result, it is also directed that hydrogen chloride is captured in an aqueous suspension containing cobalt hydroxide to obtain a solution of cobalt chloride.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, which determine the scope of legal protection and are sufficient to obtain the above technical result, perform functions and relate to the result as follows.
Проведение высокотемпературной обработки хлорида кобальта в токе сухого инертного газа при температуре 600-700°C обеспечивает глубокое удаление из него остаточной воды, а также ряда примесей, образующих легколетучие хлориды, что позволяет получить более чистый кобальт и менее агрессивный хлористый водород. Проведение высокотемпературной обработки хлорида кобальта при температуре выше 700°C ведет к расплавлению соли и потерям кобальта из-за начала возгонки соли, а также к дополнительным энергозатратам. Снижение температуры обработки ниже 600°C не обеспечивает существенной очистки хлорида кобальта от летучих примесей и требует дополнительного нагрева соли перед ее водородным восстановлением.Carrying out high-temperature treatment of cobalt chloride in a stream of dry inert gas at a temperature of 600-700 ° C provides a deep removal of residual water from it, as well as a number of impurities that form volatile chlorides, which makes it possible to obtain purer cobalt and less aggressive hydrogen chloride. Carrying out high-temperature treatment of cobalt chloride at temperatures above 700 ° C leads to molten salt and loss of cobalt due to the beginning of sublimation of salt, as well as to additional energy consumption. Lowering the treatment temperature below 600 ° C does not provide a significant purification of cobalt chloride from volatile impurities and requires additional heating of the salt before its hydrogen reduction.
Проведение водородного восстановления очищенного хлорида кобальта при температуре 600-720°C обеспечивает достаточно быстрое восстановление хлорида кобальта с получением металлического кобальта и сухого хлористого водорода при минимально возможной температуре. Проведение процесса восстановления при температуре ниже 600°C замедляет восстановление хлорида кобальта или приводит к неполноте его восстановления. Восстановление дихлорида кобальта при температуре свыше 720°C ведет к увеличению энергозатрат без существенного снижения длительности способа. Кроме того, при этом возможно частичное или полное расплавление соли, что ведет к затруднению диффузии водорода в расплав из-за образования на поверхности металлической пленки. В результате значительно увеличивается длительность восстановления хлорида кобальта.Carrying out the hydrogen reduction of purified cobalt chloride at a temperature of 600-720 ° C provides a fairly quick recovery of cobalt chloride to obtain metallic cobalt and dry hydrogen chloride at the lowest possible temperature. Carrying out the recovery process at temperatures below 600 ° C slows the recovery of cobalt chloride or leads to incomplete recovery. The recovery of cobalt dichloride at temperatures above 720 ° C leads to an increase in energy consumption without a significant reduction in the duration of the method. In addition, partial or complete melting of the salt is possible, which leads to difficulties in the diffusion of hydrogen into the melt due to the formation of a metal film on the surface. As a result, the duration of cobalt chloride recovery is significantly increased.
Направление образовавшегося хлористого водорода на улавливание предотвращает поступление токсичного хлористого водорода в атмосферу рабочей зоны и, кроме того, обеспечивает получение хлорсодержащих продуктов в виде соляной кислоты или раствора хлорида кобальта.The direction of the resulting hydrogen chloride to capture prevents the entry of toxic hydrogen chloride into the atmosphere of the working area and, in addition, ensures the production of chlorine-containing products in the form of hydrochloric acid or a solution of cobalt chloride.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении выхода металлического кобальта из его хлорида, снижении длительности и энергоемкости способа, а также в получении дополнительных технических продуктов.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in increasing the yield of cobalt metal from its chloride, reducing the duration and energy intensity of the method, as well as in obtaining additional technical products.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.In particular cases of carrying out the invention, the following specific operations and operating parameters are preferred.
Использование хлорида кобальта, содержащего не более 4 молекул кристаллизационной воды, обусловлено тем, что при нагревании порошка такого хлорида кобальта не происходит его расплавления. В противном случае образуется монолитный хлорид кобальта, восстановление которого затруднено.The use of cobalt chloride containing not more than 4 molecules of crystallization water is due to the fact that when the powder of such cobalt chloride is heated, it does not melt. Otherwise, monolithic cobalt chloride is formed, the recovery of which is difficult.
