[發(fā)明專利]從鈷土礦中分離并制備高松比高純草酸鈷的方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2010-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101792855A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勤;李衛(wèi)華;陳燕峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇雄風(fēng)科技有限公司
• 主分類號(hào): C22B3/40
• 分類號(hào): C22B3/40;C22B3/08;C07C55/07
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 盧海洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從鈷土礦中分離并制備高松比高純草酸鈷的方法，屬于化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈷是一種重要的戰(zhàn)略金屬。它是制造高溫合金、電池、硬質(zhì)合金、磁性合金、精密合金和含鈷化合物的重要原料。廣泛用于超級(jí)合金、硬質(zhì)合金、磁性材料、冶金、電池、釉料、人造金剛石、化工等行業(yè)。

鈷的來(lái)源主要從礦石中冶煉提取。我國(guó)鈷資源十分短缺，主要分布在甘肅(占全國(guó)總儲(chǔ)量的30％)，其它散布在國(guó)內(nèi)11個(gè)省內(nèi)，呈現(xiàn)為鈷礦藏規(guī)模少，品位低，以伴生為主，主要采用火法冶金工藝，從鎳的提取中回收鈷，冶煉成本高，回收率低。根據(jù)國(guó)家資源開(kāi)發(fā)政策，現(xiàn)國(guó)內(nèi)75％以上鈷礦石采用進(jìn)口鈷土礦。工藝也從火法冶金以伴生金屬回收轉(zhuǎn)向以濕法冶金為主、回收鈷金屬為主。

對(duì)于浸出溶液的除雜，90年代以前普遍采用化學(xué)法分離各金屬，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)還采用這工藝，存在工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備投資大、金屬回收率低和不能深度除雜的問(wèn)題。近年隨著萃取劑的開(kāi)發(fā)、萃取工藝的深入研究，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始重點(diǎn)開(kāi)發(fā)萃取分離技術(shù)代替化學(xué)分離工藝在各行業(yè)的應(yīng)用。因在固定資產(chǎn)投資、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量上均有優(yōu)勢(shì)，在國(guó)際上已出現(xiàn)萃取技術(shù)從貴金屬分離向重金屬分離擴(kuò)散的趨勢(shì)，且在鈷鎳的分離上得到實(shí)際應(yīng)用。

2004年以來(lái)，電池行業(yè)出現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)基地，產(chǎn)生了年需求鈷金屬量達(dá)1500噸/年以上的企業(yè)，產(chǎn)品指標(biāo)進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，產(chǎn)品銷往世界各地。鑒于我國(guó)電池行業(yè)的發(fā)展速度，預(yù)計(jì)各類二次充電電池年產(chǎn)量在2004年19億只的基礎(chǔ)上，將快速達(dá)到30億只以上，成為世界第一生產(chǎn)大國(guó)。

我國(guó)硬質(zhì)合金生產(chǎn)發(fā)展很快，2001年產(chǎn)量超過(guò)9000噸，2004年產(chǎn)量將達(dá)到16000噸，年增長(zhǎng)率20％以上。就產(chǎn)量而言，已經(jīng)成為世界上最大的硬質(zhì)合金生產(chǎn)國(guó)。

隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，硬質(zhì)合金、精密合金、石化催化劑的性能要求越來(lái)越高，對(duì)原料的要求相應(yīng)提高，特別是我國(guó)鋰離子充電電池的快速發(fā)展，對(duì)作為這幾種材料必不可少的草酸鈷提出了更高的要求，雜質(zhì)含量從100ppm降低到40ppm以下，國(guó)外高性能鋰電池所需的草酸鈷的金屬雜質(zhì)含量降低到20ppm以下。這也促成了鈷鎳生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展。

對(duì)鈷土礦的處理，國(guó)內(nèi)外一般采用如下幾種工藝：

(1)

(2)

(3)

隨著萃取技術(shù)的發(fā)展，第(1)、(2)種工藝已經(jīng)過(guò)時(shí)，很少被采用，其主要缺點(diǎn)是：工藝流程長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量不好。第(3)種工藝采用了先進(jìn)的萃取技術(shù)，是現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用的技術(shù)；但普遍存在設(shè)備投資大、鈷回收率不高、不能深度除雜的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種工藝流程簡(jiǎn)單、金屬回收率高，生產(chǎn)成本低和環(huán)境污染小的從鈷土礦中分離并制備高松比高純草酸鈷的方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

從鈷土礦中分離并制備高松比高純草酸鈷的方法，包括以下步驟：

一、浸出、除鐵步驟：

將1000重量份100目的鈷土礦按重量比1∶(2-3)的比例投入到1.6mol/l的硫酸介質(zhì)中，在60-80℃條件下加入140-190重量份亞硫酸鈉，還原浸出5.5-6.5小時(shí)；

然后加入8-12重量份的氯酸鈉，加入重鈣粉并控制PH值為2.5-3.5，在70-90℃條件下反應(yīng)5.5-6.5小時(shí)，然后通過(guò)隔膜壓濾，進(jìn)行固液分離得到浸出溶液；

二、萃取步驟：

A、銅萃?。涸诓襟E一中得到的浸出溶液中按相比2∶1的比例加入銅萃取劑，所述銅萃取劑為L(zhǎng)ix984N與260#煤油混合溶液，所述Lix984N在混合溶液中的體積濃度為4-6％；萃取時(shí)間為2-4分鐘，油水分離，水相即為銅萃余液；

B、P204萃取除雜：以P204與260#煤油混合溶液為除雜萃取劑，所述P204在混合溶液中的體積濃度為6-10％；將除雜萃取劑以質(zhì)量濃度為32％的氫氧化鈉進(jìn)行皂化，使皂化率達(dá)到40-45％，然后按相比2.5∶1的比例加入到銅萃余液中，萃取時(shí)間為2-4分鐘，油水分離，水相即為P204萃余液；

C、P507萃取分離鎳鈷：以P507與260#煤油混合溶液為鈷萃取劑，所述P507在混合溶液中的體積濃度為6-10％；將鈷萃取劑以質(zhì)量濃度為32％的氫氧化鈉進(jìn)行皂化，使皂化率達(dá)到46-55％，然后按相比3∶1的比例加入到P204萃余液中，萃取時(shí)間為3-6分鐘，油水分離，油相為P507負(fù)荷有機(jī)相；將P507負(fù)荷有機(jī)相按相比6∶1的比例用2.5-4.5N的鹽酸進(jìn)行反萃取，反萃時(shí)間為3-6分鐘，油水分離，水相即為P507反萃后液；

三、高松比高純草酸鈷合成步驟：