一种窄分布大粒度四氧化三钴制备方法与流程

本发明属于化工技术领域，涉及一种窄分布大粒度四氧化三钴的制备方法。

背景技术：

以钴酸锂为正极材料所制备的锂离子电池具有重量轻、容量大、比能量高、工作电压高、放电平稳、适合大电流放电、循环性能好、寿命长等特点，主要应用于3c数码领域。

钴酸锂正朝着高电压、高压实、高循环性能的方向发展，因此，对原材料四氧化三钴的要求也越来越高。co3o4是一种具有特殊结构和性能的功能材料，常规co3o4市场已经面临逐步萎缩的现状，大粒度co3o4的市场需求逐步凸显。如何制备高性能窄分布大粒度四氧化三钴尤为重要。

目前的羟基系四氧化三钴制备工艺，其产品存在以下问题：小颗粒（微粉）占比比较高，对后续正极材料制备影响较大；dmax普遍偏大;整体粒度分布较差，（d90-d10）/d50基本处于85%以上；产品形貌差。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种窄分布大粒度四氧化三钴的制备方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种窄分布大粒度四氧化三钴的制备方法，包括以下步骤：

a、以钴盐为原料，配制钴浓度110-115g/l的钴溶液为a溶液，配制浓度为220-250g/l的氢氧化钠溶液，向所述中氢氧化钠溶液加入其体积0.04-0.06倍、浓度180g/l的氨水溶液为b溶液；水合联氨为c溶液；

b、母釜加入1m3热纯水作为合成缓冲液，加入5-8lc溶液，温度控制在74-76℃搅拌，a溶液以300±30l/h流量加入母釜，同时加入b溶液，控制ph=7.7-7.9，稳定b溶液流量，合成10h检测粒度分布，d50达到14-16um，母釜分别向第一合成釜和第二合成釜内移入母釜总料浆体积的1/3的料浆，a溶液以300±30l/h流量分别加入母釜、第一合成釜和第二合成釜，同时分别加入b溶液，控制ph=7.7-7.9，稳定b溶液流量，母釜、第一合成釜和第二合成釜合成18-20小时检测粒度，d50达到18-19um，将母釜、第一合成釜和第二合成釜浆料输送至浆料均质釜混合；

c、将均质釜中物料进行80-100℃去离子水离心洗涤、100-120℃下干燥、回转窑750-800℃煅烧得到窄分布大粒度四氧化三钴产品。

所述钴盐为硝酸钴、氯化钴中的一种或两种的混合物。

本发明具有以下有益效果：

1.合成原料均采用高浓度溶液，现有基础上大大提升生产效率；

2.采用本发明方法制备出的窄分布大粒度四氧化三钴产品粒度分布较好，dmin≥6um，d10≥12um，d50:16-18um，d90≤25um，dmax≤40um，（d90-d10）/d50≤70%；

3.产品形貌改善，球形度较好。

附图说明

图1为实施例1的产物检测结果图；

图2为实施例2的产物检测结果图。

具体实施方式

实施例1

一种窄分布大粒度四氧化三钴的制备方法，包括以下步骤：

a、以硝酸钴为原料，配制钴浓度110g/l的钴溶液为a溶液，配制浓度为220g/l的氢氧化钠溶液，向所述中氢氧化钠溶液加入其体积0.04倍、浓度180g/l的氨水溶液为b溶液；水合联氨为c溶液；

b、母釜加入1m³热纯水作为合成缓冲液，加入5-8lc溶液，温度控制在74℃搅拌，a溶液以270l/h流量加入母釜，同时加入b溶液，控制ph=7.7-7.9，稳定b溶液流量，合成10h检测粒度分布，d50达到14-16um，母釜分别向第一合成釜和第二合成釜内移入母釜总料浆体积的1/3的料浆，a溶液以270l/h流量分别加入母釜、第一合成釜和第二合成釜，同时分别加入b溶液，控制ph=7.7-7.9，稳定b溶液流量，母釜、第一合成釜和第二合成釜合成18小时检测粒度，d50达到18-19um，将母釜、第一合成釜和第二合成釜浆料输送至浆料均质釜混合；

c、将均质釜中物料进行80℃去离子水离心洗涤、100℃下干燥、回转窑750℃煅烧得到窄分布大粒度四氧化三钴产品。

实施例2

一种窄分布大粒度四氧化三钴的制备方法，包括以下步骤：

a、以氯化钴为原料，配制钴浓度113g/l的钴溶液为a溶液，配制浓度为240g/l的氢氧化钠溶液，向所述中氢氧化钠溶液加入其体积0.05倍、浓度180g/l的氨水溶液为b溶液；水合联氨为c溶液；

b、母釜加入1m3热纯水作为合成缓冲液，加入6lc溶液，温度控制在75℃搅拌，a溶液以300l/h流量加入母釜，同时加入b溶液，控制ph=7.8，稳定b溶液流量，合成10h检测粒度分布，d50达到15um，母釜分别向第一合成釜和第二合成釜内移入母釜总料浆体积的1/3的料浆，a溶液以300l/h流量分别加入母釜、第一合成釜和第二合成釜，同时分别加入b溶液，控制ph=7.8，稳定b溶液流量，母釜、第一合成釜和第二合成釜合成19小时检测粒度，d50达到18-19um，将母釜、第一合成釜和第二合成釜浆料输送至浆料均质釜混合；

c、将均质釜中物料进行90℃去离子水离心洗涤、110℃下干燥、回转窑770℃煅烧得到窄分布大粒度四氧化三钴产品。

实施例3

一种窄分布大粒度四氧化三钴的制备方法，包括以下步骤：

a、以硝酸钴和氯化钴的混合物为原料，配制钴浓度115g/l的钴溶液为a溶液，配制浓度为250g/l的氢氧化钠溶液，向所述中氢氧化钠溶液加入其体积0.06倍、浓度180g/l的氨水溶液为b溶液，水合联氨为c溶液；

b、母釜加入1m³热纯水作为合成缓冲液，加入8lc溶液，温度控制在76℃搅拌，a溶液以330l/h流量加入母釜，同时加入b溶液，控制ph=7.9，稳定b溶液流量，合成10h检测粒度分布，d50达到16um，母釜分别向第一合成釜和第二合成釜内移入母釜总料浆体积的1/3的料浆，a溶液以330l/h流量分别加入母釜、第一合成釜和第二合成釜，同时分别加入b溶液，控制ph=7.9，稳定b溶液流量，母釜、第一合成釜和第二合成釜合成20小时检测粒度，d50达到19um，将母釜、第一合成釜和第二合成釜浆料输送至浆料均质釜混合；

c、将均质釜中物料进行100℃去离子水离心洗涤、120℃下干燥、回转窑800℃煅烧得到窄分布大粒度四氧化三钴产品。

技术特征：

技术总结
本发明属于化工技术领域，涉及一种窄分布大粒度四氧化三钴的制备方法。其包括溶液配制、合成反应和过滤洗涤干燥步骤。采用本发明方法制备出的窄分布大粒度四氧化三钴产品粒度分布较好，产品形貌改善，球形度较好，生产效率高。

技术研发人员：赵宗明;汤玲花;谭玉虎;李俊杰;孙戈;刘柏年;陈晓闯
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司;兰州金川新材料科技股份有限公司
技术研发日：2019.04.23
技术公布日：2019.10.18