[發明專利]一種高效除去硫酸鈷溶液中硝酸根雜質的方法

有效

• 申請號: 201610402437.7
• 申請日: 2016-06-08
• 公開（公告）號: CN105905951B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 陳銳宋;陳旭波;譚澤;李明;黃司平
• 申請（專利權）人: 廣東光華科技股份有限公司
• 主分類號: C01G51/10
• 分類號: C01G51/10
• 代理公司: 汕頭市高科專利事務所44103
• 代理人: 唐瑞玉

技術領域

本發明涉及一種雜質的除去方法，尤其涉及一種金屬鹽溶液中硝酸根雜質的除去方法，更具體是涉及一種高效除去硫酸鈷溶液中硝酸根雜質的方法。

背景技術

七水合硫酸鈷是一種玫瑰紅色單斜晶系結晶，脫水后呈紅色粉末，溶于水和甲醇，微溶于乙醇。硫酸鈷以往主要用于陶瓷釉料和油漆催干劑，也用于電鍍、堿性電池、生產含鈷顏料和其它鈷產品，還用于催化劑、分析試劑、輪胎膠粘劑和立德粉添加劑等；近年來，硫酸鈷作為二次電池正極材料的原料被大量使用，具有廣闊的市場前景，但硫酸鈷中硝酸根的存在對其使用性能影響很大，為確保其使用性能，國內電子、電池等行業對硫酸鈷中硝酸根雜質的控制一般為0.05％以下，國際知名品牌默克公司更是要求硝酸根含量≤0.01%。

硫酸鈷通常的制備方法主要有：(1)混酸化鈷法，將金屬鈷片溶于硫酸及硝酸的混合酸中，用蒸汽加熱至沸，反應后經濃縮、結晶、分離母液，制得硫酸鈷；(2)濕法浸出萃取法，以含鈷礦、含鈷廢屑料為原料回收鈷資源，通過氧化浸出、萃取提純出硫酸鈷產品；由于方法(1) 需要使用硝酸溶解金屬鈷板，因此不可避免的會引入硝酸及硝酸鹽雜質；而方法（2）一般是使用硫酸氧化浸出、使用溶劑煤油萃取分離，由于這些輔料純度不高，硝酸根雜質會累積殘留，加上原料來源復雜，含鈷礦、含鈷廢屑料中也有硝酸鹽的存在，因此該法得到的硫酸鈷溶液硝酸根含量也比較高，可以達到0.5%甚至1%以上。

對于硫酸鈷產品的除雜問題，目前研究較多的是如何除去硫酸鈷溶液中的金屬雜質，如專利號為ZL201110101859、名稱為“硫酸鈷的制備方法”的中國專利，介紹了鈷浸出液的除雜方法，該方法是采用氧化沉淀除去硫酸鈷浸出液中的錳、鐵、砷等雜質元素，通過氟化沉淀再除去鈣、鎂等雜質元素，該專利只能除去金屬雜質，對于如何除去硝酸根雜質并沒有提及；專利號為ZL201280059603、名稱為“硫酸鈷的制造方法”的中國專利，介紹了通過使用酸性有機提取劑的溶劑提取獲得高濃度的硫酸鈷溶液的方法，但該方法也只是去除鈣、鎂、鈉等金屬雜質，并不能除去其中的硝酸根。對于如何除去硫酸鈷溶液中的硝酸根雜質，目前的辦法一般是采用結晶、重結晶使硝酸根留存在結晶母液中，但母液多次套用后產品中的硝酸根含量比較高，根本達不到電子信息、電池、催化、分析測試等行業的使用要求。

發明內容

為克服以上存在的問題，本發明的目的是提供一種高效除去硫酸鈷溶液中硝酸根雜質的方法，由該方法獲得的硫酸鈷，其硝酸根含量可以達到0.02%以下。

為實現以上目的，本發明的高效除去硫酸鈷溶液中硝酸根雜質的方法，依次包括如下步驟：

(1)取一定量的粗品硫酸鈷溶液，加入稀硫酸調節其pH值≤2.5，加熱并使溶液溫度保持在75-85℃，在攪拌的條件下，分次加入質量濃度為40%的甲醛溶液進行反應，反應過程溶液有淡黃色氣體產生，當甲醛溶液加完并觀察到不再有氣體產生時，在75-85℃下繼續保溫反應60分鐘以上；

(2)步驟（2）得到的溶液在60-70℃保溫攪拌下，分次加入質量濃度為30%的雙氧水進行反應，加完雙氧水后繼續保溫反應30分鐘以上；

(3)將步驟(3)得到的溶液過濾、濃縮、冷卻結晶，離心甩干，得到七水合硫酸鈷結晶；

上述步驟（1）中甲醛溶液的加入量為粗品硫酸鈷溶液中硝酸根質量的0.4-0.5倍；步驟（2）中雙氧水的加入量是步驟（1）甲醛溶液加入量的1.4-1.5倍；步驟（3）的濃縮終點為熱溶液比重d=1.45-1.48。

為了保證反應更加順利進行，上述步驟（2）在反應過程應適時監控溶液的pH值，并適當補充稀硫酸以保持反應過程溶液的pH≤2.5。

為避免甲醛揮發太大，同時使反應溫和進行且充分反應，上述甲醛溶液的分次加入方式是首次加入約一半量的甲醛溶液，30分鐘后每隔15分鐘將剩余的甲醛溶液分3-4次加入。

為了避免反應太過激烈，同時使反應溫和進行且充分反應，上述雙氧水分3-5次加入，每次間隔15分鐘以上。

為了減少溶液中的顆粒物雜質，更好提高產品的純度，上述步驟（3）在過濾前先添加適量活性炭進行吸附。

為了便于原料添加量的計算，上述步驟（1）投料前先測定粗品硫酸鈷溶液中硝酸根的含量。

為了減少雜質的引入，上述步驟(1)、步驟（2）中所用的稀硫酸、甲醛溶液、雙氧水均為化學純級。

為了避免甲醛和硝酸根反應產生的NO₂影響環境，上述步驟（1）的反應是在連接有廢氣吸收裝置的反應容器中進行，廢氣采用堿性溶液進行吸收。