本發(fā)明涉及七水硫酸鈷的生產(chǎn)技術(shù)，特別涉及到硫酸鈷溶液經(jīng)沉淀-酸溶-冷卻結(jié)晶等工序生產(chǎn)七水硫酸鈷的技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的七水硫酸鈷是采用經(jīng)萃取凈化后的純凈硫酸鈷溶液蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶方法生產(chǎn)，傳統(tǒng)的蒸發(fā)技術(shù)有單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)。
CN104192917A名為“一種鎳鈷硫酸鹽連續(xù)結(jié)晶工藝”專利中公開(kāi)了MVR蒸發(fā)濃縮-連續(xù)結(jié)晶的方法，將反萃后硫酸鈷液經(jīng)過(guò)MVR蒸發(fā)濃縮后進(jìn)行結(jié)晶，相對(duì)于傳統(tǒng)工藝具有能耗低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，但存在設(shè)備投資高、工藝控制參數(shù)多、技術(shù)操作復(fù)雜、對(duì)人員素質(zhì)要求高等缺點(diǎn)，同時(shí)也不能解決傳統(tǒng)蒸發(fā)過(guò)程中的如下缺點(diǎn)：（1）沒(méi)有避開(kāi)蒸發(fā)工序，蒸汽消耗量大，蒸發(fā)成本高；（2）沒(méi)有避開(kāi)蒸發(fā)工序水不溶物形成的過(guò)程，水不溶物高；（3）原液中的游離酸在母液中聚集，母液蒸發(fā)的產(chǎn)品pH值偏低。
CN201610079052.1名為“一種七水硫酸鈷的生產(chǎn)方法”專利中公開(kāi)了有機(jī)溶劑酸析結(jié)晶生產(chǎn)硫酸鈷的方法，本工藝避免了蒸發(fā)濃縮過(guò)程，降低了能耗，節(jié)約了成本，但溶析劑需要蒸餾回收，同時(shí)產(chǎn)品中夾帶有機(jī)最終導(dǎo)致產(chǎn)品中油份偏高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所解決的問(wèn)題在于提供一種生產(chǎn)七水硫酸鈷的新方法，以解決上述背景中能耗高、產(chǎn)品pH值低、油份高等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是根據(jù)以下方案實(shí)現(xiàn)的：
一種免蒸發(fā)生產(chǎn)七水硫酸鈷的方法，包括以下步驟：
A) 前驅(qū)體制備：向純凈硫酸鈷液中加入堿性沉淀劑，沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌得到碳酸鈷或氫氧化鈷前驅(qū)體，沉淀母液返回鈷濕法冶煉的沉礬工序；
B) 前驅(qū)體酸溶：前驅(qū)體用純水或母液在溶解槽中攪拌漿化后加入濃硫酸進(jìn)行酸溶，反應(yīng)熱和稀釋熱使酸溶漿體升溫，溶解完全后停止加入濃硫酸，即得中和液；
C) 酸溶液冷卻結(jié)晶：將酸溶液轉(zhuǎn)入結(jié)晶槽中冷卻結(jié)晶，結(jié)晶完成后晶漿進(jìn)行固液分離，得到七水硫酸鈷晶體產(chǎn)品和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液返回前驅(qū)體的漿化工序。
進(jìn)一步地，步驟A）所述的堿性沉淀劑為銨、鈉或鉀等的碳酸鹽或氫氧化物。
進(jìn)一步地，步驟A）所述的沉淀母液主要成分為銨、鈉或鉀等硫酸鹽，返回鈷濕法冶煉的沉礬除鐵工序。
進(jìn)一步地，步驟B）所述的中和液，其特征在于，溫度為70~106oC、密度為1.40~1.54 g/mL、pH為1.5~4.5。在前驅(qū)體加入量一定的條件下，中和液終點(diǎn)密度的通過(guò)調(diào)整母液和純水的加入量控制。
進(jìn)一步地，步驟C）所述的冷卻結(jié)晶，其特征在于，降溫梯度為5~20 oC /h，終點(diǎn)溫度為10~40 oC。
進(jìn)一步地，步驟C）所述的結(jié)晶母液返回前驅(qū)體漿化工序，在形成硫酸鈷閉路的同時(shí)，中和母液中游離酸。
與現(xiàn)行普遍采用的硫酸鈷蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)工藝相比，本方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）本方法利用與硫酸的反應(yīng)熱和稀釋熱升溫后在冷卻結(jié)晶，避免了蒸發(fā)濃縮過(guò)程，也就避免了蒸發(fā)濃縮過(guò)程的蒸汽消耗，降低能耗；（2）本方法避免了蒸發(fā)濃縮過(guò)程，也避免了蒸發(fā)濃縮過(guò)程中水不溶物的產(chǎn)生，降低了產(chǎn)品中水不溶物的含量。（3）本方法結(jié)晶母液返回漿化工序，在形成硫酸鈷閉路的同時(shí)，中和母液中游離酸，避免了蒸發(fā)結(jié)晶母液中游離酸的積累。
