一種降低電解鈷脆性的方法
【專利摘要】本發明屬于濕法冶金領域，具體為一種降低電解鈷脆性的方法，包括如下步驟：1)將無水氯化鈷溶解于緩沖體系中，制成pH為3.5?4.0的60～100g/L的氯化鈷溶液；2)氯化鈷溶液通過過濾、樹脂吸附和萃取交換凈化，去除雜質；3)監控溶液鈷離子濃度＜60g/L時，加入一定量的無水氯化鈷，溶解后循環混合均勻，以穩定氯化鈷溶液體系中鈷離子的濃度為60～100g/L；4)將得到的溶液放入電解槽中進行低溫直流電解，制備電解鈷；5)電解液動態循環。該方法電解制備得到的陰極鈷產品致密度高，脆性不大，便于后續的剪切加工。降低電解鈷的脆性，有利于提高電解鈷產品的可利用率，并大大降低產品生產成本。
【專利說明】
一種降低電解鈷脆性的方法
技術領域
[0001]本發明屬于濕法冶金領域，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】
[0002]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，濕法冶金電解鈷常常出現脆性大，陰極板破裂，產品鈷板與鈦種板不能完整剝離等現象，脆性引起切割過程中炸裂，造成電解鈷產品可利用率只有50%等問題，使得電解鈷產品浪費嚴重，增加生產成本。
[0003]周榮華、呂景文在提高始極片合格率的生產實踐一文中，針對始極片質量中存在的長粒子、爛邊角、厚薄不均、發脆等問題，進行了工藝改進，主要從電解液濃度、電解液溫度和流量，以及調整和控制牛膠和干酪素添加劑的用量方面，調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°C，增加了電解液的揮發，造成生產現場環境惡劣，同時電解過程中添加劑的加入必須嚴格控制其含量，不利于人員操作，以及可能產生產品的質量波動造成質量不穩定。
[0004]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，以直流電沉積方式，在電解溫度為25?60°C，從而在陰極上生產出鈷，該方法的溫度相對低、能耗少，但卻沒有提及陰極鈷板的脆性問題，同時，電解質中有機活性劑的加入，將會增加有機物污染電沉積鈷板，增加極板上氣泡或氫脆的風險。
[0005]因此，急需一種可降低電解鈷脆性的方法，以提高產品的成品率。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于針對現有技術中存在的不足，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，無需加熱裝置，能耗小，溶液揮發少，工作環境能大大改善，降低表面活性劑對產品形貌和氫脆影響的風險，能促進電解鈷產品進行環境友好、低成本、高效率的批量化生產。
[0007]為了實現上述目的，本發明提供一種降低電解鈷脆性的方法，包括如下步驟:
[0008]I)配液:將無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；
[0009]2)凈化除雜:氯化鈷溶液通過過濾、樹脂吸附和萃取交換凈化，去除雜質；
[0010]3)等主體離子造液:監測溶液鈷離子濃度，當鈷離子濃度<60g/L時，加入一定量的無水氯化鈷，溶解后循環混合均勻，以穩定氯化鈷溶液體系中鈷離子的濃度為60?10g/L，制成等主體離子電解液；
[0011]4)電解:將步驟3)中制成的電解液放入電解槽中進行低溫直流電解，制備電解鈷，電解過程中維持電解液不斷循環；
[0012]5)電解液循環:將步驟4)的溶液返回步驟2)中，維持電解液動態循環。
[0013]優選地，步驟I)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。
[0014]優選地，步驟2)所述的凈化除雜過程中使用的樹脂是樹脂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。
[0015]優選地，步驟4)中電解的溫度為20°C_25°C。
[0016]進一步說明，本發明中所指金屬雜質包括Fe、N1、Cu、Zn、Sb、Pb、Ag、Mn、Bi等。
[0017]進一步說明，所述的造液過程為通過監控凈化前后氯化鈷溶液中鈷離子的濃度差，計算出所需鈷的含量，通過補加無水氯化鈷到現有電解液中，溶解完全后循環，穩定溶液中鈷離子濃度，保證進入電解系統中鈷離子的恒定。
[0018]本發明中將電解鈷后溶液循環使用，可節省原料，降低生產成本。
[0019]本發明的有益效果為:
