本發(fā)明屬于金屬微粒制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法。
背景技術(shù)：
：碳酸鈷作為制備鈷粉的前驅(qū)體之一，其物化性能直接影響到鈷粉的應(yīng)用。為得到性能良好的鈷粉，一般對碳酸鈷中雜質(zhì)的含量有嚴(yán)格的限定，如電池級碳酸鈷對雜質(zhì)含量的要求為：Cl含量小于0.01％，Na含量小于0.01％，Ca含量小于0.01％，Mg含量小于0.01％，F(xiàn)e含量小于0.005％。但由于碳酸鈷顆粒粒徑小，比表面積大，合成后難過濾、難洗滌、難干燥，使得碳酸鈷的超純性質(zhì)和超細(xì)性質(zhì)往往難以兼顧。如公開號為CN103922426A的發(fā)明中加入氯化鈷量4-6倍的碳酸氫銨沉鈷，陳化12h后洗滌，Cl僅能保證小于500ppm；如公開號為CN102115214A的發(fā)明制備出D50為5μm左右的碳酸鈷，但該方法中添加了多種表面活性劑、絡(luò)合劑，產(chǎn)品中雜質(zhì)難以處理，后續(xù)處理成本必然很高；公開號為CN102910686A發(fā)明中，采用低溫(0-30℃)合成法，制備了D50為1.6-2.4μm的碳酸鈷，但該方法中微孔過濾時(shí)對于D50<1.5μm顆粒的攔截效果有限，產(chǎn)品收率較低，且通過微孔中淋洗的方式難以有效除去Cl離子。因此，如何生產(chǎn)超純且超細(xì)的碳酸鈷成為本領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，該制備方法工藝簡單，制得的碳酸鈷粒徑較小，同時(shí)純度較高，解決了生產(chǎn)超純超細(xì)碳酸鈷的難題。本發(fā)明中所述超純超細(xì)碳酸鈷指的是D50粒徑為0.5-3.0μm，Cl含量小于等于100ppm的碳酸鈷。本發(fā)明提供了一種超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，包括以下步驟：(1)在反應(yīng)釜中加入反應(yīng)底液，將碳酸鹽溶液或碳酸氫鹽溶液與鈷鹽溶液加入到所述反應(yīng)底液中，在攪拌條件下進(jìn)行反應(yīng)，所述碳酸鹽或所述碳酸氫鹽與所述鈷鹽中鈷離子的摩爾比為3.0-6.0:1，反應(yīng)體系的pH為6.8-8.2，反應(yīng)溫度為25-80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-3h，得到含有碳酸鈷的漿料；(2)將所述含有碳酸鈷的漿料進(jìn)行固液分離后得到濾餅，將所述濾餅進(jìn)行漿化得到漿化后的物料，將所述漿化后的物料進(jìn)行恒溫水洗，洗滌結(jié)束后進(jìn)行固液分離，得到碳酸鈷沉淀；(3)將所述碳酸鈷沉淀進(jìn)行干燥、破碎和篩分，得到超純超細(xì)碳酸鈷。優(yōu)選地，步驟(1)中所述反應(yīng)底液為純水、碳酸鹽溶液或碳酸氫鹽溶液。更優(yōu)選地，步驟(1)中當(dāng)所述反應(yīng)底液為碳酸鹽溶液或碳酸氫鹽溶液時(shí)，所述反應(yīng)底液中碳酸鹽或碳酸氫鹽的濃度大于0g/L小于50g/L。更優(yōu)選地，所述碳酸鹽為碳酸銨，所述碳酸氫鹽為碳酸氫銨。優(yōu)選地，步驟(1)中所述鈷鹽為氯化鈷、硫酸鈷和硝酸鈷中的至少一種。優(yōu)選地，所述碳酸鹽為碳酸銨，所述碳酸氫鹽為碳酸氫銨。本發(fā)明采用不含金屬元素的碳酸銨或碳酸氫銨作為沉淀劑，減少了原料中的金屬陽離子等雜質(zhì)元素的引入量，降低了后續(xù)對于碳酸鈷的除雜成本。優(yōu)選地，步驟(1)中，將所述碳酸鹽溶液或所述碳酸氫鹽溶液與所述鈷鹽溶液并流加入到所述反應(yīng)底液中。