本發(fā)明涉及氯化銨溶液凈化除雜技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種氯化銨溶液除鈷的方法。

背景技術(shù)：

氯化銨是一種重要的氮肥資源，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有著廣泛的應(yīng)用。碳酸鈷是制備電池材料四氧化三鈷的重要原料，碳酸鈷前驅(qū)體是由氯化鈷溶液經(jīng)碳酸氫銨沉淀制備而來的，反應(yīng)生成碳酸鈷和氯化銨，過濾碳酸鈷時，氯化銨進入溶液，濾液經(jīng)過濃縮結(jié)晶后得到氯化銨晶體副產(chǎn)品。但是在碳酸鈷沉淀過濾工序，會有部分鈷離子Co²⁺進入溶液，以致在氯化銨溶液濃縮結(jié)晶時，鈷鹽會同時在氯化銨晶體中析出，造成結(jié)晶出的氯化銨晶體顯示暗紅色，這不但嚴重降低了氯化銨產(chǎn)品的品質(zhì)，還導(dǎo)致了昂貴鈷資源的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

未解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計了一種新型化學(xué)沉淀的方法在氯化銨溶液濃縮結(jié)晶之前對其進行凈化深度脫鈷處理，使溶液中的Co²⁺脫除。本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種氯化銨溶液除鈷的方法，方法包括，

步驟一，將氯化銨溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH值至7～8；

步驟二，在調(diào)節(jié)pH值后的氯化銨溶液中加入硫化銨并攪拌，，溶液中發(fā)生反應(yīng)，然后向反應(yīng)中的溶液中加入超細鈷粉，得到硫化鈷沉淀，然后過濾，分離沉淀和濾液；

步驟三，在步驟二得到的濾液中加入次氯酸鈉粉末并加熱煮沸，直至溶液澄清，得到除鈷后的氯化銨溶液。

優(yōu)選地，步驟一中，加入氨水的濃度為25％。

優(yōu)選地，步驟二中，溶液中反應(yīng)時的溫度保持為35～40℃。

優(yōu)選地，步驟二中，在氯化銨溶液中加入的硫化銨為過量，其過量系數(shù)為1.15～2.00，加入超細鈷粉的量為硫化銨質(zhì)量的1/3～1。

優(yōu)選地，步驟二中，加入超細鈷粉的粒徑為6～10μm。

更優(yōu)選地，步驟二中，向反應(yīng)中的溶液中加入超細鈷粉后，繼續(xù)保持反應(yīng)2～4h，然后再進行過濾。

優(yōu)選地，步驟三中，溶液中反應(yīng)時的溫度保持為35～40℃。

優(yōu)選地，步驟三中，濾液中加入次氯酸鈉粉末后加熱煮沸，攪拌并保持溶液內(nèi)反應(yīng)20～40min。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，能對高濃度氯化銨溶液進行深度脫鈷，使得蒸發(fā)原液中的Co²⁺濃度降到0.2mg/L以下，并且能夠?qū)o²⁺集中進行回收處理，促進資源循環(huán)利用，提高經(jīng)濟價值。

本發(fā)明中，硫化銨作為沉淀劑，由于硫化銨與Co²⁺反應(yīng)生成的硫化鈷沉淀顆粒非常細，在過濾的時候很容易穿濾進入溶液，造成溶液的再次污染，選擇超細鈷粉可作為晶種，誘導(dǎo)硫化鈷在其表面迅速的成核并生長，形成大的硫化鈷顆粒沉淀，過濾時可以實現(xiàn)全部過濾，同時，較大顆粒的硫化鈷沉淀進一步起到催化作用，加速了反應(yīng)進行。

在本發(fā)明的方案中，經(jīng)試驗驗證，pH7～8可達到最優(yōu)的除鈷效果，溶液偏酸性(pH＜6)，加入硫化銨會有硫化氫氣體放出；偏堿性pH＞8，溶液中OH^-和NH₄⁺會形成氨水，放出氨氣，pH過高或過低都會惡化操作環(huán)境，因此選擇pH為7～8優(yōu)化工藝方案。

本發(fā)明工藝簡單，原料合適，反應(yīng)體系中引入的極少量的硫、鈉離子存在于氯化銨晶體中，其可作為化肥使用，其中極少量的硫和鈉離子不僅不影響化肥的產(chǎn)品質(zhì)量，還對植物的諸多生理功能順利進行非常有益，因此本發(fā)明起到了一箭雙雕的效果。

附圖說明

圖1本發(fā)明氯化銨溶液除鈷的方法流程示意圖

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

取得碳酸鈷生產(chǎn)中得到的氯化銨溶液樣品，蒸發(fā)干燥，得氯化銨晶體的干燥樣品，并取100g該干燥氯化銨晶體樣品，測得100g氯化銨晶體中的鈷含量為0.0369％。