與硫酸鈷酸析工藝相比，本工藝產(chǎn)品溶解后pH>4.0（Co2+100g/L），滿足市場(chǎng)客戶的需求。
與有機(jī)溶劑溶析結(jié)晶相比，本方法的母液直接用于前驅(qū)體的漿化，避免了溶析結(jié)晶母液需要蒸餾再生的過(guò)程，工序少、能耗低，且產(chǎn)品中無(wú)有機(jī)物夾帶，產(chǎn)品油份低。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)手段、新穎性和目的效果，結(jié)合實(shí)際闡述實(shí)施例，但以下實(shí)施例為示例性的，僅用于解釋此發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1。
水鈷礦經(jīng)硫酸浸出、萃取收銅、沉礬除鐵、P204萃取除雜、P507萃取反萃后，得到純凈的Co2+ 120g/L硫酸鈷溶液。向純凈硫酸鈷液中加入Na2CO3進(jìn)行沉淀，沉淀漿體經(jīng)壓濾機(jī)固液分離和洗滌，沉淀母液和洗水返回鈷濕法冶煉的沉礬工序，CoCO3沉淀轉(zhuǎn)移到溶解槽中，用純水和母液攪拌漿化均勻后快速加入98%的濃硫酸進(jìn)行酸溶，反應(yīng)熱和稀釋熱使酸溶漿體升溫至106 oC，溶解液pH值達(dá)到4.5時(shí)停止加入濃硫酸。將酸溶液轉(zhuǎn)入結(jié)晶槽中通入循環(huán)水冷卻結(jié)晶，控制循環(huán)水流量確保降溫幅度5oC /h，溫度降至40 oC后，晶漿通過(guò)離心機(jī)固液分離，得到七水硫酸鈷晶體和結(jié)晶母液。結(jié)晶母液返回CoCO3的漿化工序，漿化過(guò)程補(bǔ)入純水，純水量以中和液密度1.54 g/mL為準(zhǔn)，晶體經(jīng)烘干脫除表面水后即為產(chǎn)品。
實(shí)施例2。
紅土鎳礦經(jīng)硫酸浸出、沉礬除鐵、P204萃取除雜、P507萃取反萃后，得到純凈的Co2+120g/L硫酸鈷溶液。向純凈硫酸鈷液中加入NaOH進(jìn)行沉淀，沉淀漿體經(jīng)壓濾機(jī)固液分離和洗滌，沉淀母液和洗水返回鈷濕法冶煉的沉礬工序，Co(OH)2沉淀轉(zhuǎn)移到溶解槽中，用純水和母液攪拌漿化均勻后快速加入98%的濃硫酸進(jìn)行酸溶，反應(yīng)熱和稀釋熱使酸溶漿體升溫至70 oC，酸溶液pH值達(dá)到1.5時(shí)停止加入濃硫酸。將酸溶液轉(zhuǎn)入結(jié)晶槽中通入循環(huán)水冷卻結(jié)晶，控制循環(huán)水流量確保降溫幅度5oC /h，溫度降至10 oC后，晶漿通過(guò)離心機(jī)固液分離，得到七水硫酸鈷晶體和結(jié)晶母液。結(jié)晶母液返回Co(OH)2的漿化工序，漿化過(guò)程補(bǔ)入純水，純水量以中和液密度1.40 g/mL為準(zhǔn)，晶體經(jīng)烘干脫除表面水后即為產(chǎn)品。
實(shí)施例3。
含鈷硫化礦經(jīng)氧壓浸出、沉礬除鐵、P204萃取除雜、P507萃取反萃后，得到純凈的Co2+ 120g/L硫酸鈷溶液。向純凈硫酸鈷液中加入NH4HCO3進(jìn)行沉淀，沉淀漿體經(jīng)壓濾機(jī)固液分離和洗滌，沉淀母液和洗水返回鈷濕法冶煉的沉礬工序，CoCO3沉淀轉(zhuǎn)移到溶解槽中，用純水和母液攪拌漿化均勻后快速加入98%的濃硫酸進(jìn)行酸溶，反應(yīng)熱和稀釋熱使酸溶漿體升溫至88 oC，酸溶液pH值達(dá)到3.0時(shí)停止加入濃硫酸。將酸溶液轉(zhuǎn)入結(jié)晶槽中通入循環(huán)水冷卻結(jié)晶，控制循環(huán)水流量確保降溫幅度12.5 oC/h，溫度降至25 oC后，晶漿通過(guò)離心機(jī)固液分離，得到七水硫酸鈷晶體和結(jié)晶母液。結(jié)晶母液返回CoCO3的漿化工序，漿化過(guò)程補(bǔ)入純水，純水量以中和液密度1.47 g/mL為準(zhǔn)，晶體經(jīng)烘干脫除表面水后即為產(chǎn)品。
實(shí)施例4。
本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，所不同的是沉淀劑采用的是碳酸鉀。
實(shí)施例5。
本實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，所不同的是沉淀劑采用的是氨水。
實(shí)施例6。
本實(shí)施例與實(shí)施例3基本相同，所不同的是沉淀劑采用的是氫氧化鉀。
為了驗(yàn)證本發(fā)明所得產(chǎn)品的技術(shù)效果，分別對(duì)實(shí)施例1～3所得產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，具體結(jié)果如表1所示：
表1、不同實(shí)施例產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果