更優(yōu)選地，步驟(1)中，并流加入時(shí)，所述鈷鹽流量為200L/h-1000L/h。本發(fā)明可以根據(jù)反應(yīng)實(shí)際情況通過改變碳酸鹽或碳酸氫鹽的流量來調(diào)節(jié)反應(yīng)pH。本發(fā)明采用并流加料的方式合成碳酸鈷時(shí)，通過調(diào)節(jié)所述碳酸鹽溶液或所述碳酸氫鹽溶液的流量來調(diào)節(jié)加料過程中pH值，可以避免正流法和逆流法加料過程中pH值的大幅度變化和局部濃度過高現(xiàn)象，有助于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和連續(xù)化生產(chǎn)。優(yōu)選地，步驟(1)中所述碳酸鹽或所述碳酸氫鹽與所述鈷鹽中鈷離子的摩爾比為3.5-6.0:1。優(yōu)選地，步驟(1)中所述攪拌速度為130-600rpm。在該攪拌速度下，可以得粒徑較小的碳酸鈷。更優(yōu)選地，步驟(1)中所述攪拌速度為200-500rpm。步驟(1)中的反應(yīng)體系的pH為6.8-8.2，在該pH范圍內(nèi)可以制備出粒徑較小的碳酸鈷，同時(shí)可以降低生產(chǎn)成本。優(yōu)選地，步驟(1)中所述反應(yīng)體系的pH為7.0-8.2。優(yōu)選地，步驟(1)中所述反應(yīng)溫度為35-65℃。本發(fā)明所述方法中，通過控制所述碳酸鹽或所述碳酸氫鹽與所述鈷鹽中鈷離子的摩爾比和調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH，進(jìn)而控制反應(yīng)體系的過飽和狀態(tài)，導(dǎo)致碳酸鈷的爆炸性成核，在一定的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間范圍內(nèi)，得到粒徑小、比表面積大和分散性好的碳酸鈷顆粒，反應(yīng)充分，后續(xù)不需進(jìn)行陳化工藝，在縮短工藝流程、降低加工成本的同時(shí)，產(chǎn)品的性能也得到了更好地控制。優(yōu)選地，步驟(2)中，采用板框壓濾機(jī)和微孔過濾器中的至少一種固液分離設(shè)備進(jìn)行所述固液分離。更優(yōu)選地，采用所述板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離時(shí)，壓強(qiáng)為18-22MPa。更優(yōu)選地，采用所述微孔過濾器進(jìn)行固液分離時(shí)，壓強(qiáng)為0.1-0.25MPa。固液分離后得到的母液可進(jìn)入回收系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)利用，得到的濾餅進(jìn)行漿化洗滌。本發(fā)明所使用固液分離設(shè)備是板框壓濾機(jī)或微孔過濾器、或兩種洗滌設(shè)備的組合，在固液分離后得到濾餅，無需對濾餅進(jìn)行洗滌，直接卸料進(jìn)行后續(xù)的漿化洗滌操作。更優(yōu)選地，步驟(2)中，將所述含有碳酸鈷的漿料采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離得到濾餅。采用板框壓濾機(jī)時(shí)，壓力更大，可以提高固液分離速度，即提升了生產(chǎn)效率。優(yōu)選地，步驟(2)中，將所述含有碳酸鈷的漿料進(jìn)行固液分離后得到濾餅， 將所述濾餅卸料至漏斗式下料槽，然后用純水沖洗至漿化槽中進(jìn)行漿化，漿化后，得到漿化后的物料，將所述漿化后的物料通過泵輸送至漿洗槽中進(jìn)行恒溫水洗，洗滌結(jié)束后進(jìn)行固液分離，得到碳酸鈷沉淀。