由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法。
【背景技術】
[0002]鈷是一種重要的戰略金屬，其物理、化學性能優異，是生產耐熱合金、硬質合金、防腐合金、磁性合金和各種鈷鹽的重要原料。而我國鈷礦資源嚴重缺乏，絕大多數為伴生資源，均作為礦山副產品回收，單獨的鈷礦床極少且品位較低。
[0003]PTA生產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濟價值。
[0004]中國專利文獻CN 1059241C(申請號98111506.3)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預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液中分離出去;加堿熱沉是在鈷氨絡合物為主的溶液中加入燒堿加熱至沸騰，得到氧化鈷。
[0005]上訴專利文獻在回收鈷錳廢料時，先酸溶，然后進行氨化分離，此時鈷和氨反應生成鈷氨絡合物，為了由鈷氨絡合物制得鈷產品，上述專利文獻通過在鈷氨絡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]但是發明人按照上述方法實際處理鈷錳廢料時，發現鈷的回收率僅為70%。
[0007]另外，中國專利文獻CN 100374231 C(申請號200610067164.1)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合物溶液，再用氮氣噴槍將其分散在液氮中預凍，預凍后的凍結物真空干燥得到前驅體，最后實行氫氣還原得到納米鈷粉。該專利文獻也提供了一種由鈷氨絡合物制備鈷產品的路線，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。

【發明內容】

[0008]本發明所要解決的技術問題是提供一種安全、高效的由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法。
[0009]實現本發明目的的技術方案是一種由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法，包括以下步驟:
①預處理，將待處理的鈷氨絡合物溶液加熱至70 °C?185°C，然后加入還原劑，還原劑與鈷氨絡合物溶液中鈷的物質的量之比為0.8:1?5:1，加入完畢后反應15min?60min。
[0010]②沉鈷，攪拌下向步驟①預處理后的鈷氨絡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20min?60min。
[0011]③后處理，將步驟②反應結束后的物料抽濾，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]作為優選的，步驟①預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]進一步的，步驟①預處理時將待處理的鈷氨絡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預處理時將待處理的鈷氨絡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;當滴加的是草酸鹽時，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]所述鈷氨絡合物是指鈷鹽與氨水反應生成的鈷氨絡合物，所述鈷鹽是指金屬鈷與鹽酸、硫酸或硝酸生成的鈷鹽。
[0017]本發明具有積極的效果:本發明工藝安全簡單，本發明由鈷氨絡合物制備鈷產品時，先對鈷氨絡合物還原，將三價鈷還原為二價鈷，然后向二價的鈷氨絡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合物的穩定性，還原后的鈷氨絡合物更容易和氫氧化鈉或草酸根反應，從而提高鈷的回收效率和回收率，制得的鈷產品純度高。
【附圖說明】
[0018]圖1為實施例1制得的氫氧化鈷的XRD圖譜，圖中橫坐標為掃描角度(°)，縱坐標為強度(cps)。
[0019]圖2為實施例2制得的草酸鈷的紅外光譜圖，圖中橫坐標為wavenumber，中文意思為波數，縱坐標為Transmittance，中文意思為透光率(％)。
【具體實施方式】
[0020]本發明所處理的鈷氨絡合物是指鈷鹽與氨水反應生成的鈷氨絡合物，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合物制備鈷產品的方法包括以下步驟:
①預處理。取217 mL鈷氨絡合物溶液，其濃度為6.25 g/L，將鈷氨絡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合物的物質的量之比為3.4:1。加入完畢后保溫反應15min?60min(本實施例中為20min)，三價的鈷氨絡合物被還原為二價的鈷氨絡合物。
[0022]②沉鈷。攪拌下向步驟①預處理后的鈷氨絡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30 min。
[0024]③后處理。將步驟②反應結束后的物料抽濾，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，完成由鉆氣絡合物制備鉆廣品。
[0025]經計算鈷的回收率為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合物制備鈷產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合物制備鈷產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，硼氫化鈉和鈷氨絡合物的物質的量之比為2:1。加入完畢后保溫反應40min，三價的鈷氨絡合物被還原為二價的鈷氨絡合物。
[0031](實施例4)
本實施例的由鈷氨絡合物制備鈷產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，多聚甲醛和鈷氨絡合物的物質的量之比為4:1。加入完畢后保溫反應20min，三價的鈷氨絡合物被還原為二價的鈷氨絡合物。
[0032](實施例5)
本實施例的由鈷氨絡合物制備鈷產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，乙二醇和鈷氨絡合物的物質的量之比為1.5:1。加入完畢后保溫反應45min，三價的鈷氨絡合物被還原為二價的鈷氨絡合物。
【主權項】
1.一種由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法，其特征在于包括以下步驟: ①預處理，將待處理的鈷氨絡合物溶液加熱至70°C?185°C，然后加入還原劑，還原劑與鈷氨絡合物溶液中鈷的物質的量之比為0.8:1?5:1，加入完畢后反應15min?60min; ②沉鈷，攪拌下向步驟①預處理后的鈷氨絡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20min?60min ； ③后處理，將步驟②反應結束后的物料抽濾，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.根據權利要求1所述的由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法，其特征在于:步驟①預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.根據權利要求2所述的由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法，其特征在于:步驟①預處理時將待處理的鈷氨絡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預處理時將待處理的鈷氨絡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.根據權利要求1所述的由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法，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;當滴加的是草酸鹽時，n(C2042—):n(Co)=8:l ?20:1。5.根據權利要求4所述的由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法，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.根據權利要求1至5之一所述的由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法，其特征在于:所述鈷氨絡合物是指鈷鹽與氨水反應生成的鈷氨絡合物，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】本發明公開了一種由鈷氨絡合物制備鈷產品的方法，先將待處理的鈷氨絡合物溶液加熱，然后加入還原劑，加入完畢后保溫反應。攪拌下向預處理后的鈷氨絡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。反應結束后的物料抽濾，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。本發明工藝安全簡單，先對鈷氨絡合物還原，將三價鈷還原為二價鈷，然后向二價的鈷氨絡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合物的穩定性，還原后的鈷氨絡合物更容易和氫氧化鈉或草酸根反應，從而提高鈷的回收效率和回收率，制得的鈷產品純度高。
【IPC分類】C22B23/00
【公開號】CN105463215
【申請號】CN201510846306
【發明人】尚通明, 魏成文, 高峰, 劉維橋, 周全法, 何沁華
【申請人】江蘇理工學院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月27日