由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈷是一種重要的戰(zhàn)略金屬，其物理、化學(xué)性能優(yōu)異，是生產(chǎn)耐熱合金、硬質(zhì)合金、防腐合金、磁性合金和各種鈷鹽的重要原料。而我國鈷礦資源嚴(yán)重缺乏，絕大多數(shù)為伴生資源，均作為礦山副產(chǎn)品回收，單獨(dú)的鈷礦床極少且品位較低。
[0003]PTA生產(chǎn)中廢鈷錳催化劑中含有大量的鈷、錳，含量分別約為10 %和20 %，從廢鈷錳催化劑中回收鈷具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。
[0004]中國專利文獻(xiàn)CN 1059241C(申請?zhí)?8111506.3)公開了一種從含鈷下腳料中高效提取鈷氧化物的新工藝，包括酸溶、氨化分離、加堿熱沉、吸收、分離洗滌步驟;所述含鈷下腳料包含有鈷、鐵、錳元素;酸溶處理是將下腳料經(jīng)預(yù)處理或直接溶于硫酸或鹽酸中，酸溶液pH值保持在2?3;氨化分離是將酸溶來的清的混酸溶液加入過量氨水，保持pH值在8?9，在該步驟中鐵和錳以氫氧化物沉淀的形式從反應(yīng)液中分離出去;加堿熱沉是在鈷氨絡(luò)合物為主的溶液中加入燒堿加熱至沸騰，得到氧化鈷。
[0005]上訴專利文獻(xiàn)在回收鈷錳廢料時，先酸溶，然后進(jìn)行氨化分離，此時鈷和氨反應(yīng)生成鈷氨絡(luò)合物，為了由鈷氨絡(luò)合物制得鈷產(chǎn)品，上述專利文獻(xiàn)通過在鈷氨絡(luò)合物為主的溶液中加入燒堿加熱至沸騰的方式最終得到氧化鈷。
[0006]但是發(fā)明人按照上述方法實際處理鈷錳廢料時，發(fā)現(xiàn)鈷的回收率僅為70%。
[0007]另外，中國專利文獻(xiàn)CN 100374231 C(申請?zhí)?00610067164.1)公開了一種納米鈷粉的制備方法，將草酸鈷粉末溶于氨水中得到鈷氨絡(luò)合物溶液，再用氮?dú)鈬姌寣⑵浞稚⒃谝旱蓄A(yù)凍，預(yù)凍后的凍結(jié)物真空干燥得到前驅(qū)體，最后實行氫氣還原得到納米鈷粉。該專利文獻(xiàn)也提供了一種由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的路線，雖然該工藝制備得到的鈷粉分散性好、粒度分布窄，但是還原溫度高，保溫時間長，而且氫氣是一種極易燃燒的氣體，具有危險性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全、高效的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法。
[0009]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法，包括以下步驟:
①預(yù)處理，將待處理的鈷氨絡(luò)合物溶液加熱至70 °C?185°C，然后加入還原劑，還原劑與鈷氨絡(luò)合物溶液中鈷的物質(zhì)的量之比為0.8:1?5:1，加入完畢后反應(yīng)15min?60min。
[0010]②沉鈷，攪拌下向步驟①預(yù)處理后的鈷氨絡(luò)合物溶液中滴加氫氧化鈉溶液或草酸鹽溶液，滴加完畢后反應(yīng)20min?60min。
[0011]③后處理，將步驟②反應(yīng)結(jié)束后的物料抽濾，抽濾得到的沉淀洗滌干燥后得到氫氧化鈷或草酸鈷，完成鈷的回收。
[0012]作為優(yōu)選的，步驟①預(yù)處理時加入的還原劑為水合肼、硼氫化鈉、多聚甲醛或乙二醇中的一種。
[0013]進(jìn)一步的，步驟①預(yù)處理時將待處理的鈷氨絡(luò)合物溶液置于水浴鍋中加熱至70°C?85°C，然后加入還原劑，所加入的還原劑為水合肼、硼氫化鈉或多聚甲醛;或者步驟①預(yù)處理時將待處理的鈷氨絡(luò)合物溶液置于油浴鍋中加熱至170 °C?185°C，然后加入還原劑，所加入的還原劑為乙二醇。
[0014]上述步驟②滴加的是氫氧化鈉溶液時，n(Na0H):n(Co)=8.5:l?15:1;當(dāng)?shù)渭拥氖遣菟猁}時，n(C2042—):n(Co)=8:l ?20:1。
[0015]上述步驟②滴加的是氫氧化鈉溶液時，氫氧化鈉溶液的濃度為50?500g/L;草酸鹽溶液的濃度為50?500 g/L ο