更優(yōu)選地，所述漿化時(shí)間為20min-40min，通過漿化工藝將濾餅分散均勻，有助于將物料通過泵直接輸送至漿洗槽進(jìn)行洗滌，同時(shí)，有利于后續(xù)除雜洗滌操作。更優(yōu)選地，步驟(2)中，所述水洗的溫度為25-85℃。進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(2)中，所述水洗的溫度為40-85℃。更優(yōu)選地，步驟(2)中，所述水洗的時(shí)間為0.4-10h。更優(yōu)選地，所述恒溫水洗時(shí)進(jìn)行攪拌，所述攪拌速度為30-200rpm。優(yōu)選地，所述恒溫水洗的次數(shù)為1-4次。每次恒溫水洗后，都要進(jìn)行固液分離，然后進(jìn)行第二次水洗或進(jìn)入后續(xù)工藝。所述水洗溫度、洗滌水量、水洗時(shí)間以及洗滌次數(shù)根據(jù)洗滌過程中物料中的Cl-、NO3-、SO42-等雜質(zhì)含量水平?jīng)Q定。優(yōu)選地，第一次洗滌結(jié)束時(shí)，以Cl-為例，物料中Cl含量應(yīng)不高于0.6％，若Cl-含量較高則加大水量、延長洗滌時(shí)間；第二次洗滌結(jié)束時(shí)，物料中Cl-含量應(yīng)不高于0.05％，若含量高于0.05％，則加大洗水量、延長洗滌時(shí)間；若第二次洗滌結(jié)束后Cl-含量高于0.1％，則進(jìn)行第三次洗滌，直至物料中Cl-含量小于0.05％，進(jìn)入下一個工序。優(yōu)選地，本發(fā)明還可以根據(jù)漿料中Cl-含量調(diào)整洗滌過程溫度，如果Cl-含量高于控制標(biāo)準(zhǔn)，則升高洗滌溫度，Cl-含量較低，則適當(dāng)調(diào)低洗滌溫度。通過控制洗滌過程溫度，在一定程度上可以維持相同洗滌用水量的情況下，增強(qiáng)洗滌效果，進(jìn)而節(jié)約洗滌用水量。現(xiàn)有技術(shù)的洗滌方式主要是固液分離后，直接將過濾得到的濾餅或?yàn)V渣進(jìn)行簡單地淋洗，或者將濾餅或?yàn)V渣漿化后，再進(jìn)行固液分離，得到濾餅后再次洗滌濾餅。然后通過檢測濾液中的雜質(zhì)含量來判斷濾餅中的雜質(zhì)含量，這些洗滌的方式由于洗滌方式單一、洗滌條件固定，都難以將產(chǎn)物中的雜質(zhì)完全去除。 同時(shí)會造成產(chǎn)品顆粒分布不均勻，一致性差，不利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。與現(xiàn)有技術(shù)中通過檢測濾液中雜質(zhì)(如Cl-)含量以及洗滌時(shí)間、洗滌水量固定的方式不同。本發(fā)明優(yōu)選地根據(jù)洗滌后物料中的Cl-含量情況控制水洗溫度、洗滌水量和水洗時(shí)間等因素，在優(yōu)選的洗滌溫度下、洗滌水量下、洗滌時(shí)間下以及洗滌次數(shù)下可以得到更好的洗滌效果，因此，本發(fā)明提供的優(yōu)選的洗滌方法更有利于節(jié)約生產(chǎn)用水及生產(chǎn)時(shí)間，同時(shí)，可以達(dá)到更好的除雜效果，最終顯著降低物料中的雜質(zhì)含量。本發(fā)明通過固液分離和洗滌操作可以顯著地降低碳酸鈷中的雜質(zhì)含量，同時(shí)固液分離和漿化洗滌操作連續(xù)化程度高，降低了產(chǎn)能消耗，增強(qiáng)了洗滌效果，有利于規(guī)?；a(chǎn)。優(yōu)選地，步驟(3)中，所述干燥的方法為離心噴霧干燥、閃蒸干燥或鼓風(fēng)干燥。優(yōu)選地，步驟(3)中，所述離心噴霧干燥的條件為：進(jìn)料口溫度為160-250℃，出料口溫度為70-105℃更優(yōu)選地，所述離心噴霧干燥的條件為：進(jìn)料口溫度為180-220℃，出料口溫度為80-100℃。