[發明專利]一種七水硫酸鈷的生產方法

有效

• 申請號: 201610079052.1
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105668651B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 付海闊;鐘暉;張鞍;梁衛春;陳亮
• 申請（專利權）人: 廣東佳納能源科技有限公司
• 主分類號: C01G51/10
• 分類號: C01G51/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 羅曉林

技術領域

本發明涉及七水硫酸鈷的生產方法，具體涉及一種低沸點溶劑溶析結晶生產七水硫酸鈷的方法。

技術背景

現行的七水硫酸鈷是采用蒸發濃縮-冷卻結晶方法生產，傳統的蒸發技術有單效蒸發、多效蒸發，結晶為單槽間歇操作。傳統技術存在以下缺點：（1）蒸發濃縮能耗大；（2）結晶產品顆粒細；（3）自動化程度低、生產效率低。

CN 104192917 A公開了硫酸鈷連續結晶的方法，將反萃后硫酸鈷液經過 MVR 蒸發濃縮后通過改進的冷卻型內循環連續結晶器進行結晶，相對于傳統工藝具有能耗低、顆粒均勻、自動化程度高等優點，但存在設備投資高、工藝控制參數多、技術操作復雜、對人員素質要求高等缺點，同時也不能解決傳統蒸發結晶過程中的如下缺點：（1）一次結晶率低，母液需要返回再蒸發，能耗高；（2）沒有避開蒸發濃縮工序水不溶物形成的過程，水不溶物高；（3）原液中的游離酸在母液中聚集，母液蒸發的產品pH值偏低。

發明內容

本發明的目的在于解決目前蒸發濃縮-冷卻結晶生產七水硫酸鈷方法中存在的不足，提供一種低沸點溶劑溶析結晶生產七水硫酸鈷的方法。

本發明上述目的通過以下技術方案予以實現：

一種七水硫酸鈷的生產方法包括以下步驟：

（1）向裝有硫酸鈷溶液的結晶槽中加入溶析劑，使硫酸鈷溶析結晶析出成核并生長；

（2）當結晶槽中的硫酸鈷溶液（即母液）中鈷濃度<10g/L時，停止加入溶析劑，攪拌陳化0.5~5h后進行固液分離；

（3）將所得的固體干燥篩分，篩下物作為晶種，篩上物為七水硫酸鈷；

（4）將結晶槽中的硫酸鈷溶液進行蒸餾，餾液作為溶析劑返回結晶步驟，殘液返回鈷濕法冶煉車間；

其中，步驟（1）所述溶析劑為可與水互溶但不溶于硫酸鈷的有機溶劑，其沸點低于水的沸點；所述硫酸鈷溶析結晶時的溫度為0~40℃。

作為一種優選的技術方案，步驟（1）中，所述溶析劑包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙腈、丙酮或四氫呋喃。

更進一步地，步驟（1）中，所述溶析劑為甲醇或乙醇等恒沸時氣相中低沸點組分較高的溶劑。

更進一步地，步驟（1）中，所述硫酸鈷溶析結晶時的溫度為室溫。

作為一種優選的技術方案，步驟（2）中，當結晶槽中的硫酸鈷溶液中鈷濃度<1g/L時，停止加入溶析劑，進行固液分離。

作為一種優選的技術方案，步驟（1）中的結晶和步驟（2）中的固液分離均在密閉環境下進行，揮發的有機溶劑經冷凝后收集。

作為一種優選的技術方案，步驟（4）中，所述餾液中的溶析劑濃度為恒沸點濃度。

作為一種優選的技術方案，步驟（4）中，所述殘液中的溶析劑濃度＜1.0%。，殘液返回鈷濕法冶煉車間用于礦漿漿化，也可直接進行萃取或沉淀收鈷。

本發明中溶析結晶的技術原理在于：在原來的水溶液中，與Co²⁺、SO₄^2-溶劑化作用的水分子部分或全部被溶析劑分子取代，使溶液體系的自由能增加，導致CoSO₄過飽和而析出。

本發明中溶析劑回收采用的技術是蒸餾，其原理在于：溶液經加熱后部分氣化，由于各個組分具有不同的揮發性，致使液相和氣相的組成不一樣。揮發性高的組分在氣相中的濃度比在液相中的濃度要大；揮發性較低的組分在液相中的濃度比在氣相中的濃度要大。經過多次蒸餾或多塔板回流餾液中產品純度達到恒沸點組分，殘液中基本低揮發性組分。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

（1）本發明無蒸發過程，不需要單/多效蒸發或二次蒸汽壓縮蒸發等蒸發設備；加入比溶液體積小得多的溶析劑，即可達到完全析出的效果，所以蒸餾設備的規模也要比蒸發設備小，再加上溶析劑的比熱容和汽化熱均為水的20%，蒸餾的運行成本遠比蒸發水低；

（2）本發明與現有技術相比，沒有蒸發過程，也就避免了蒸發階段水不溶物水不溶物的形成過程，產品水不溶物<0.0005%；

（3）本發明與現有技術相比，本發明七水硫酸鈷產品粒度較大，+24目占90%以上，溶解后pH（Co 120g/L）>4.0。

附圖說明

圖1本發明的具體工藝流程之一；圖2是本發明的具體工藝流程之二。

具體實施方式

為進一步說明本發明的技術手段、新穎性和目的效果，結合實際闡述實施例，但以下實施例為示例性的，僅用于解釋此發明，而不能理解為對本發明的限制。