Проведение высокотемпературной обработки хлорида кобальта в токе инертного газа в течение 1-4 часов позволяет полностью удалить из хлорида кобальта кристаллизационную воду, а также частично или полностью - летучие примеси, которые в токе водорода способны восстанавливаться совместно с хлоридом кобальта или раньше его, тем самым загрязняя получаемый металлический кобальт.Conducting high-temperature treatment of cobalt chloride in an inert gas stream for 1-4 hours allows you to completely remove crystallization water from cobalt chloride, as well as partially or completely - volatile impurities that can be reduced together with cobalt chloride or earlier, thereby polluting the resulting metallic cobalt.
Использование азота в качестве инертного газа позволяет осуществить очистку хлорида кобальта от летучих примесей, сравнимую с аргоном, при одновременном снижении затрат на реагенты.The use of nitrogen as an inert gas allows the purification of cobalt chloride from volatile impurities, comparable with argon, while reducing the cost of reagents.
Улавливание хлористого водорода водой обеспечивает получение дополнительного продукта в виде соляной кислоты.The capture of hydrogen chloride with water provides an additional product in the form of hydrochloric acid.
Улавливание хлористого водорода водной суспензией, содержащей гидроксид кобальта, обеспечивает получение дополнительного продукта в виде концентрированного хлоридного раствора, пригодного для последующего получения чистого хлорида кобальта известными способами.The capture of hydrogen chloride in an aqueous suspension containing cobalt hydroxide provides an additional product in the form of a concentrated chloride solution suitable for the subsequent production of pure cobalt chloride by known methods.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме при обеспечении минимальных потерь кобальта, снижении длительности и энергоемкости способа с получением дополнительных технических продуктов.The above particular features of the invention make it possible to carry out the method in an optimal mode while ensuring minimal cobalt losses, reducing the duration and energy intensity of the method with obtaining additional technical products.
В общем случае получение металлического кобальта из его хлорида происходит следующим образом. Хлорид кобальта засыпают в приемник в виде лодочки, которую помещают в герметичную печь. После нагревания печи до 100°C подают сухой инертный газ - азот или аргон и продолжают нагрев до 600-700°C. После удаления летучих примесей в виде хлоридов Pb, Bi, Ag и Sb, в течение 1-4 часов в систему начинают подавать сухой водород, поддерживая температуру процесса в интервале 600-720°C. Полученную губку металлического кобальта охлаждают до комнатной температуры в токе азота или аргона.In the General case, the production of cobalt metal from its chloride is as follows. Cobalt chloride is poured into the receiver in the form of a boat, which is placed in a sealed oven. After the furnace is heated to 100 ° C, a dry inert gas, nitrogen or argon, is supplied and heating is continued to 600-700 ° C. After removal of volatile impurities in the form of Pb, Bi, Ag and Sb chlorides, dry hydrogen is introduced into the system for 1-4 hours, maintaining the process temperature in the range of 600-720 ° C. The resulting sponge of metallic cobalt is cooled to room temperature in a stream of nitrogen or argon.
Восстановление хлорида кобальта ведут до окончания выделения хлористого водорода, что фиксируют с помощью смоченной лакмусовой бумаги. Для определения степени восстановления хлорида кобальта губку металлического кобальта обрабатывают водой и определяют содержание растворенного кобальта. С учетом его количества определяют степень превращения хлорида кобальта в металлический кобальт. Хлористый водород, выделяющийся при восстановлении хлорида кобальта по реакции: CoCl2+H2=Co+2HCl, направляют на улавливание. Улавливание хлористого водорода ведут путем пропускания его через раствор воды, охлажденной до температуры 5-10°C, до получения 18-36% соляной кислоты, или пропускают через водную суспензию, содержащую гидроксид кобальта. Содержание летучих примесей в полученном металлическом кобальте оценивают после его растворения в особо чистой азотной кислоте методом масс-спектрометрии.The recovery of cobalt chloride is carried out until the end of the evolution of hydrogen chloride, which is fixed with moistened litmus paper. To determine the degree of recovery of cobalt chloride, the sponge of metallic cobalt is treated with water and the content of dissolved cobalt is determined. Given its amount, the degree of conversion of cobalt chloride to cobalt metal is determined. Hydrogen chloride released during the reduction of cobalt chloride by the reaction: CoCl 2 + H 2 = Co + 2HCl, is sent to capture. The capture of hydrogen chloride is carried out by passing it through a solution of water, cooled to a temperature of 5-10 ° C, to obtain 18-36% hydrochloric acid, or passed through an aqueous suspension containing cobalt hydroxide. The content of volatile impurities in the obtained metallic cobalt is evaluated after it is dissolved in highly pure nitric acid by mass spectrometry.