優(yōu)選地，步驟(3)中，所述閃蒸干燥條件為：進(jìn)料口溫度為170-230℃，出料口溫度為90-120℃。更優(yōu)選地，步驟(3)中，所述閃蒸干燥條件為：進(jìn)料口溫度為180-220℃，出料口溫度為100-110℃。采用所述離心噴霧干燥或所述閃蒸干燥方法時(shí)，物料干燥時(shí)間小于5min，相比于現(xiàn)有技術(shù)的干燥方式，大大縮短了干燥時(shí)間，減少干燥過程對產(chǎn)品性能的影響。優(yōu)選地，所述鼓風(fēng)干燥的條件為：干燥溫度為75-140℃，干燥時(shí)間為6-12h。更優(yōu)選干燥溫度為80-120℃。優(yōu)選地，步驟(3)中，所述破碎的方法為氣流破碎和渦輪破碎中的至少一種。優(yōu)選地，步驟(3)中，采用200目篩網(wǎng)進(jìn)行篩分。優(yōu)選地，所述超純超細(xì)碳酸鈷的D50粒徑為0.5-3.0μm，松裝密度為0.2-0.5g/cm3，比表面積為40-150m2/g。優(yōu)選地，所述超純超細(xì)碳酸鈷中Cl含量小于等于100ppm，Ca、Na、Mg、Fe元素含量小于等于20ppm，Cu、Zn、Al元素含量小于等于10ppm。通過本發(fā)明的超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，制得的碳酸鈷粒徑小，純度高，其中Cl含量小于等于100ppm，Ca、Na、Mg、Fe元素含量小于等于20ppm，Cu、Zn、Al元素含量小于等于10ppm，這是其他現(xiàn)有技術(shù)所不能達(dá)到的效果。超細(xì)顆粒的合成需要在溶液過飽和條件下進(jìn)行，在過飽和溶液中，沉淀劑的加入會導(dǎo)致碳酸鈷爆炸性成核，形成的碳酸鈷顆粒小、比表面積大，難以進(jìn)行固液分離和除雜。本發(fā)明在沉淀反應(yīng)結(jié)束后，將含有碳酸鈷的漿料通過固液分離后，使得母液去除完全，減少了雜質(zhì)殘留。之后在一定溫度下進(jìn)行高強(qiáng)度的漿化洗滌，促使吸附在碳酸鈷顆粒表面的雜質(zhì)離子脫附，再經(jīng)過固液分離，再次去除部分雜質(zhì)。固液分離和漿化洗滌結(jié)束后，物料經(jīng)過合適條件下的干燥、破碎得到粒徑小、純度高的碳酸鈷顆粒。針對目前工業(yè)上，碳酸鈷顆粒難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)超純與超細(xì)的問題，本發(fā)明采用鈷鹽為原料，碳酸鹽或碳酸氫鹽為沉淀劑，在一定原料和沉淀劑摩爾比、pH、溫度范圍內(nèi)，合成含有碳酸鈷的漿料。然后將所述含碳酸鈷的漿料經(jīng)過固液分離及漿化洗滌后，進(jìn)行干燥、破碎、篩分，最終得到雜質(zhì)含量低、粒徑小、比表面積大的碳酸鈷粉末。相比其他制備方法，本發(fā)明制備碳酸鈷過程中并未引入任何其他添加劑，生產(chǎn)成本低，流程簡單，且所得產(chǎn)品中金屬元素雜質(zhì)及陰離子雜質(zhì)含量均很低，成功解決了生產(chǎn)超純超細(xì)碳酸鈷的難題。本發(fā)明提供的超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，具有如下有益效果：本發(fā)明制備碳酸鈷過程中并未引入任何其他添加劑，生產(chǎn)成本低，流程簡單，且所得產(chǎn)品中金屬元素雜質(zhì)及陰離子雜質(zhì)含量均很低，成功解決了生產(chǎn)超純超細(xì)碳酸鈷的難題。