將該100g氯化銨晶體完全溶解于400mL水中配制溶液，測得該溶液中Co²⁺的濃度為65.5mg/L，加入氨水調(diào)節(jié)溶液中的pH值為8，然后向溶液中加入0.1g硫化銨，再加入D50為6μm的鈷粉0.05g，水浴加熱35℃，并攪拌，2h后停止。將反應(yīng)后的溶液過濾、洗滌，收集濾渣作為提鈷的原料，并向濾液中加入0.1g次氯酸鈉粉末，繼續(xù)加熱煮沸，攪拌反應(yīng)25min，溶液變?yōu)槌吻?，過濾溶液，測試濾液中離子含量，未檢測到Co²⁺。

在該實施例中，氯化銨溶液中的少量鈷離子與硫化銨發(fā)生反應(yīng)生成硫化鈷，反應(yīng)的離子方程式為，Co²⁺+(NH₄)₂S＝CoS+2NH₄⁺。在反應(yīng)中，生成的硫化鈷以沉淀的形式脫除，而引入了過量的硫化銨，因此加入次氯酸鈉粉末后，溶液中發(fā)生的反應(yīng)為，ClO^-+S^2-＝SO₄^2-+4Cl^-。

實施例2

取得碳酸鈷生產(chǎn)中得到的氯化銨溶液樣品，蒸發(fā)干燥，得氯化銨晶體的干燥樣品，并取得100g該干燥氯化銨晶體樣品，測得100g氯化銨晶體中的鈷含量為0.0369％。

將該100g氯化銨晶體完全溶解于500mL水中配制溶液，測得該溶液中Co²⁺的濃度為52.4mg/L，加入氨水調(diào)節(jié)溶液中的pH為7.2，然后向溶液中加入0.08g硫化銨，在加入D50為10μm的鈷粉0.05g，水浴加熱40℃，攪拌，2.5h后反應(yīng)停止。過濾反應(yīng)后的溶液，分別收集濾渣和濾液，得濾液，并向濾液中加入0.11g次氯酸鈉粉末，繼續(xù)加熱煮沸，攪拌反應(yīng)40min，溶液變?yōu)槌吻?，過濾溶液，并測試濾液中的離子含量，測得Co²⁺的含量為0.10mg/L。

實施例3

取碳酸鈷生產(chǎn)工藝中得到的氯化銨原液1000mL，分析得到原液中的Co²⁺含量為53.6mg/L。

用質(zhì)量分數(shù)為25％氨水調(diào)節(jié)氯化銨溶液pH為8，加入硫化銨0.15g，加入D50為6μm的鈷粉0.1g，水浴加熱40℃，并攪拌，攪拌速度為300r/min，反應(yīng)2h。反應(yīng)結(jié)束后，把反應(yīng)溶液過濾、洗滌，濾渣收集，把所收集的濾液中加入約0.12g次氯酸鈉粉末，繼續(xù)加熱煮沸、攪拌速度為300r/min條件下反應(yīng)40min，溶液變?yōu)槌吻鍩o色，再次過濾得氯化銨溶液，濾液檢測到Co²⁺的濃度為0.18mg/L。

實施例4

取碳酸鈷生產(chǎn)中氯化銨原液1000ml，分析得到原液中的Co²⁺含量53.6mg/L。

用質(zhì)量分數(shù)為25％氨水調(diào)節(jié)氯化銨溶液pH為7.5，加入硫化銨0.15g，加入D50為9μm的鈷粉0.1g，水浴加熱30℃，并攪拌，攪拌速度為300r/min，反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后，把反應(yīng)溶液過濾、洗滌，濾渣收集，把所收集的濾液中加入約0.12g次氯酸鈉粉末，繼續(xù)加熱煮沸、攪拌速度為300r/min條件下反應(yīng)35min，溶液變?yōu)槌吻鍩o色，再次過濾得氯化銨溶液，濾液檢測到Co²⁺的濃度為0.20mg/L。

實施例5

取碳酸鈷生產(chǎn)中氯化銨原液1000ml，分析得到原液中的Co²⁺含量53.6mg/L。

用質(zhì)量分數(shù)為25％氨水調(diào)節(jié)氯化銨溶液pH為8，加入硫化銨0.15g，加入D50為8μm的鈷粉0.1g，水浴加熱40℃，并攪拌，攪拌速度為300r/min，反應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束后，把反應(yīng)溶液過濾、洗滌，濾渣收集，把所收集的濾液中加入約0.12g次氯酸鈉粉末，繼續(xù)加熱煮沸、攪拌速度為300r/min條件下反應(yīng)30min，溶液變?yōu)槌吻鍩o色，再次過濾得氯化銨溶液，濾液檢測到Co²⁺的濃度為0.20mg/L。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。