一种大粒径草酸钴及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种大粒径草酸钴及其制备方法。本发明所述大粒径草酸钴D50为22.6~109.2μm。本发明所述草酸钴的制备方法是将钴盐溶液中加入铵盐进行络合，然后再一起加入到草酸铵溶液中进行沉淀，经过陈化、过滤、洗涤、烘干，得到D50为22.6~109.2μm的草酸钴。本发明所述大粒径草酸钴迎合了现有市场上对于D50大于20μm的草酸钴的需求，并具有氯离子含量较低等优点，解决了传统方法制得的草酸钴颗粒粒度有限，很难达到D50大于20μm，以及氯离子含量较高等问题，具有很好的应用前景。
【专利说明】一种大粒径草酸钴及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业草酸钴制备【技术领域】，具体涉及一种D50为22.6~109.2μπι，
Cr含量〈0.03%的草酸钴及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着新材料技术的不断创新，钴粉的应用面及范围也在不断扩大。常规硬质合金用的钴粉，之前是要求粒度越小越好，现在大粒度的钴粉也有一定的市场。另外电池行业也开始使用金属钴粉用于电池正极材料，这种钴粉也要求粒度较大。这种情况下，相应地，用于还原制备钴粉的草酸钴的粒度也必须增大。市场上对D50>20Mm的草酸钴有一定的需求量，特别是国际市场的需求更大。
[0003]草酸钴在进行氢还原过程中，其中的氯离子会挥发出来，会对还原设备产生腐蚀作用，造成对钴粉的污染，影响钴粉的应用。因此草酸钴中对氯离子的要求也越来越高。特别是电子行业，要求氯离子含量小于0.03%。
[0004]常规的草酸钴生产都是将草酸铵溶液加入氯化钴溶液中(硫酸钴造成草酸钴中夹带硫酸根离子更严重，因此一般不用硫酸钴来生产草酸钴)，进行中和沉淀，过滤后对沉淀产物进行洗涤，烘干得到的。通过对加料速度，料液温度，料液浓度及沉淀酸度的调整，达到对草酸钴粒度控制的目的。但这种控制都仅限于D50〈20Mffl的范围内，不能满足特殊钴粉的制造要求。而且，由于底液是氯化钴溶液，钴离子大量存在，当加入草酸铵溶液时，由于钴离子过饱和度高，会产生大量的晶核，使草酸钴颗粒不能有效的长大。只有在后期，钴离子浓度下降后，晶核生成速度减慢，草酸钴颗粒才能慢慢生长。而此时因为钴离子浓度有限，导致最终所得的草酸钴颗粒大小也有限，其激光粒度分布平均值D50 —般不会超过10 μ m。由于底液中含有大量的氯离子，在形成草酸钴沉淀时，氯离子也会被夹带在沉淀物中，导致所制得的草酸钴中氯离子含量高的问题。
[0005]申请号为201110212720.0的发明专利申请，公开了一种大粒径钴粉及其制备方法，其中，反应过程中需要在反应底液中加入草酸铵和钴盐溶液，经反应后得到草酸钴沉淀，其D50粒径可达60 μ m。该专利申请虽然也可以制得D50为60 μ m的草酸钴，但是根据其公开的反应过程可知，该方法是以水或者加有草酸钴晶体的水为底液，再分别加入草酸铵和钴盐进行反应。此方法无法达到草酸钴D50可控的效果。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于根据目前草酸钴制造领域中存在的氯离子含量高、制得的草酸钴D50不可控等技术缺陷，提供一种低氯、大粒径草酸钴，具有D50为22.6-109.2 μ m，氯离子含量< 0.03%的优点。
[0007]本发明另一目的在于提供上述草酸钴的制备方法。
[0008]本发明上述目的通过以下技术方案予以实现:
一种大粒径草酸钴，其D50为22.6-109.2 μ m,氯离子含量< 0.03%。
[0009]上述大粒径草酸钴的制备方法包括以下步骤:
(1)在钴盐溶液中加入铵盐进行络合，得到钴液；所述钴盐溶液和铵盐中，钴铵摩尔比为 1:1.5-2.5 ；
(2)将草酸铵溶液加入沉淀槽中，经搅拌、升温后，将步骤(I)所得钴液加入草酸铵溶液中进行沉淀；当沉淀槽中的浆液PH值为2~3时，完成沉淀；
(3)将步骤(2)沉淀完成后所得浆液陈化后过滤、洗涤、烘干，得到大粒径草酸钴；
其中，步骤(I)中，所述钴盐为硫酸钴溶液、氯化钴溶液或硝酸钴溶液；所述铵盐为氯化铵或硫酸铵。
[0010]作为一种优选方案，步骤(I)中，所述钴盐溶液中，钴离子的浓度为80g/L。
[0011]作为一种优选方案，步骤(2)中，所述草酸铵溶液的浓度为80~120g/L。
[0012]作为一种优选方案，步骤(2)中，所述升温是指将温度升到60~65°C。
[0013]作为一种优选方案，步骤(3)中，所述陈化时间至少为30min。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
(1)本发明通过加入铵盐与钴形成络合物，可以降低反应初始阶段钴离子的过饱和度，使沉淀过程中，草酸钴颗粒的生长速度优于晶核的生成，从而草酸钴颗粒能有效长大；
(2)本发明通过反加的方法，用草酸铵做底液，避免在含有大量氯离子的环境中生成草酸钴，所以本发明方法制得的草酸钴中，氯离子的含量可低于0.03% ；
(3)本发明通过调整草酸铵的含量，可以将草酸钴的D50控制在22.6~109.2μπι之间，实现了草酸钴D50在大于20 μ m时可控。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为实施例1所得草酸钴的SEM图。
[0016]图2为实施例1所得草酸钴的粒度分析报告。
[0017]图3为实施例2所得草酸钴的SEM图。
[0018]图4为实施例2所得草酸钴的粒度分析报告。
[0019]图5为实施例3所得草酸钴的SEM图。
[0020]图6为实施例3所得草酸钴的粒度分析报告。