附圖說明圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中超純超細(xì)碳酸鈷制備方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的碳酸鈷的掃描電鏡(SEM)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的碳酸鈷的掃描電鏡(SEM)圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例3制備的碳酸鈷的掃描電鏡(SEM)圖。具體實(shí)施方式以下所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。請參考圖1，圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中超純超細(xì)碳酸鈷制備方法的流程示意圖，包括以下步驟：S01、在反應(yīng)釜中加入反應(yīng)底液，將碳酸鹽溶液或碳酸氫鹽溶液與鈷鹽溶液加入到反應(yīng)底液中，在攪拌條件下進(jìn)行反應(yīng)，碳酸鹽或碳酸氫鹽與鈷鹽中鈷離子的摩爾比為3.0-6.0:1，反應(yīng)體系的pH為6.8-8.2，反應(yīng)溫度為25-80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-3h，得到含有碳酸鈷的漿料；S02、將含有碳酸鈷的漿料進(jìn)行固液分離后得到濾餅，將濾餅進(jìn)行漿化得到漿化后的物料，將漿化后的物料進(jìn)行恒溫水洗，洗滌結(jié)束后進(jìn)行固液分離，得到碳酸鈷沉淀；S03、將碳酸鈷沉淀進(jìn)行干燥、破碎和篩分，得到超純超細(xì)碳酸鈷。所述超純超細(xì)碳酸鈷的D50粒徑為0.5-3.0μm，松裝密度為0.2-0.5g/cm3，比表面積為40-150m2/g。所述超純超細(xì)碳酸鈷中Cl含量小于等于100ppm，Ca、Na、Mg和Fe元素含量小于等于20ppm，Cu、Zn和Al元素含量小于等于10ppm。本發(fā)明制備過程中沒有添加其他任何添加劑、輔料消耗少、成本低、流程簡單易操作，易工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，所得碳酸鈷顆粒小、純度高。實(shí)施例1一種超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，包括以下步驟：(1)、向合成反應(yīng)釜中加入濃度為40g/L的碳酸氫銨溶液(反應(yīng)底液)至攪拌槳處，升高反應(yīng)釜溫度至35℃后，啟動攪拌槳，控制轉(zhuǎn)速為250rpm，同時(shí)并流加入氯化鈷溶液和碳酸氫銨溶液，其中氯化鈷溶液的流量為400L/h，通過碳酸氫銨流量調(diào)節(jié)pH，控制反應(yīng)pH在6.8-7.8之間，反應(yīng)溫度為35℃。反應(yīng)2h后停止加料，得到含有碳酸鈷的漿料；碳酸氫銨和氯化鈷中鈷離子的摩爾比為4.5:1；(2)將含有碳酸鈷的漿料輸送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，壓強(qiáng)為22Mpa，得到母液和濾餅，母液進(jìn)入回收系統(tǒng)，濾餅卸料至漏斗式下料槽，然后用純水將濾餅沖洗至帶攪拌漿的漿化槽中，漿化20min后得到漿化后的物料，將漿化后的物料通過泵輸送至帶攪拌漿的漿洗槽中進(jìn)行恒溫水洗，啟動攪拌，攪拌速度為30rpm，保持洗滌溫度為50℃，洗滌1h。洗滌結(jié)束后，重復(fù)進(jìn)行上述固液分離與漿化洗滌1次，洗滌結(jié)束后將物料經(jīng)板框壓濾機(jī)壓干，得到碳酸鈷沉淀；(3)將碳酸鈷沉淀轉(zhuǎn)移至烘箱，在80℃下干燥10h。干燥后物料經(jīng)過氣流破碎、篩分后得到超純超細(xì)碳酸鈷。