一种低氧超细钴粉的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钴粉制备，具体涉及一种低氧超细钴粉的合成方法。
【背景技术】
[0002]钴粉是一种重要的工业原料，尤其是制备合金和制备电池正极方面有着极为广泛的应用。现有制备钴粉的方法有湿法沉淀一锻烧法、溶液雾化一焙烧法等，但是现有技术难以控制钴粉的粒径生长、得到的钴粉粒径不均一、还原后的钴粉容易被氧化，导致含氧量较闻。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决现有工艺的上述问题，提供一种低氧超细钴粉的合成方法。本方法制得颗粒的过程是成核和生长分步合成，此方法可以控制钴粉的粒径和密度，得到的低氧含量钴粉，方便保存。
[0004]本发明为解决上述技术问题所提供的方案为:一种低氧超细钴粉的合成方法，包括以下步骤:
(1)将可溶性的钴盐与碳酸氢铵或碱，在室温下按一定比例对加钴盐和碱液，控制反应PH值6?7 ;
(2)然后先停钴盐，继续加碳酸氢铵调PH值至7.1以上，并缓慢加热到45?60°C，陈化反应，形成钴前驱体；
(3)钴前驱体按一定条件氢还原，还原钴粉在保护气氛状态下冷却钝化和粉碎、混料、筛分、包装，形成低氧超细钴粉。
[0005]本发明所述低氧超细钴粉的合成方法，优选地，包括以下步骤:
(1)60?120g/l的氯化钴溶液和100?300g/l的碳酸氢铵溶液按氯化钴溶液流量60?200L/h，碳酸氢铵流量90?350L/h加入反应釜内，通过调节碳酸氢铵流量控制反应PH值在6.7?6.8 ;
(2)控制反应温度10?40°C，搅拌转速150?300r/min，反应I?3h后，停止氯化钴加料，调小碳酸氢铵至10?60L/h继续反应，同时缓慢升温至50?55°C，待PH值达到7.2?7.3停止碳酸氢铵加入，合成得到前驱体；
(3)将合成的前驱体洗涤、干燥、破碎，250?350°C温度下氢还原10?25小时，钴粉在氮气或二氧化碳、或石蜡蒸汽状态下冷却、破碎、混料、筛分、包装。
[0006]另一优选方案，步骤(I)氯化钴溶液浓度为110g/l，碳酸氢铵溶液浓度为250g/l，按氯化钴溶液流量60L/h,碳酸氢铵流量90L/h加入反应爸内，通过调节碳酸氢铵流量控制反应PH值在6.5。
[0007]另一优选方案，步骤(2)反应温度25°C，搅拌转速调200r/min，加料反应2h后，停止氯化钴加料，调小碳酸氢铵至20L/h继续反应，同时缓慢升温至50°C，待PH值达到7.2后停止碳酸氢铵加入，得到钴前驱体。
[0008]另一优选方案，步骤(3)氢还原为300°C下还原20h。
[0009]另一优选方案，步骤(I)氯化钴溶液浓度为80g/l，碳酸氢铵溶液浓度为150g/l，按氯化钴溶液流量200L/h，碳酸氢铵流量320L/h加入反应釜内，通过调节碳酸氢铵流量控制反应PH值在6.8。
[0010]另一优选方案，步骤(2)反应温度10°C，搅拌转速调300r/min，加料反应6h后，停止氯化钴加料，调小碳酸氢铵至50L/h继续反应，同时缓慢升温至50°C，待PH值达到7.3后停止碳酸氢铵加入，得到钴前驱体。
[0011]另一优选方案，步骤(3)氢还原为350°C下还原10h。
[0012]本方法制得颗粒的过程是成核和生长分步合成，此方法可以控制钴粉的粒径和密度，得到的低氧含量钴粉，方便保存。钴粉粒径主要由前驱体粒径来控制，前驱体粒径通过反应PH值和反应温度条件来实现粒径的生长速度，采用在线PH值和温度检测、粒径检测等手段来实现前驱体的控制。
[0013]通过低氧操作，主要在还原过程中钴粉在氮气状态下冷却，钴粉在氮气或二氧化碳、或石蜡蒸汽等状态下冷却、破碎、混料、筛分、包装，整个操作都隔绝空气，有效降低了氧含量，且解决了超细钴粉生产过程中存在的着火现象，成品率达到100%。
【附图说明】
[0014]图1为实施例1产品形貌图；
图2为实施例2产品形貌图；
图3为实施例3产品形貌图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合具体实施例对本发明作更具体的说明，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
[0016]实施例1
110g/l的氯化钴溶液和250g/l的碳酸氢铵溶液按氯化钴溶液流量60L/h，碳酸氢铵流量90L/h加入反应釜内，通过调节碳酸氢铵流量控制反应PH值在6.5反应温度25°C，搅拌转速调200r/min，加料反应2h后，停止氯化钴加料，调小碳酸氢铵至20L/h继续反应，同时缓慢升温至50°C，待PH值达到7.1后停止碳酸氢铵加入。合成的前驱体洗涤、干燥、破碎(100?200°C干燥，气流粉碎)，300°C *20h氢还原，氮气下冷却，、破碎、混料、筛分、包装。所得钴粉具体指标如下=Fsss粒径0.5um、氧含量0.38%，平均粒径3.92um。图1为实施例1产品形貌图，形貌呈单分散、密实的类球形。
[0017]实施例2:
80g/l的氯化钴溶液和1501/h的碳酸氢铵溶液按氯化钴溶液流量200L/h，碳酸氢铵流量约320L/h加入反应釜内，通过调节碳酸氢铵流量控制反应PH值在6.8反应温度10°C，搅拌转速调300r/min，加料反应6h后，停止氯化钴加料，调小碳酸氢铵至501/h继续反应，同时缓慢升温至55°C，待PH值达到7.3后停止碳酸氢铵加入。合成的前驱体洗涤、干燥、破碎(100?200°C干燥，气流粉碎)，350°C *10h氢还原，将还原得到的钴粉在二氧化碳下冷却、破碎、混料、筛分、包装。
[0018]所得钴粉具体指标如下:Fsss粒径0.4 um,氧含量0.4%,平均粒径3.81um。图2为实施例2产品形貌图。形貌呈单分散、密实的类球形。
[0019]实施例3
低氧超细钴粉的合成方法，步骤如下:
(1)60g/l的氯化钴溶液和100g/l的碳酸氢铵溶液按氯化钴溶液流量200L/h，碳酸氢铵流量350L/h加入反应釜内，通过调节碳酸氢铵流量控制反应PH值在6.7?6.8 ;
(2)控制反应温度40°C，搅拌转速150r