[發明專利]一種無氨化金屬鈷粉制備工藝

在審

• 申請號: 202011139869.6
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112371990A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 楊秀建;趙躍東;周東海;陳學田
• 申請（專利權）人: 寧波互邦新材料有限公司
• 主分類號: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22;C01G51/06
• 代理公司: 廣州博士科創知識產權代理有限公司 44663
• 代理人: 陳丹丹

本發明公開了一種無氨化金屬鈷粉制備工藝，采用碳酸鹽作為沉鈷原料與高純度的鈷溶液反應來合成碳酸鈷鹽，進一步再通過還原焙燒上述碳酸鈷鹽來制得金屬鈷粉。本發明沉鈷工藝生產的碳酸鈷鹽具備穩定的物理性能和化學性能，進而可以改善和提高成品金屬鈷粉的質量穩定性；同時，在沉鈷工藝中無需引入銨根離子，不會產生污染環境的廢氣和固廢，廢水中也不含有氨氮類物質，降低了廢水的后期處理流程和處理成本，改善了作業環境，兼備良好的經濟效益和環保效益。

技術領域

本發明涉及金屬鈷粉制備及廢舊三元動力電池回收的技術領域，特別是涉及一種無氨化金屬鈷粉制備工藝。

背景技術

鈷是一種重要的黑色金屬，由于具有良好的物理、化學和力學性能，因其催化活性高、飽和磁化強度高、抗氧化性好等優點，被廣泛用于硬質合金、航空、催化、磁性材料、醫藥、新能源和新材料等領域。

金屬鈷粉是超硬合金材料(如硬質合金和人造金剛石工具)的關鍵原料之一，其性能決定了超硬合金材料的粘結性能、強度和韌性，對超硬合金材料的使用性能至關重要。伴隨著經濟的快速發展，對硬質合金的需求量也大幅增加，近年來達到8％以上的需求增長率。同時，對應經濟的高速發展，人民的生活質量也得到了提高，這就要求各行各業的生產服務過程必須減少對環境的污染，因此對金屬鈷粉的制備工藝也提出了更高的環保性要求。當前，在金屬鈷粉的生產工藝中通常采用碳銨或草酸銨作為沉淀劑，進而引入了銨根離子，在沉鈷工序的后段銨根離子進入母液中，產生含氨廢水，含氨廢水不能直接排放，必須集中進行無氨化處理后達到氨氮的排放標準才能外排，處理銨根離子需要投入昂貴的處理設備和占地較大的工作場所，同時需要配備足夠的專業操作人員，增加了大量的人力、物力和財務成本；另一方面，在碳銨的配置和生產使用過程中會產生強烈的氨味，對環境及操作人員造成影響，不利于清潔生產流程控制。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種無氨化金屬鈷粉制備工藝，通過采用碳酸鹽作為沉鈷原料來合成碳酸鈷鹽，進一步通過還原焙燒上述碳酸鈷鹽來制得金屬鈷粉，在沉鈷工藝中不需引入銨根離子，具備良好的質量穩定性和環保性。

針對上述問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種無氨化金屬鈷粉制備工藝，其特征在于，采用碳酸鹽作為沉鈷原料與鈷溶液反應制得碳酸鈷鹽，進一步通過還原焙燒所述碳酸鈷鹽來制得金屬鈷粉。

進一步的，所述碳酸鹽為純堿或碳酸氫鈉。

進一步的，所述無氨化金屬鈷粉制備工藝，其具體包括以下步驟：

S1沉鈷劑的配制：將碳酸鹽配制成10～30％濃度的溶液；

S2鈷溶液的配制：所述鈷溶液的濃度在60-90g/L之間，所述鈷溶液中鈣、鎂、銅、錳、鐵、鎳元素的濃度均小于0.005g/L；

S3碳酸鈷鹽的合成：將S1中的沉鈷劑和S2中的鈷溶液按照1：0.1～2.0的流量比例進行反應，制得碳酸鈷鹽溶液；

S4碳酸鈷鹽的脫水、漂洗：對S3中的碳酸鈷鹽溶液進行脫水，并漂洗至其鈷鈉比達到9000-16000，制得濕基的碳酸鈷鹽；

S5碳酸鈷鹽的烘干：對S4中濕基的碳酸鈷鹽進行烘干，制得干基的碳酸鈷鹽；

S6金屬鈷粉的制備：通過還原焙燒S5中干基的碳酸鈷鹽，制得金屬鈷粉產品。

進一步的，所述S1中沉鈷劑的配制工藝，其具體包括：將電導率在2-20S/m之間的去離子水加熱至60-100℃，邊攪拌邊以每小時100-300公斤速度加入純堿或碳酸氫鈉，充分攪拌直至純堿或碳酸氫鈉全部溶解，靜置澄清后，制得所述沉鈷劑。

進一步的，所述S2中的鈷溶液采用氯化鈷溶液、硫酸鈷溶液或硝酸鈷溶液通過萃取工藝制得。