實(shí)施例1制得的超純超細(xì)碳酸鈷的D50粒徑為1.53μm，松裝密度為0.36g/cm3，比表面積為110m2/g；超純超細(xì)碳酸鈷中Ca、Na、Fe、Mg含量小于15ppm，Cl含量小于60ppm，雜質(zhì)含量具體參見表1。從表1中可以看出，本實(shí)施例1制得的超純超細(xì)碳酸鈷雜質(zhì)含量小，純度高。表1實(shí)施例1制得的超純超細(xì)碳酸鈷中的雜質(zhì)含量NiCuFeCaMgMnZnPb0.0007％0.0001％0.0008％0.0011％0.0008％0.0002％0.0001％0.0002％CdNaAlSiCrSAsCl0.0001％0.0015％0.0001％0.0005％0.0005％0.0020％0.0001％0.0052％圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的碳酸鈷的掃描電鏡(SEM)圖；從圖2中可以看出，實(shí)施例1制得的超純超細(xì)碳酸鈷粒徑較小，粒徑均勻分布。實(shí)施例2一種超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，包括以下步驟：(1)向合成反應(yīng)釜中加入純水(反應(yīng)底液)至攪拌槳處，升高反應(yīng)釜溫度至50℃后，啟動攪拌槳，控制轉(zhuǎn)速為500rpm，同時(shí)并流加入氯化鈷溶液和碳酸銨溶液，其中氯化鈷溶液的流量為300L/h，通過碳酸銨流量調(diào)節(jié)pH，控制反應(yīng)pH在7.3-8.2之間，反應(yīng)溫度為50℃。反應(yīng)1h后停止加料，得到含有碳酸鈷的漿料；碳酸銨和氯化鈷中鈷離子的摩爾比為6.0:1；(2)將含有碳酸鈷的漿料輸送至微孔過濾器進(jìn)行固液分離，壓強(qiáng)為0.2Mpa，得到母液和濾餅，母液進(jìn)入回收系統(tǒng)，濾餅卸料至漏斗式下料槽，然后用純水將濾餅沖洗至帶攪拌漿的漿化槽中，漿化40min后得到漿化后的物料，將漿化后的物料通過泵輸送至帶攪拌漿的漿洗槽中進(jìn)行恒溫水洗，啟動攪拌，攪拌速度為200rpm，保持洗滌溫度為40℃，洗滌2h。洗滌結(jié)束后，重復(fù)進(jìn)行上述固液分離與漿化洗滌3次，洗滌結(jié)束后物料經(jīng)微孔過濾器壓干，得到碳酸鈷沉淀；(3)將碳酸鈷沉淀利用閃蒸干燥機(jī)進(jìn)行干燥。進(jìn)料口溫度為215℃，出料口溫度為85℃，干燥后物料經(jīng)過氣流破碎、篩分后得到超純超細(xì)碳酸鈷。實(shí)施例2制得的超純超細(xì)碳酸鈷的D50粒徑為0.86μm，松裝密度為0.23g/cm3，比表面積為145m2/g；超純超細(xì)碳酸鈷中Ca、Na、Fe、Mg含量小于17ppm，Cl含量小于75ppm，雜質(zhì)含量具體參見表2。從表2中可以看出，本實(shí)施例2制得的超純超細(xì)碳酸鈷雜質(zhì)含量小，純度高。表2實(shí)施例2制得的超純超細(xì)碳酸鈷中的雜質(zhì)含量NiCuFeCaMgMnZnPb0.0006％0.0001％0.0004％0.0012％0.0006％0.0002％0.0001％0.0001％CdNaAlSiCrSAsCl0.0001％0.0016％0.0001％0.0005％0.0005％0.0015％0.0001％0.0070％圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的碳酸鈷的掃描電鏡(SEM)圖；從圖3中可以看出，實(shí)施例2制得的超純超細(xì)碳酸鈷粒徑較小，粒徑均勻分布。