[0021 ]图7为实施例4所得草酸钴的SEM图。
[0022]图8为实施例4所得草酸钴的粒度分析报告。
[0023]图9为实施例5所得草酸钴的SEM图。
[0024]图10为实施例5所得草酸钴的粒度分析报告。
【具体实施方式】
[0025]以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
[0026]实施例1
(I)原料配制:氯化钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:2.5 (摩尔比)配入氯化铵，搅拌均匀。配制80g/L的草酸铵溶液。
[0027](2)沉淀过程:先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌，升温到60°C，慢慢加入钴液。当沉淀浆液PH达到终点要求(pH=2)时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗涤，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=22.618Mm ;氯离子含量为0.018% (图1~2)。
[0028]实施例2
(I)原料配制:硫酸钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:1.5 (摩尔比)配入氯化铵，搅拌均匀。配制90g/L的草酸铵溶液。
[0029](2)沉淀过程:先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌,升温到65°C，慢慢加入钴液。当沉淀浆液PH达到终点要求(pH=3)时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗涤，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=30.722Mm ;氯离子含量为0.0003% (图3~4)。
[0030]实施例3
(I)原料配制:氯化钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:2 (摩尔比)配入氯化铵，搅拌均匀。配制100g/L的草酸铵溶液。
[0031](2)沉淀过程:先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌,升温到63°C，慢慢加入钴液。当沉淀浆液PH达到终点要求(pH=2.5)时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗漆，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=43.149Mm ;氯离子含量为0.013% (图5~6)。
[0032]实施例4
(I)原料配制:氯化钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1: 1.8 (摩尔比)配入氯化铵，搅拌均匀。配制110g/L的草酸铵溶液。
[0033](2)沉淀过程:先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌,升温到62°C，慢慢加入钴液。当沉淀浆液PH达到终点要求(pH=2.2)时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗漆，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=87.878Mm ;氯离子含量为0.018% (图7~8)。
[0034]实施例5
(I)原料配制:氯化钴溶液钴离子溶液为80g/L，按钴铵比为1:2.2 (摩尔比)配入氯化铵，搅拌均匀。配制120g/L的草酸铵溶液。
[0035](2)沉淀过程:先将草酸铵溶液加入沉淀槽中，开启搅拌，升温到62°C，慢慢加入钴液。当沉淀浆液PH达到终点要求(pH=2.7)时，完成沉淀。陈化30分钟后过滤，洗漆，烘干，得到成品草酸钴。其平均粒度分布D50=109.289Mm ;氯离子含量为0.026% (图9~10)。
【权利要求】
1.一种大粒径草酸钴，其特征在于所述草酸钴D50为22.6-109.2 μ m，氯离子含量(0.03% ;其制备方法包括以下步骤: (1)在钴盐溶液中加入铵盐进行络合，得到钴液；所述钴盐溶液和铵盐中，钴铵摩尔比为 1:1.5-2.5 ； (2)将草酸铵溶液加入沉淀槽中，经搅拌、升温后，将步骤(I)所得钴液加入草酸铵溶液中进行沉淀；当沉淀槽中的浆液PH值为2~3时，完成沉淀； (3)将步骤(2)沉淀完成后所得浆液陈化后过滤、洗涤、烘干，得到大粒径草酸钴； 其中，步骤(I)中，所述钴盐为硫酸钴溶液、氯化钴溶液或硝酸钴溶液；所述铵盐为氯化铵或硫酸铵。
2.根据权利要求1所述大粒径草酸钴，其特征在于步骤(I)中，所述钴盐溶液中，钴离子的浓度为80g/L。
3.根据权利要求1所述大粒径草酸钴，其特征在于步骤(2)中，所述草酸铵溶液的浓度为 80~120g/L。
4.根据权利要求1所述大粒径草酸钴，其特征在于步骤(2)中，所述升温是指将温度升到 60?65。。。
5.根据权利要求1所述大粒径草酸钴，其特征在于步骤(3)中，所述陈化时间至少30mino
【文档编号】C07C55/07GK104478700SQ201410752244
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】钟晖, 黄铁熙, 黄苏勇, 彭灿 申请人:英德佳纳金属科技有限公司