[發明專利]一種鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010739908.X
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112010356A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 許開華;李晨威;劉文澤;楊航;易全瑞
• 申請（專利權）人: 格林美股份有限公司;荊門市格林美新材料有限公司
• 主分類號: C01G51/04
• 分類號: C01G51/04;C01G51/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 范威

1.一種鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料，其特征在于，所述材料的化學式為：La_xAl_yMg_zCo_aO_b，其中，0.0015＜x＜0.004，0.035＜y＜0.1，0.01＜z＜0.02，2.876＜a＜2.954，3.999＜b＜4.005。

2.根據權利要求1所述的鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料，其特征在于，所述材料的截面形貌為由圓心向圓周呈發散狀。

3.一種基于權利要求1所述的鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)配制鈷鹽溶液；鈷鹽溶液中鈷離子的濃度為65g/L-195g/L；

(2)配制鋁鹽溶液；鋁鹽溶液中鋁離子的濃度為0.6g/L-6.0g/L；

(3)配制鑭鹽溶液和鎂鹽溶液；鑭鹽溶液中鑭離子的濃度為0.3g/L-1.2g/L，鎂鹽溶液中鎂離子的濃度為0.3g/L-1.2g/L；

(4)將步驟(3)中的鑭鹽溶液和鎂鹽溶液通過計量泵打入步驟(2)中的鋁鹽溶液，得到混合溶液；

(5)將步驟(1)中的鈷鹽溶液、步驟(4)中的混合溶液、碳酸氫銨溶液分別通過計量泵以并流的方式加入到帶有底液的反應釜中進行共沉淀反應，得到含有三金屬的鑭鋁鎂共摻雜的碳酸鈷；底液為碳酸氫銨溶液或者去離子水；加入反應釜中的鈷鹽溶液、混合溶液、碳酸氫銨溶液的體積比為(0.5-1.5)：(1.0-3.0)：2；混合溶液中鑭鹽溶液、鎂鹽溶液、鋁鹽溶液的體積比為(1-2)：(1-2)：1；加入反應釜中的碳酸氫銨溶液的濃度為200g/L-260g/L；共沉淀反應的工藝條件為：反應的pH為7.0-7.4、反應溫度為30℃-55℃、反應時間為120h-220h、反應轉速為150rpm-800rpm；

(6)將步驟(5)得到的含有三金屬的鑭鋁鎂共摻雜的碳酸鈷煅燒，得到三金屬鑭鋁鎂共摻雜的四氧化三鈷。

4.根據權利要求3所述的鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中鈷鹽溶液中的鈷鹽為氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷中的一種或幾種。

5.根據權利要求3所述的鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中鋁鹽溶液中的鋁鹽為硫酸鋁。

6.根據權利要求3所述的鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中鑭鹽溶液中的鑭鹽為氯化鑭；步驟(3)中鎂鹽溶液中的鎂鹽為氯化鎂、硫酸鎂中的一種或兩種。

7.根據權利要求3所述的鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)中鈷鹽溶液、混合溶液、碳酸氫銨溶液加入到帶有底液的反應釜中的進料流量之比為(0.5-1.5)：(1.0-3.0)：2；底液的加入量為反應釜體積的15％-30％。

8.根據權利要求7所述的鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)中底液為碳酸氫銨溶液時，底液的濃度為2g/L-40g/L。

9.根據權利要求3所述的鑭鋁鎂原位共摻雜的四氧化三鈷材料的制備方法，其特征在于，步驟(6)中含有三金屬的鑭鋁鎂共摻雜的碳酸鈷煅燒的工藝條件為：煅燒溫度為250℃-1000℃、煅燒時間為4h-10h。