實(shí)施例3一種超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，包括以下步驟：(1)、向合成反應(yīng)釜中加入純水和濃度為20g/L的碳酸氫銨溶液(純水和碳酸氫銨溶液的體積比為2:1)至攪拌槳處，升高反應(yīng)釜溫度至25℃后，啟動攪拌槳，控制轉(zhuǎn)速為200rpm，同時(shí)并流加入硫酸鈷溶液和碳酸銨溶液，其中硫酸鈷溶液的流量為700L/h，通過碳酸銨流量調(diào)節(jié)反應(yīng)pH，控制反應(yīng)pH在7.0-8.2之間，反應(yīng)溫度為25℃。反應(yīng)3h后停止加料，得到含有碳酸鈷的漿料；碳酸銨和硫酸鈷中鈷離子的摩爾比為5.0:1；(2)將含有碳酸鈷的漿料輸送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，壓強(qiáng)為19Mpa，得到母液和濾餅，母液進(jìn)入回收系統(tǒng)，濾餅卸料至漏斗式下料槽，然后用純水將濾餅沖洗至帶攪拌漿的漿化槽中，漿化30min后得到漿化后的物料，將漿化后的物料通過泵輸送至帶攪拌漿的漿洗槽中進(jìn)行恒溫水洗，啟動攪拌，攪拌速度為100rpm，保持洗滌溫度為85℃，洗滌0.4h。洗滌結(jié)束后，重復(fù)進(jìn)行上述固液分離與漿化洗滌2次，洗滌結(jié)束后將物料經(jīng)微孔過濾器壓干，得到碳酸鈷沉淀；(3)將碳酸鈷沉淀利用離心噴霧機(jī)進(jìn)行干燥，進(jìn)料口溫度為220℃，出料口溫度為85℃。干燥后物料經(jīng)過渦輪破碎、篩分后得到超純超細(xì)碳酸鈷。實(shí)施例3制得的超純超細(xì)碳酸鈷的D50粒徑為2.82μm，松裝密度為0.46g/cm3，比表面積為58m2/g；超純超細(xì)碳酸鈷中Ca、Na、Fe、Mg含量小于20ppm，Cl含量小于90ppm，雜質(zhì)含量具體參見表3。從表3中可以看出，本實(shí)施例3制得的超純超細(xì)碳酸鈷雜質(zhì)含量小，純度高。表3實(shí)施例3制得的超純超細(xì)碳酸鈷中的雜質(zhì)含量NiCuFeCaMgMnZnPb0.0007％0.0002％0.0006％0.0015％0.0005％0.0002％0.0001％0.0001％CdNaAlSiCrSAsCl0.0002％0.0013％0.0001％0.0007％0.0004％0.0018％0.0001％0.0085％圖4為本發(fā)明實(shí)施例3制備的碳酸鈷的掃描電鏡(SEM)圖；從圖4中可以看出，實(shí)施例3制得的超純超細(xì)碳酸鈷粒徑較小，粒徑均勻分布。實(shí)施例4一種超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，包括以下步驟：(1)向合成反應(yīng)釜中加入純水(反應(yīng)底液)至攪拌槳處，升高反應(yīng)釜溫度至80℃后，啟動攪拌槳，控制轉(zhuǎn)速為150rpm，同時(shí)并流加入硝酸鈷溶液和碳酸氫銨溶液，其中硝酸鈷溶液的流量為200L/h，通過碳酸氫銨流量調(diào)節(jié)pH，控制反應(yīng)pH在7.2-8.2之間，反應(yīng)溫度為80℃。反應(yīng)3h后停止加料，得到含有碳酸鈷的漿料；碳酸氫銨和硝酸鈷中鈷離子的摩爾比為3.0:1；(2)將含有碳酸鈷的漿料輸送至微孔過濾器進(jìn)行固液分離，壓強(qiáng)為0.2Mpa，得到母液和濾餅，母液進(jìn)入回收系統(tǒng)，濾餅卸料至漏斗式下料槽，然后用純水將濾餅沖洗至帶攪拌漿的漿化槽中，漿化20min后得到漿化后的物料，將漿化后的物料通過泵輸送至帶攪拌漿的漿洗槽中進(jìn)行恒溫水洗，啟動攪拌，攪拌速度為30rpm，保持洗滌溫度為25℃，洗滌5h。洗滌結(jié)束后，重復(fù)進(jìn)行上述固液分離與漿化洗滌2次，洗滌結(jié)束后物料經(jīng)板框壓濾機(jī)壓干，得到碳酸鈷沉淀；(3)將碳酸鈷沉淀轉(zhuǎn)移至烘箱，在120℃下干燥4h。