Сущность и преимущества заявленного способа могут быть проиллюстрированы следующими Примерами.The essence and advantages of the claimed method can be illustrated by the following Examples.
Пример 1. Безводный хлорид кобальта CoCl2 в количестве 100 г, содержащий 99,9% основного вещества и 0,01% летучих примесей, преимущественно хлоридов Pb, Bi, Ag и Sb, засыпают в приемник в виде лодочки, которую помещают в герметичную печь. После нагревания печи до 100°C через нее пропускают сухой азот и повышают температуру в реакционной зоне до 600°C. После выдержки хлорида кобальта при этой температуре в течение 4 часов происходит его очистка от летучих примесей. Через очищенный хлорид кобальта пропускают сухой водород, поддерживая температуру 600°C. Восстановление ведут в течение 1,5 часа. Полученную губку металлического кобальта охлаждают до комнатной температуры в токе азота. В результате получают 45,35 г металлического кобальта. Выход металлического кобальта из его хлорида составил 99,8% при содержании суммы летучих примесей 0,005 мас.%. Выделяющийся при восстановлении хлорида кобальта хлористый водород направляют на улавливание в заполненную водой охлаждаемую емкость-поглотитель. Хлористый водород пропускают через поглотитель до образования в нем 36% соляной кислоты.Example 1. Anhydrous cobalt chloride CoCl 2 in an amount of 100 g, containing 99.9% of the basic substance and 0.01% of volatile impurities, mainly chlorides of Pb, Bi, Ag and Sb, is poured into the receiver in the form of a boat, which is placed in a sealed oven . After heating the furnace to 100 ° C, dry nitrogen is passed through it and the temperature in the reaction zone is increased to 600 ° C. After exposure to cobalt chloride at this temperature for 4 hours, it is purified from volatile impurities. Dry hydrogen is passed through purified cobalt chloride to maintain a temperature of 600 ° C. Recovery is carried out within 1.5 hours. The resulting sponge of metallic cobalt is cooled to room temperature in a stream of nitrogen. The result is 45.35 g of metallic cobalt. The yield of cobalt metal from its chloride was 99.8% with a total volatile content of 0.005 wt.%. The hydrogen chloride released during the reduction of cobalt chloride is sent to a cooled absorber tank filled with water. Hydrogen chloride is passed through an absorber until 36% hydrochloric acid is formed in it.
Основные режимные параметры способа и получаемые результаты по Примерам 1-6 приведены в Таблице.The main operating parameters of the method and the results obtained in Examples 1-6 are shown in the Table.
Пример 2. Безводный хлорид кобальта CoCl2 в количестве 100 г, содержащий 99,95% основного вещества и 0,01% летучих примесей, преимущественно хлоридов Pb, Bi, Ag и Sb, засыпают в приемник в виде лодочки, которую помещают в герметичную печь. После нагревания печи до 100°C через нее пропускают сухой аргон и повышают температуру в реакционной зоне до 700°C. После выдержки хлорида кобальта при этой температуре в течение 1 часа в систему подают сухой водород, повышая температуру до 720°C. Восстановление ведут в течение 0,8 часа. Полученную губку металлического кобальта охлаждают до комнатной температуры в токе аргона. В результате получают 45,40 г металлического кобальта. Выход металлического кобальта из его хлорида составил 99,9% при содержании суммы летучих примесей 0,001 мас.%. Выделяющийся при восстановлении хлорида кобальта хлористый водород подают в реактор с мешалкой, заполненный водной суспензией, содержащей 150 г/л никеля и смесь гидроксидов никеля и кобальта в соотношении 2:1. Газообразный хлористый водород пропускают через суспензию до полного растворения гидроксидов металлов. В результате получают 8M хлоридный раствор, содержащий 190 г/л никеля и 35 г/л кобальта.Example 2. Anhydrous cobalt chloride CoCl 2 in an amount of 100 g, containing 99.95% of the basic substance and 0.01% of volatile impurities, mainly chlorides of Pb, Bi, Ag and Sb, is poured into the receiver in the form of a boat, which is placed in a sealed oven . After heating the furnace to 100 ° C, dry argon is passed through it and the temperature in the reaction zone is increased to 700 ° C. After cobalt chloride is held at this temperature for 1 hour, dry hydrogen is fed into the system, raising the temperature to 720 ° C. Recovery is carried out within 0.8 hours. The resulting sponge of metallic cobalt is cooled to room temperature in a stream of argon. The result is 45.40 g of cobalt metal. The yield of cobalt metal from its chloride was 99.9% with a total volatile content of 0.001 wt.%. The hydrogen chloride released during the reduction of cobalt chloride is fed into a stirred reactor filled with an aqueous suspension containing 150 g / l of nickel and a mixture of nickel and cobalt hydroxides in a ratio of 2: 1. Hydrogen chloride gas is passed through the suspension until the metal hydroxides are completely dissolved. The result is an 8M chloride solution containing 190 g / l of nickel and 35 g / l of cobalt.
