[发明专利]一种高纯超细草酸钴粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金化工领域，尤其涉及一种草酸钴的制备方法，更具体是涉及一种高纯超细草酸钴粉体的制备方法。

背景技术

    草酸钴通常作为钴粉及其氧化物的重要原料，同时在硬质合金、锂电池、催化剂及电磁材料等领域都得到应用。草酸钴的纯度、形貌和粒径决定钴粉及其氧化物的品质和粒度，并进一步影响其使用性能。

目前生产草酸钴的工艺主要有固相反应、固液相反应和液相反应两形式，固相反应一般是采用钴盐和草酸盐的固体作为原料来制备草酸钴，由于反应过程需引入大量有机研磨助剂，且反应是在两个固相的界面发生，反应速度慢，残留杂质多，工艺烦琐，技术经济效益差，不适合规模化生产；固液相反应一般是采用碳酸钴粉体与草酸溶液反应来制备草酸钴，该方法需要先制备碳酸钴粉体，工序较长、且成本高，也不适合规模化生产；液相反应是目前最为普遍使用的方法，它是采用可溶性钴盐与草酸铵配制成原料液，然后采用液-液混合方式进行反应，具有工艺简单、反应快、成本低、适合大规模工业化生产等优点，但是，在液-液混合反应的过程中，很易造成局部沉淀剂浓度过高和反应过于剧烈的现象，产生颗粒生长过快，增加颗粒与颗粒之间团聚的机会，并极易在晶核间形成包裹现象，最终造成产品夹带杂质多，粒径大，粒度分布不均匀；另有，液相反应生产的草酸钴，反应是在酸性环境中进行，得到的草酸钴一般为β-CoC₂O₄·2H₂O，形貌为棒状，由草酸钴还原生产的钴粉，由于形貌的继承性，生成的产品一般为树枝状，这在一定程度上限制了钴粉的使用。为了提高钴粉的应用性能，满足高端高品质的市场需求，急需一种简单工业化生产高纯超细草酸钴粉体的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备过程简单易控、成本低，适合工业化生产的高纯超细草酸钴粉体制备方法，由该方法制得的草酸钴粉体纯度高、流动性好、粒径小、粒度分布均匀且形貌为近球形。

为实现以上目的，本发明的高纯超细草酸钴粉体的制备方法，依次包括如下步骤： 

（1））配制浓度为0.5-2.0mol/L的钴盐溶液，加入0.01～10%钴盐溶液重量的添加剂，搅拌混合为A溶液；

（2）配制浓度为0.2-1.0 mol/L的草酸铵溶液，加入0.2～5%草酸铵溶液重量的pH值调节剂，混合为B溶液；

（3）将A溶液与B溶液按钴盐与草酸铵的摩尔比为1：1～2的比例，并流匀速喷淋至反应釜中进行反应，控制反应温度保持在15-55℃，溶液反应过程pH值为6～7 ，搅拌速度为10～100rpm/min；

（4）将步骤（3）加料结束后的反应液陈化、压滤、洗涤、固液分离和烘干，得目标产品；

        其中步骤（1）的添加剂为聚乙二醇、乙二醇、丙三醇、乙醇、丙酮、聚乙烯醇、聚丙烯醇或十二烷基硫酸钠的两种或多种组合；步骤（3）A溶液与B溶液的流速为500-2000L/h。

为了获得纯度更高的草酸钴粉体，上述步骤（1）的钴盐优选试剂级氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、醋酸钴中的一种或多种的组合，并经重结晶提纯获得；步骤（2）的草酸铵为试剂级草酸铵。

为了避免引入新的杂质，上述步骤（2）的pH值调节剂优选试剂级氨水。

上述制备方法中，步骤（4）反应液的陈化是在搅拌条件下进行，搅拌速度为10～40 rpm/min,优选 10～20 rpm/min，陈化时间优选1.5-2.5小时。

上述制备方法中，步骤（4）陈化后的沉淀物经压滤得到的滤饼，加去离子水搅拌洗涤，再经压滤分离，如此反复3～6次，最后用乙醇溶液压洗吹干。

上述洗涤用去离子水的量为滤饼重量的4-6倍，乙醇的量为滤饼重量的0.4-0.6倍。

上述制备方法中，步骤（4）的烘干温度为80～120℃，烘干时间为3～6小时。