[發明專利]一種連續化制備大粒徑β-型硫化鈷晶體的制備方法

在審

• 申請號: 202010415509.8
• 申請日: 2020-05-16
• 公開（公告）號: CN111533179A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 謝福標;吳陽紅
• 申請（專利權）人: 贛州騰遠鈷業新材料股份有限公司
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 范禮龍

1.一種連續化制備大粒徑β-型硫化鈷晶體的制備方法，其特征在于：包含以下步驟：

步驟1、球磨：水鈷礦經過兩次破碎后送至球磨機，球磨機出料至分級器，分級溢流粗砂返回球磨機，構成閉路循環，粒度為50-200目的分級溢流礦漿進礦漿池，利用固液分離器，將上清液返回磨礦或配礦漿，將濃度為35％～75％的礦漿用脈動泵輸送到浸出車間；

步驟2、浸出：球磨礦漿在浸出槽中與硫酸混合，并通入還原劑攪拌進行還原浸出，浸出時控制一定浸出溫度，浸出液固的重量比為2～5：1，浸出反應時間1-4h，浸出終點pH為0.5～2.5，浸出礦漿進入化學除雜工序；水鈷礦浸出主要反應式如下：

Co₂O₃+SO₂+H₂SO₄＝2CoSO₄+H₂O；

Co(OH)₂+H₂SO₄＝CoSO₄+2H₂O；

CoSiO₃·2H₂O+H₂SO₄＝CoSO₄+SiO₂+3H₂O；

Cu₂(OH)₂CO₃+2H₂SO₄＝2CuSO₄+3H₂O+CO₂；

CuSiO₃·2H₂O+H₂SO₄＝CuSO₄+SiO₂+3H₂O；

NiCO₃+H₂SO₄＝NiSO₄+H₂O+CO₂；

NiSiO₃·2H₂O+H₂SO₄＝NiSO₄+SiO₂+3H₂O；

ZnCO₃+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂O+CO₂；

CaCO₃+H₂SO₄＝CaSO₄+H₂O+CO₂；

MgCO₃+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O+CO₂；

2Al(OH)₃+3H₂SO₄＝Al₂(SO₄)₃+6H₂O；

步驟3、除雜：水鈷礦浸出礦漿經過濃密沉降后，上清液先用氧化劑氧化處理，再用中和劑調節pH值2-4除去礦漿中的鐵鋁元素；

步驟4、脫銅萃取：浸出液經過氧化除鐵鋁后進入銅萃取車間，有機相組成為Lix984N萃取劑20％與260#溶劑油80％，有機相不需皂化；

萃取過程主要反應式如下：

萃取反應式：CuSO₄+2HR＝CuR₂+H₂SO₄；

反萃反應式：CuR₂+H₂SO₄＝CuSO₄+2HR；

步驟5、硫化沉鈷：經過除雜后得到凈化液，凈化液經過脫銅萃取后得到銅萃余液3-50g/L硫酸鈷溶液，pH為0.5-3.0；并向硫酸鈷溶液中加入絡合劑，配置絡合劑溶液濃度0.01-0.05g/L；按硫化堿60％計算配制150-350g/L硫化鈉溶液；以硫化鈉溶液為底液，將硫化鈉溶液、絡合劑溶液和硫酸鈷溶液一起流入反應槽中，并流過程中迅速將pH值控制在2-4.5，溫度控制在25-60℃，攪拌速度在80-150rpm，反應一段時間后，打開溢流閥，開始連續化生產；

硫化沉鈷的主要反應式如下：

Co²⁺+EDTA＝[Co-EDTA]²⁺；

[Co-EDTA]²⁺+S^2-＝CoS↓+EDTA；

步驟6、陳化：將反應槽中的硫化鈷漿料接入陳化反應槽，繼續陳化3-5H，攪拌速度60-90rpm，將漿料中的硫酸鈷溶液和硫化鈉溶液進一步反應完全；陳化主要反應式如下：

Co²⁺+EDTA＝[Co-EDTA]²⁺；

[Co-EDTA]²⁺+S^2-＝CoS↓+EDTA；

步驟7、固液分離：將陳化后的漿料通過脈動泵打入到固液分離器中，進行固液分離，上清液通過溢流口返回到浸出工序，礦漿通過脈動泵打入洗滌工序；

步驟8、洗滌：底部礦漿進入到洗滌工序后，加入50-60℃的熱水進行洗滌2-3次，得到硫化鈷晶體；

步驟9、低溫烘干：將洗滌后的硫化鈷晶體送入低溫烘干器中，控制窯內溫度60-100℃左右，時間2-5H，最終得到干燥后的硫化鈷產品。