Пример 3. Получение металлического кобальта из безводного хлорида кобальта CoCl2 ведут аналогично Примеру 1. Очистку хлорида кобальта от летучих примесей хлоридов Pb, Bi, Ag и Sb проводят в атмосфере сухого аргона при температуре 650°C в течение 3 часов, а водородное восстановление ведут в течение 1 часа также при температуре 650°C. В результате получают 45,39 г кобальта. Выход металлического кобальта из его хлорида составил 99,9% при содержании летучих примесей 0,002 мас.%. Выделяющийся при восстановлении хлорида кобальта хлористый водород направляют на улавливание в заполненную водой охлаждаемую емкость-поглотитель. Хлористый водород пропускают через поглотитель до образования в нем 36% соляной кислоты.Example 3. Obtaining cobalt metal from anhydrous cobalt chloride CoCl 2 is carried out similarly to Example 1. Purification of cobalt chloride from volatile impurities of Pb, Bi, Ag and Sb chlorides is carried out in an atmosphere of dry argon at a temperature of 650 ° C for 3 hours, and hydrogen reduction is carried out for 1 hour also at a temperature of 650 ° C. The result is 45.39 g of cobalt. The yield of cobalt metal from its chloride was 99.9% with a volatile content of 0.002 wt.%. The hydrogen chloride released during the reduction of cobalt chloride is sent to a cooled absorber tank filled with water. Hydrogen chloride is passed through an absorber until 36% hydrochloric acid is formed in it.
Пример 4. Получение металлического кобальта из безводного хлорида кобальта CoCl2 ведут аналогично Примеру 2. Очистку хлорида кобальта от летучих примесей хлоридов Pb, Bi, Ag и Sb, проводят при температуре 700°C в течение 2 часов, а водородное восстановление ведут в течение 1 часа также при температуре 700°C. В результате получают 45,40 г кобальта. Выход металлического кобальта из его хлорида составил 99,9% при содержании летучих примесей 0,001 мас.%. Выделяющийся при восстановлении хлорида кобальта хлористый водород подают в реактор с мешалкой, заполненный водной суспензией, содержащей 150 г/л никеля и смесь гидроксидов никеля и кобальта в соотношении 2:1. Газообразный хлористый водород пропускают через суспензию до полного растворения гидроксидов металлов. В результате получают 8M хлоридный раствор, содержащий 190 г/л никеля и 35 г/л кобальта.Example 4. Obtaining metallic cobalt from anhydrous cobalt chloride CoCl 2 is carried out similarly to Example 2. The purification of cobalt chloride from volatile impurities of Pb, Bi, Ag and Sb chlorides is carried out at a temperature of 700 ° C for 2 hours, and hydrogen reduction is carried out for 1 hours also at a temperature of 700 ° C. The result is 45.40 g of cobalt. The output of metallic cobalt from its chloride was 99.9% with a volatile content of 0.001 wt.%. The hydrogen chloride released during the reduction of cobalt chloride is fed into a stirred reactor filled with an aqueous suspension containing 150 g / l of nickel and a mixture of nickel and cobalt hydroxides in a ratio of 2: 1. Hydrogen chloride gas is passed through the suspension until the metal hydroxides are completely dissolved. The result is an 8M chloride solution containing 190 g / l of nickel and 35 g / l of cobalt.