[0016]所述鈷氨絡(luò)合物是指鈷鹽與氨水反應(yīng)生成的鈷氨絡(luò)合物，所述鈷鹽是指金屬鈷與鹽酸、硫酸或硝酸生成的鈷鹽。
[0017]本發(fā)明具有積極的效果:本發(fā)明工藝安全簡單，本發(fā)明由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品時，先對鈷氨絡(luò)合物還原，將三價鈷還原為二價鈷，然后向二價的鈷氨絡(luò)合物中加入氫氧化鈉或草酸鈉或草酸銨，得到鈷沉淀物。還原劑的加入可以破壞三價鈷氨絡(luò)合物的穩(wěn)定性，還原后的鈷氨絡(luò)合物更容易和氫氧化鈉或草酸根反應(yīng)，從而提高鈷的回收效率和回收率，制得的鈷產(chǎn)品純度高。
【附圖說明】
[0018]圖1為實施例1制得的氫氧化鈷的XRD圖譜，圖中橫坐標(biāo)為掃描角度(°)，縱坐標(biāo)為強(qiáng)度(cps)。
[0019]圖2為實施例2制得的草酸鈷的紅外光譜圖，圖中橫坐標(biāo)為wavenumber，中文意思為波數(shù)，縱坐標(biāo)為Transmittance，中文意思為透光率(％)。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明所處理的鈷氨絡(luò)合物是指鈷鹽與氨水反應(yīng)生成的鈷氨絡(luò)合物，所述鈷鹽是指金屬鈷與鹽酸、硫酸或硝酸生成的鈷鹽。
[0021](實施例1)
本實施例的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法包括以下步驟:
①預(yù)處理。取217 mL鈷氨絡(luò)合物溶液，其濃度為6.25 g/L，將鈷氨絡(luò)合物溶液置于水浴鍋中加熱至80 °C，然后加入20%?80%(本實施例中為80%)的水合肼1.00 mL，加入后水合肼和鈷氨絡(luò)合物的物質(zhì)的量之比為3.4:1。加入完畢后保溫反應(yīng)15min?60min(本實施例中為20min)，三價的鈷氨絡(luò)合物被還原為二價的鈷氨絡(luò)合物。
[0022]②沉鈷。攪拌下向步驟①預(yù)處理后的鈷氨絡(luò)合物溶液中滴加氫氧化鈉溶液，η(Na0H):n(Co)=8.5:l ?15:1。
[0023]本實施例中攪拌下滴加濃度為500g/L的氫氧化鈉溶液15 mL，滴加速度為lmL/min，攪拌速度為200 r/min;滴加完畢后維持水浴80°C反應(yīng)30 min。
[0024]③后處理。將步驟②反應(yīng)結(jié)束后的物料抽濾，抽濾得到的沉淀先用酒精洗滌，再用蒸餾水洗滌后，置于烘箱內(nèi)在70°C?90 °C下烘干。烘干后用研缽研磨，過100目篩子，得到氣氧化鉆廣品1.93g，完成由鉆氣絡(luò)合物制備鉆廣品。
[0025]經(jīng)計算鈷的回收率為95.19%，所得到的氫氧化鈷的XRD圖譜見圖1，氫氧化鈷的純度為97.8%。
[0026](實施例2)
本實施例的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法其余與實施例1相同，不同之處在于: 步驟②中攪拌下滴加草酸鈉溶液，投加后n(C2042—):n(Co)=8:l?20:1。
[0027]本實施例中滴加濃度為50g/L的草酸鈉溶液150mL，滴加速度為20mL/min，攪拌速度為500 r/min。
[0028]除了本實施例所述的草酸鈉溶液，還可以使用草酸銨替代草酸鈉。
[0029]步驟③洗滌烘干后得到草酸鈷3.08g，鈷的回收率為95.25 %，草酸鈷的純度為98.6%。鈷氨絡(luò)合物中的鈷以草酸鈷的形式得到回收。得到的草酸鈷的紅外光譜圖見圖2。
[0030](實施例3)
本實施例的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法其余與實施例1相同，不同之處在于:
步驟①將鈷氨絡(luò)合物溶液置于水浴鍋中加熱至80 1后加入硼氫化鈉，硼氫化鈉和鈷氨絡(luò)合物的物質(zhì)的量之比為2:1。加入完畢后保溫反應(yīng)40min，三價的鈷氨絡(luò)合物被還原為二價的鈷氨絡(luò)合物。
[0031](實施例4)
本實施例的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法其余與實施例1相同，不同之處在于:
步驟①將鈷氨絡(luò)合物溶液置于水浴鍋中加熱至80 1后加入多聚甲醛，多聚甲醛和鈷氨絡(luò)合物的物質(zhì)的量之比為4:1。加入完畢后保溫反應(yīng)20min，三價的鈷氨絡(luò)合物被還原為二價的鈷氨絡(luò)合物。
[0032](實施例5)
本實施例的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法其余與實施例1相同，不同之處在于:
步驟①將鈷氨絡(luò)合物溶液置于油浴鍋中加熱至180 °C后加入乙二醇，乙二醇和鈷氨絡(luò)合物的物質(zhì)的量之比為1.5:1。加入完畢后保溫反應(yīng)45min，三價的鈷氨絡(luò)合物被還原為二價的鈷氨絡(luò)合物。
【主權(quán)項】
1.一種由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法，其特征在于包括以下步驟: ①預(yù)處理，將待處理的鈷氨絡(luò)合物溶液加熱至70°C?185°C，然后加入還原劑，還原劑與鈷氨絡(luò)合物溶液中鈷的物質(zhì)的量之比為0.8:1?5:1，加入完畢后反應(yīng)15min?60min; ②沉鈷，攪拌下向步驟①預(yù)處理后的鈷氨絡(luò)合物溶液中滴加氫氧化鈉溶液或草酸鹽溶液，滴加完畢后反應(yīng)20min?60min ； ③后處理，將步驟②反應(yīng)結(jié)束后的物料抽濾，抽濾得到的沉淀洗滌干燥后得到氫氧化鈷或草酸鈷，完成鈷的回收。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法，其特征在于:步驟①預(yù)處理時加入的還原劑為水合肼、硼氫化鈉、多聚甲醛或乙二醇中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法，其特征在于:步驟①預(yù)處理時將待處理的鈷氨絡(luò)合物溶液置于水浴鍋中加熱至70 °C?85°C，然后加入還原劑，所加入的還原劑為水合肼、硼氫化鈉或多聚甲醛； 或者步驟①預(yù)處理時將待處理的鈷氨絡(luò)合物溶液置于油浴鍋中加熱至170 °C?185°C，然后加入還原劑，所加入的還原劑為乙二醇。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法，其特征在于:步驟②滴加的是氫氧化鈉溶液時，n(NaOH):n(Co)=8.5:l?15:1;當(dāng)?shù)渭拥氖遣菟猁}時，n(C2042—):n(Co)=8:l ?20:1。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法，其特征在于:步驟②滴加的是氫氧化鈉溶液時，氫氧化鈉溶液的濃度為50?500 g/L;草酸鹽溶液的濃度為50?500 g/L。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法，其特征在于:所述鈷氨絡(luò)合物是指鈷鹽與氨水反應(yīng)生成的鈷氨絡(luò)合物，所述鈷鹽是指金屬鈷與鹽酸、硫酸或硝酸生成的鈷鹽。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由鈷氨絡(luò)合物制備鈷產(chǎn)品的方法，先將待處理的鈷氨絡(luò)合物溶液加熱，然后加入還原劑，加入完畢后保溫反應(yīng)。攪拌下向預(yù)處理后的鈷氨絡(luò)合物溶液中滴加氫氧化鈉溶液或草酸鹽溶液，滴加完畢后開始反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后的物料抽濾，抽濾得到的沉淀洗滌干燥后得到氫氧化鈷或草酸鈷，完成鈷的回收。本發(fā)明工藝安全簡單，先對鈷氨絡(luò)合物還原，將三價鈷還原為二價鈷，然后向二價的鈷氨絡(luò)合物中加入氫氧化鈉或草酸鈉或草酸銨，得到鈷沉淀物。還原劑的加入可以破壞三價鈷氨絡(luò)合物的穩(wěn)定性，還原后的鈷氨絡(luò)合物更容易和氫氧化鈉或草酸根反應(yīng)，從而提高鈷的回收效率和回收率，制得的鈷產(chǎn)品純度高。
【IPC分類】C22B23/00
【公開號】CN105463215
【申請?zhí)枴緾N201510846306
【發(fā)明人】尚通明, 魏成文, 高峰, 劉維橋, 周全法, 何沁華
【申請人】江蘇理工學(xué)院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月27日