[0020]本發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，制備的鈷產品平整致密性高，電解鈷的相對密度達99.20%以上，電解鈷板剪切后可利用率大于99%。該方法能耗小，溶液揮發少，工作環境良好，能促進電解鈷產品進行環境友好、低成本、高效率的工業化放大生產。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明提供的降低電解鈷脆性的方法的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合圖1進一步詳細說明本發明的技術方案。
[0023]配液:將無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；
[0024]凈化除雜:氯化鈷溶液通過過濾、樹脂吸附和萃取交換凈化，去除雜質，使用的樹脂是樹脂201，301，0311，711兩種或兩種以上組合去除溶液中的金屬雜質，包括?6、祖、01、Zn、Sb、Pb、Ag、Mn、Bi 等;
[0025]等主體離子造液:監測溶液鈷離子濃度，當鈷離子濃度<60g/L時，加入一定量的無水氯化鈷，溶解后循環混合均勻，以穩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；
[0026]電解:制成的電解液放入電解槽中進行低溫直流電解，制備電解鈷，溫度為20°C -25 °C，電解過程中維持電解液不斷循環；
[0027]循環回收:將制成電解鈷后的溶液返回凈化步驟中，維持電解液動態循環。
[0028]實施例1
[0029]將無水氯化鈷溶解于醋酸-醋酸鈉緩沖溶液配制鈷離子濃度為80g/L、
[0030]pH= 3.5的氯化鈷溶液，溶液經過樹脂201、D311凈化除雜后，經分析氯化鈷溶液中鈷離子濃度< 60g/L，補充無水氯化鈷到電解液中，溶解完全，使鈷離子濃度恢復到80g/L的電解液進入電解槽中，在20°C溫度條件下電解，所獲電解鈷板的相對密度為99.33%，電解后的溶液返回到凈化步驟進行動態循環。
[0031]對電解鈷板進行折疊彎曲試驗，將試件放在模具上，用端部半徑為1mm的沖頭下壓，試驗彎曲180°，試樣未見裂紋，說明采用本發明技術方案制備的電解鈷板的脆性不大。
[0032]實施例2
[0033]將無水氯化鈷溶解于檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制鈷離子濃度為100g/L、pH=4.0的氯化鈷溶液，溶液經過樹脂301、D311、711凈化除雜后，分析氯化鈷溶液中鈷離子濃度<60g/L，補充無水氯化鈷到電解液中，溶解完全，鈷離子濃度恢復到100g/L的電解液進入電解槽中，在25°C溫度條件下電解，獲得的電解鈷板的相對密度為99.48 %，電解后的溶液返回到凈化步驟進行動態循環。
[0034]將電解鈷板進行折疊彎曲試驗，將試件放在模具上，用端部半徑為5mm的沖頭下壓，試驗彎曲180°，試樣未見裂紋，說明采用本發明技術方案制備的電解鈷板的脆性不大。
[0035]從上述實施例可以看出，本發明提供的降低電解鈷脆性的方法，不需添加任何表面活性劑，電解過程中不需加熱，即可得到高致密度、低脆性的電解鈷，制備的鈷產品平整，致密性高，電解鈷的相對密度達99.20%以上，電解鈷板剪切后可利用率大于99%。
【主權項】
1.一種降低電解鈷脆性的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)配液:將無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:氯化鈷溶液通過過濾、樹脂吸附和萃取交換凈化，去除雜質； 3)等主體離子造液:監測溶液鈷離子濃度，當鈷離子濃度<60g/L時，加入一定量的無水氯化鈷，溶解后循環混合均勻，以穩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行低溫直流電解，制備電解鈷，電解過程中維持電解液不斷循環； 5)電解液循環:將步驟4)的溶液返回步驟2)中，維持電解液動態循環。2.根據權利要求1所述的降低電解鈷脆性的方法，其特征在于，步驟I)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。3.根據權利要求1所述的降低電解鈷脆性的方法，其特征在于，步驟2)所述的凈化除雜過程中使用的樹脂是樹脂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。4.根據權利要求1所述的降低電解鈷脆性的方法，其特征在于，步驟4)中電解溫度為20
【文檔編號】C25C7/06GK105887137SQ201610473779
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】劉丹, 李軼轁, 滕海濤, 賀昕, 陳斐, 吳聰, 熊曉東, 王興權
【申請人】有研億金新材料有限公司