Пример 5. Получение металлического кобальта ведут аналогично Примеру 1, однако в качестве исходного хлорида кобальта используют одноводный хлорид кобальта CoCl2·H2O. Очистку хлорида кобальта от кристаллизационной воды и летучих примесей хлоридов Pb, Bi, Ag и Sb проводят в атмосфере сухого азота при температуре 700°C в течение 3 часов, а водородное восстановление ведут в течение 1 часа также при температуре 700°C. В результате получают 39,96 г металлического кобальта. Выход металлического кобальта из его хлорида составил 99,9% при содержании летучих примесей 0,001 мас.%. Выделяющийся при восстановлении хлорида кобальта хлористый водород направляют на улавливание в заполненную водой охлаждаемую емкость-поглотитель. Хлористый водород пропускают через поглотитель до образования в нем 26% соляной кислоты.Example 5. Obtaining metallic cobalt is carried out similarly to Example 1, however, as the source of cobalt chloride, one-water cobalt chloride CoCl 2 · H 2 O is used. Purification of cobalt chloride from crystallization water and volatile impurities of Pb, Bi, Ag and Sb chlorides is carried out in an atmosphere of dry nitrogen at a temperature of 700 ° C for 3 hours, and hydrogen reduction is carried out for 1 hour also at a temperature of 700 ° C. The result is 39.96 g of cobalt metal. The output of metallic cobalt from its chloride was 99.9% with a volatile content of 0.001 wt.%. The hydrogen chloride released during the reduction of cobalt chloride is sent to a cooled absorber tank filled with water. Hydrogen chloride is passed through an absorber until 26% hydrochloric acid is formed in it.
Пример 6. Получение металлического кобальта ведут аналогично Примеру 5, однако в качестве исходного хлорида кобальта используют четырехводный хлорид кобальта CoCl2·4H2O. Очистку хлорида кобальта от кристаллизационной воды и летучих примесей хлоридов Pb, Bi, Ag и Sb проводят в атмосфере сухого азота при температуре 700°C в течение 4 часов, а водородное восстановление ведут в течение 1 часа также при температуре 700°C. В результате получают 29,21 г металлического кобальта. Выход металлического кобальта из его хлорида составил 99,9% при содержании летучих примесей 0,001 мас.%. Выделяющийся при восстановлении хлорида кобальта хлористый водород направляют на улавливание в заполненную водой охлаждаемую емкость-поглотитель. Хлористый водород пропускают через поглотитель до образования в нем 18% соляной кислоты.Example 6. Obtaining metal cobalt is carried out similarly to Example 5, however, as the source of cobalt chloride, four-water cobalt chloride CoCl 2 · 4H 2 O is used. Purification of cobalt chloride from crystallization water and volatile impurities of Pb, Bi, Ag and Sb chlorides is carried out in a dry nitrogen atmosphere at a temperature of 700 ° C for 4 hours, and hydrogen reduction is carried out for 1 hour at a temperature of 700 ° C. The result is 29.21 g of cobalt metal. The output of metallic cobalt from its chloride was 99.9% with a volatile content of 0.001 wt.%. The hydrogen chloride released during the reduction of cobalt chloride is sent to a cooled absorber tank filled with water. Hydrogen chloride is passed through an absorber until 18% hydrochloric acid is formed in it.
