專利名稱：從含鈷下腳料中高效提取鈷化物的新工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種化工原料制取工藝，即從含鈷下腳料中提取鈷化物的新工藝。
鈷元素是大自然中比較稀少的元素，鈷資源在世界上比較缺乏；隨著工業技術的不斷發展，鈷化物的用途愈來愈廣泛，需求量也日益增高。由于資源缺少，這就對工業生產中產生的含鈷下腳料，含鈷廢金屬中的鈷元素重新利用成了重要的工作。鈷回收工作的目前現狀為工業生產中產生的含鈷下腳料，含鈷廢金屬中鈷元素往往和鐵、錳等元素混在一起，要利用其中的鈷制成高純度的鈷化合物就必須將鈷與鐵、錳分開，將鈷提取出來制成有用的鈷化合物，例醋酸鈷、氧化鈷、氯化鈷、堿式碳酸鈷等等。目前多數廠家的提取方法是利用硫酸、鹽酸、硝酸將含鈷下腳料，鈷廢金屬溶成混合鹽溶液，然后調整溶液的PH值，用過氧化氫、氯酸鈉等強氧化劑，將鐵、錳等金屬離子氧化成鐵、錳高價氫氧化物或氧化物，形成沉淀卻去掉。這種方法有兩缺點其一、提取率低因鈷在氧化時也有部分被氧化成高價氧化物或氫氧化物的沉淀一同被除去。其二、純度低錳鐵的殘存可溶離子較多，因此提出的鈷的純度低，對制取高純度鈷化物仍然派不上用場，目前高純鈷化合物只能利用高純鈷金屬來制取。
本發明的目的就是從含鈷下腳料中高效提取高純的鈷氧化物，從而制取高純鈷化合物。
為實現上述目的，本發明技術方案的工藝方法步驟及相關化學反應式如下1、酸溶根據下腳料的性能，經預處理或直接溶于硫酸或鹽酸中形成酸溶液PH值保持在2-3，此時Co 呈 CoSO4CoCl2存于溶液中Mn 呈 MnSO4MnCl2存于溶液中Fe 呈 FeSO4FeCl2存于溶液中Fe2(SO4)3FeCl3存于溶液中將不溶物利用分離設備(離心機、過濾機等)分離出來得到清溶液。
2、氨化分離將酸溶來的清的混合酸溶液加進氨水中，保持PH值為8-9。產生下列反應
在過量氨的作用下Co被絡合成鈷氨絡離子溶于水在空氣中氧氣作用下，Co(NH3)4++被氧化成更穩定的Co(NH3)6+++絡離子也溶于水。
在此情況下，Fe(OH)2和多數Mn(OH)2是沉淀物。
將此懸濁液進行分離，得到的液體中尚有少量的Mn(OH)2溶于過量的氨水中。
在溶液中加入Na2CO3或NH4HCO3溶液產生下列反應
將MnCO3沉淀分離掉。因為Mn(OH)2在氨溶液中遇空氣會氧化產生棕色的Mn(OH)4的沉淀，也一并去除掉。溶液中只留下Co的化合物，將鈷與錳鐵分離開。
3、加堿熱沉在溶液中加進NaOH并加熱至沸騰，則發生下列反應這樣形成鈷氧化物沉淀、氨氣逸出，液體是NaCl溶液。
4、吸收在加熱沉淀中送來的氨經過水吸收冷卻制成120TT(即6N)的氨水，供氨化使用。
5、分離將熱沉淀送來懸浮液利用分離器械將鈷氧化物與NaCl溶液分離。
6、洗滌將分離出的鈷氧化物用高純水洗滌進一步分離得到純度很高的鈷氧化物用以制備各種鈷化合物。
本發明方法的優點為1、提取率高由于Co(NH3)6Cl3的溶解度大，絡合離子穩定，因此Co(OH)2的沉淀基本全部溶解掉，因此保證了本發明有高的提取率，實驗證明提取率可達95％以上。2、純度高在NH3存在條件下Mn(OH)2-MnCO3非常容易進行，Fe(OH)3、Fe(OH)2、MnCO3溶度積都很小，存在于溶液中的錳、鐵離子很微很微。因此保證了提出的三氧化二鈷純度很高，中試實驗證明，用此鈷氧化物制取的堿式碳酸鈷中Co含量達46.9％；制取的醋酸鈷Co(CH3COO)24H2O的醋酸鈷含量達99％，與高純金屬鈷制備的產物媲美。3、從鈷的氧化物出發用傳統方法制取其它鈷化物易于進行。
