[發(fā)明專利]一種降低電解鈷脆性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610473779.8
• 申請(qǐng)日: 2016-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105887137B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉丹;李軼轁;滕海濤;賀昕;陳斐;吳聰;熊曉東;王興權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 有研億金新材料有限公司
• 主分類號(hào): C25C1/08
• 分類號(hào): C25C1/08;C25C7/06
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11100
• 代理人: 張晶,郭佩蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，涉及高純鈷的制備方法，具體涉及一種降低電解鈷脆性的方法。

背景技術(shù)

電解鈷是具有光澤的鋼灰色金屬，硬而脆。由于其特殊的性質(zhì)，濕法冶金電解鈷常常出現(xiàn)脆性大，陰極板破裂，產(chǎn)品鈷板與鈦種板不能完整剝離等現(xiàn)象，脆性引起切割過(guò)程中炸裂，造成電解鈷產(chǎn)品可利用率只有50％等問(wèn)題，使得電解鈷產(chǎn)品浪費(fèi)嚴(yán)重，增加生產(chǎn)成本。

周榮華、呂景文在提高始極片合格率的生產(chǎn)實(shí)踐一文中，針對(duì)始極片質(zhì)量中存在的長(zhǎng)粒子、爛邊角、厚薄不均、發(fā)脆等問(wèn)題，進(jìn)行了工藝改進(jìn)，主要從電解液濃度、電解液溫度和流量，以及調(diào)整和控制牛膠和干酪素添加劑的用量方面，調(diào)整工藝后的始極片合格率得到較大幅度的提高，但是此工藝的電解溫度高于60℃，增加了電解液的揮發(fā)，造成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，同時(shí)電解過(guò)程中添加劑的加入必須嚴(yán)格控制其含量，不利于人員操作，以及可能產(chǎn)生產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)造成質(zhì)量不穩(wěn)定。

馬梅彥在專利為一種利用離子液體低溫電沉積鈷的方法中，采用烷基吡啶鹽、烷基季膦鹽等離子液體電解質(zhì)，以直流電沉積方式，在電解溫度為25～60℃，從而在陰極上生產(chǎn)出鈷，該方法的溫度相對(duì)低、能耗少，但卻沒(méi)有提及陰極鈷板的脆性問(wèn)題，同時(shí)，電解質(zhì)中有機(jī)活性劑的加入，將會(huì)增加有機(jī)物污染電沉積鈷板，增加極板上氣泡或氫脆的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，急需一種可降低電解鈷脆性的方法，以提高產(chǎn)品的成品率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種降低電解鈷脆性的方法，該方法可維持溶液中主體Co離子濃度恒定，不需添加任何表面活性劑，即可得到高致密度、低脆性的電解鈷，無(wú)需加熱裝置，能耗小，溶液揮發(fā)少，工作環(huán)境能大大改善，降低表面活性劑對(duì)產(chǎn)品形貌和氫脆影響的風(fēng)險(xiǎn)，能促進(jìn)電解鈷產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)境友好、低成本、高效率的批量化生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種降低電解鈷脆性的方法，包括如下步驟：

1)配液：將無(wú)水氯化鈷溶解于特殊緩沖體系中，制成鈷離子濃度為60～100g/L的pH為3.5-4.0的氯化鈷溶液；

2)凈化除雜：氯化鈷溶液通過(guò)過(guò)濾、樹(shù)脂吸附和萃取交換凈化，去除雜質(zhì)；

3)等主體離子造液：監(jiān)測(cè)溶液鈷離子濃度，當(dāng)鈷離子濃度＜60g/L時(shí)，加入一定量的無(wú)水氯化鈷，溶解后循環(huán)混合均勻，以穩(wěn)定氯化鈷溶液體系中鈷離子的濃度為60～100g/L，制成等主體離子電解液；

4)電解：將步驟3)中制成的電解液放入電解槽中進(jìn)行低溫直流電解，制備電解鈷，電解過(guò)程中維持電解液不斷循環(huán)；

5)電解液循環(huán)：將步驟4)的溶液返回步驟2)中，維持電解液動(dòng)態(tài)循環(huán)。

優(yōu)選地，步驟1)中所述特殊緩沖體系為醋酸-醋酸鈉緩沖溶液或檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液。

優(yōu)選地，步驟2)所述的凈化除雜過(guò)程中使用的樹(shù)脂是樹(shù)脂201，301，D311，711的兩種或兩種以上組合以去除溶液中的金屬雜質(zhì)。

優(yōu)選地，步驟4)中電解的溫度為20℃-25℃。

進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明中所指金屬雜質(zhì)包括Fe、Ni、Cu、Zn、Sb、Pb、Ag、Mn、Bi等。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的造液過(guò)程為通過(guò)監(jiān)控凈化前后氯化鈷溶液中鈷離子的濃度差，計(jì)算出所需鈷的含量，通過(guò)補(bǔ)加無(wú)水氯化鈷到現(xiàn)有電解液中，溶解完全后循環(huán)，穩(wěn)定溶液中鈷離子濃度，保證進(jìn)入電解系統(tǒng)中鈷離子的恒定。

本發(fā)明中將電解鈷后溶液循環(huán)使用，可節(jié)省原料，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的一種降低電解鈷脆性的方法，不需添加任何表面活性劑，電解過(guò)程中不需加熱，即可得到高致密度、低脆性的電解鈷，制備的鈷產(chǎn)品平整致密性高，電解鈷的相對(duì)密度達(dá)99.20％以上，電解鈷板剪切后可利用率大于99％。該方法能耗小，溶液揮發(fā)少，工作環(huán)境良好，能促進(jìn)電解鈷產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)境友好、低成本、高效率的工業(yè)化放大生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的降低電解鈷脆性的方法的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

配液：將無(wú)水氯化鈷溶解于特殊緩沖體系中制成pH為3.5-4.0的氯化鈷溶液，其中特殊緩沖體系為醋酸-醋酸鈉緩沖溶液或檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液；

凈化除雜：氯化鈷溶液通過(guò)過(guò)濾、樹(shù)脂吸附和萃取交換凈化，去除雜質(zhì)，使用的樹(shù)脂是樹(shù)脂201，301，D311，711兩種或兩種以上組合去除溶液中的金屬雜質(zhì)，包括Fe、Ni、Cu、Zn、Sb、Pb、Ag、Mn、Bi等；