Из анализа данных Примеров 1-6 и Таблицы видно, что по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет существенно (на ≈25%) повысить выход металлического кобальта из его хлорида при обеспечении глубокой очистки от летучих примесей, снизить длительность способа до 5,5 часов и менее и понизить энергоемкость за счет снижения на 240-360°C температуры при очистке хлорида кобальта. Кроме того, способ обеспечивает получение дополнительных продуктов в виде раствора соляной кислоты или раствора хлорида кобальта.From the analysis of the data of Examples 1-6 and the Table, it can be seen that, in comparison with the prototype, the proposed method can significantly (by ≈25%) increase the yield of cobalt metal from its chloride while providing deep purification from volatile impurities, reduce the duration of the method to 5.5 hours and lower and lower energy consumption by lowering the temperature by 240-360 ° C during the purification of cobalt chloride. In addition, the method provides additional products in the form of a solution of hydrochloric acid or a solution of cobalt chloride.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013137295/02A RU2534323C1 (en) | 2013-08-08 | 2013-08-08 | Metallic cobalt obtaining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013137295/02A RU2534323C1 (en) | 2013-08-08 | 2013-08-08 | Metallic cobalt obtaining method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2534323C1 true RU2534323C1 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=53383011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013137295/02A RU2534323C1 (en) | 2013-08-08 | 2013-08-08 | Metallic cobalt obtaining method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2534323C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2660549C2 (en) * | 2016-09-29 | 2018-07-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Method of production of ultrafine powder of cobalt metal |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4389247A (en) * | 1982-03-29 | 1983-06-21 | Standard Oil Company (Indiana) | Metal recovery process |
| US20020117025A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-08-29 | Masahito Uchikoshi | High purity cobalt, method of manufacturing thereof, and high purity cobalt targets |
| RU2370558C1 (en) * | 2008-06-26 | 2009-10-20 | Вадим Георгиевич Глебовский | Method of production of high purity cobalt for sputtering targets |
| RU2378396C1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-10 | Вадим Георгиевич Глебовский | Method of metals receiving and device for its implementation |
| RU2434955C1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-11-27 | Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА РАН (ИФТТ РАН) | Procedure for production of high purity cobalt for sputtering target |
-
2013
- 2013-08-08 RU RU2013137295/02A patent/RU2534323C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4389247A (en) * | 1982-03-29 | 1983-06-21 | Standard Oil Company (Indiana) | Metal recovery process |
| US20020117025A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-08-29 | Masahito Uchikoshi | High purity cobalt, method of manufacturing thereof, and high purity cobalt targets |
| RU2370558C1 (en) * | 2008-06-26 | 2009-10-20 | Вадим Георгиевич Глебовский | Method of production of high purity cobalt for sputtering targets |
| RU2378396C1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-10 | Вадим Георгиевич Глебовский | Method of metals receiving and device for its implementation |
| RU2434955C1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-11-27 | Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА РАН (ИФТТ РАН) | Procedure for production of high purity cobalt for sputtering target |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2660549C2 (en) * | 2016-09-29 | 2018-07-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Method of production of ultrafine powder of cobalt metal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2233898C2 (en) | Method of preparation of magnesium chloride solution | |
| KR20170041701A (en) | Hydrometallurgical process to produce pure magnesium metal and various by-products | |
| JP2016507637A (en) | Method for producing scandium-containing solid material with high scandium content | |
| US9920398B2 (en) | Zinc production method | |
| Liu et al. | Treatment of aluminum and fluoride during hydrochloric acid leaching of lepidolite | |
| CN103993173A (en) | Method for removing chlorine from nickel cobalt hydroxide | |
| JPH0477052B2 (en) | ||
| CN109368688A (en) | A kind of production technology of high pure zinc oxide indirect method | |
| RU2493280C1 (en) | Processing method of molybdenite concentrates | |
| JP6656709B2 (en) | Manufacturing method of zinc ingot | |
| RU2534323C1 (en) | Metallic cobalt obtaining method | |
| JPS6191335A (en) | Method for recovering platinum group metal | |
| WO2018138917A1 (en) | Bismuth purification method | |
| JPH09118504A (en) | Method for recovering alkali metal chloride and alkaline earth metal chloride from waste salt produced in heat treatment of billet in salt bath | |
| JP2017066520A (en) | Method for refining bismuth | |
| JP2012246197A (en) | Method for purifying selenium by wet process | |
| JP4275939B2 (en) | Method for recovering tantalum compound and / or niobium compound | |
| US2204454A (en) | Process for decomposing zirconium ore | |
| EP3013753B1 (en) | Process for the extraction, from bauxite or from red mud resulting from the processing of bauxite, of products of industrial interest separated from each other | |
| CN114455561A (en) | Comprehensive utilization process of hot galvanizing pickling wastewater and method for preparing battery-grade iron phosphate | |
| CN109289487B (en) | Method for treating chlorine and argon-containing tail gas of high-temperature furnace | |
| RU2120487C1 (en) | Method of processing gold-containing crude | |
| JPS61111917A (en) | Recovery of gallium | |
| JP4322008B2 (en) | Method for recovering tantalum compound and / or niobium compound | |
| JP6565232B2 (en) | Silver recovery method |