下面結合附圖介紹本發明的一個實施例附
圖1是本發明工藝流程示意圖。
本人采用本發明給出方法，在江浦某精細化工廠進行中試，具體做法如下1、原料是從揚子集團公司化工廠生成對苯二鉀酸的廢液中用碳酸鈉回收的鈷錳料。其主要成分為CoCO3、MnCO3，其Co含量在10％。
2、輔助原料均為市場產品，氨水為工業氨水。
3、按發明的流程進行實例敘述。
(1)酸溶將鈷錳料在反應釜中用工業硫酸溶解，并去除掉不溶于稀酸有機酸殘渣，得到澄清CoSO4、MnSO4混合溶液。
(2)氨化按本發明要求在氨化器中加入工業氨水，將酸溶液體緩緩加入，保持PH值在8-9以上。
(3)分離利用800離心機將沉淀分離出，液體加進碳酸鈉溶液沉淀澄清后送進反應釜。
(4)加堿熱沉在反應釜中加進NaOH并加熱至沸騰溫度達100度保持5分鐘。
(5)分離洗滌將熱沉的懸浮液進行冷卻到60度送到800離心機分離出鈷氧化物，并用高純水將濾餅沖洗五次。
(6)溶解將濾餅鈷氧化物在反應釜中用濃硫酸溶解并稀釋。
(7)分離將溶解的硫酸鈷溶液經離心機分離得清溶液，濾餅為未溶完的Co2O3下釜再溶。
(8)沉淀將硫酸鈷溶液送到沉淀糟(3立方米不銹鋼制的攪拌糟)加入Na2CO3溶液使PH值達8，生成紫紅色沉淀。
(9)分離將含紫紅色沉淀的懸浮液送入800離心機中，將Na2SO4溶液離出，紫色濾餅用高純水沖洗三遍。
(10)洗滌將濾餅送入洗滌糟中加入高純水攪拌洗滌。
(11)將洗滌后的懸浮液再送入800離心機分離并用高純水再沖洗數遍，直至濾液中加入BaCl2溶液不見白色沉淀為止。
(12)曬干粉碎將濾餅在盤中進行曬干并碎成綠豆粒大的堿式碳酸鈷產品。
(13)產品經化工大學分析教研室分析含鈷量為46.9％。
權利要求
1.從含鈷下腳料中高效提取鈷化合物的方法，該方法對含鈷下腳料酸性溶液用過量氨氨化并分離出鈷氨絡合物溶液，再加堿熱沉分離出鈷氧化物。
2.根據權利要求1所述的方法，其中含鈷下腳料是包含有鈷、鐵、錳元素的含鈷廢金屬。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中對含鈷下腳料進行酸溶處理是將下腳料經預處理或直接溶于硫酸或鹽酸中，酸溶液PH值保持在2-3。
4.根據前述權利要求中任一項的方法，其中氨化分離是將酸溶來的清的混合酸溶液加入過量氨水，保持PH值在8-9。
5.根據前述權利要求中任一項的方法，其中加堿熱沉是在以鈷氨絡合物為主的溶液中加入燒堿加熱至沸騰。
6.根據前述權利要求中任一項的方法，其中加堿熱沉步驟中逸出的氨氣經過水吸收冷卻制成120TT(即6N)氨水供氨化使用。
全文摘要
本發明提供一種從含鈷下腳料中高效提取鈷化物的新工藝,該方法的關鍵步驟是對含鈷下腳料酸性溶液用過量氨水氨化并分離出鈷氨絡合物溶液,再加堿熱沉分離出鈷氧化物。采用本方法提取鈷化物,提取率高且提出的鈷氧化物純度也高。
文檔編號C22B7/00GK1249354SQ9811150
公開日2000年4月5日 申請日期1998年9月25日 優先權日1998年9月25日
發明者孔令樹 申請人:孔令樹