干燥后物料經(jīng)過氣流破碎、篩分后得到超純超細(xì)碳酸鈷。實(shí)施例4制得的超純超細(xì)碳酸鈷的D50粒徑為1.94μm，松裝密度為0.40g/cm3，比表面積為84m2/g；超純超細(xì)碳酸鈷中Ca、Na、Fe、Mg含量小于16ppm，Cl含量小于110ppm，雜質(zhì)含量具體參見表4。從表4中可以看出，本實(shí)施例4制得的超純超細(xì)碳酸鈷雜質(zhì)含量小，純度高。表4實(shí)施例4制得的超純超細(xì)碳酸鈷中的雜質(zhì)含量NiCuFeCaMgMnZnPb0.0003％0.0001％0.0004％0.0015％0.0002％0.0001％0.0001％0.0001％CdNaAlSiCrSAsCl0.0001％0.0012％0.0001％0.0004％0.0003％0.0015％0.0001％0.00105％實(shí)施例5一種超純超細(xì)碳酸鈷的制備方法，包括以下步驟：(1)向合成反應(yīng)釜中加入純水(反應(yīng)底液)至攪拌槳處，升高反應(yīng)釜溫度 至65℃后，啟動攪拌槳，控制轉(zhuǎn)速為600rpm，同時(shí)并流加入氯化鈷溶液和碳酸銨溶液，其中氯化鈷溶液的流量為600L/h，通過碳酸銨流量調(diào)節(jié)pH，控制反應(yīng)pH在7.4-8.2之間，反應(yīng)溫度為65℃。反應(yīng)0.5h后停止加料，得到含有碳酸鈷的漿料；碳酸銨和氯化鈷中鈷離子的摩爾比為3.5:1；(2)將含有碳酸鈷的漿料輸送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，壓強(qiáng)為18Mpa，得到母液和濾餅，母液進(jìn)入回收系統(tǒng)，濾餅卸料至漏斗式下料槽，然后用純水將濾餅沖洗至帶攪拌漿的漿化槽中，漿化20min后得到漿化后的物料，將漿化后的物料通過泵輸送至帶攪拌漿的漿洗槽中進(jìn)行恒溫水洗，啟動攪拌，攪拌速度為30rpm，保持洗滌溫度為60℃，洗滌1h。洗滌結(jié)束后，重復(fù)進(jìn)行上述固液分離與漿化洗滌1次，洗滌結(jié)束后物料經(jīng)板框壓濾機(jī)壓干，得到碳酸鈷沉淀；(3)將碳酸鈷沉淀利用離心噴霧機(jī)進(jìn)行干燥，進(jìn)料口溫度為200℃，出料口溫度為95℃。干燥后物料經(jīng)過氣流破碎、篩分后得到超純超細(xì)碳酸鈷。實(shí)施例5制得的超純超細(xì)碳酸鈷的D50粒徑為0.55μm，松裝密度為0.30g/cm3，比表面積為128m2/g；超純超細(xì)碳酸鈷中Ca、Na、Fe、Mg含量小于18ppm，Cl含量小于100ppm，雜質(zhì)含量具體參見表5。從表5中可以看出，本實(shí)施例5制得的超純超細(xì)碳酸鈷雜質(zhì)含量小，純度高。表5實(shí)施例5制得的超純超細(xì)碳酸鈷中的雜質(zhì)含量NiCuFeCaMgMnZnPb0.0005％0.0001％0.0008％0.0015％0.0006％0.0002％0.0001％0.0001％CdNaAlSiCrSAsCl0.0001％0.0016％0.0001％0.0005％0.0005％0.0016％0.0001％0.0094％綜上，本發(fā)明制備過程中無任何添加劑，制備成本低、流程簡單易操作，易工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，所得碳酸鈷顆粒小、純度高，解決了現(xiàn)有技術(shù)規(guī)?；苽涑兂?xì)碳酸鈷時(shí)存在的難題。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3