专利名称：一种制备醋酸钴的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种利用常见钴盐制备高品质醋酸钴的方法，具体的说是由常见钴盐(如 硫酸钴、氯化钴、硝酸钴等)经沉淀转化、洗涤、酸化制备醋酸钴(或溴化钴)。
背景技术：
国内厂家一般采用硝酸法，其主要特点是将金属钴片(过量)与稀醋酸、稀硝酸 (氧化促进剂)溶解，经酸解反应、浓缩除杂、过滤、结晶、离心、干燥得到成品。此 方法步骤多，达到高纯度难；设备较复杂，投资大，效益低；氮氧化物排放造成尾气 污染环境。CN1128254公开了在一个柱形或罐式反应器中，加入不经过任何超细分散处理的工 业级金属钴，在反应器的顶部加入预先混合的过氧化氢和醋酸的水溶液，生成的醋酸钴 盐溶液从反应器底部连续排出。此方法制得的醋酸钴溶液浓度较低且实际运行波动较 大；醋酸、双氧水的综合转化率通常不超过50%，造成成本较高。CN101130490公开了金属钴粉、浓度为20~30%(m/m)醋酸溶液和浓度为96 98 X(m/m)的浓硝酸溶液置于反应器中，在卯 100'C下搅拌回流反应，制得醋酸钴溶液。 此醋酸钴液中仍含有一定的游离硝酸，需要后续除杂；过程仍有氮氧化物排放造成尾气 污染环境。国内也有利用市售碳酸钴生产醋酸钴，但由于反应过程中存在副反应和碳酸钴转化 率较低，因此实际应用并不成功。上述方法大多采用金属钴(或钴粉)为原料，由于金属钴由硫酸钴(或氯化钴)电 解而得，钴粉由钴盐通过氢气还原而得，生产过程能耗很大，运行成本高，造成金属钴 (或钴粉)的市场价格通常高于常见钴盐(折算成钴)，因此最终制得的醋酸钴成本较 高；醋酸钴中的杂质离子得不到有效的控制，影响了醋酸钴产品质量。发明内容为了克服传统醋酸钴制备过程复杂、工艺控制繁琐、辅料消耗较大、质量控制较难、 生产成本较高的不足，本发明提供一种利用常见钴盐制备高品质醋酸钴的方法，它是利 用常见钴盐(如硫酸钴、氯化钴、硝酸钴等)经沉淀转化、洗涤、酸化制备醋酸钴(或 溴化钴)。实际应用中也可用碳酸钴直接酸化制备醋酸钴(或溴化钴)。使用该方法制备 的醋酸钴(或溴化钴)满足醋酸钴的质量技术要求，尤其是醋酸钴中的杂质阴阳离子得 到了有效降低；工艺流程较为简单，投资较省且工艺参数便于控制，正常生产运行时物 耗能耗较低。本发明采取的技术方案是1. 取常见钴盐(如硫酸钴、氯化钴、硝酸钴等)，分析其中的钴含量，将钴盐溶液与碳酸氢铵(过量)在0—25'C时反应形成碳酸钴沉淀，沉淀经过滤后形成碳酸钴湿料， 用纯水冲洗湿料得粗碳酸钴。2. 粗碳酸钴用纯水洗涤，过滤后的滤液通过氢氧型(或醋酸型)阴离子交换树脂; 除去滤液中杂质阴离子(如S042—、 C厂、N03—等)，滤液继续循环洗涤碳酸钴，直至滤 液中杂质阴离子小于10ppm，得到精碳酸钴。3. 分析精碳酸钴中的钴含量，在碳酸钴中边搅拌边缓慢加入醋酸或氢溴酸(过量5 一50%)，控制温度0—10(TC，滴加完毕后缓慢升温至沸，溢出酸气冷凝回流，充分反钴(或溴化钴)。实际应用中也可用市售碳酸钴经纯水充分洗涤除去杂质阴离子(如so42—、 cr、 N03—等)，得到精碳酸钴，控制温度0—IOO'C,边搅拌边缓慢加入醋酸或氢溴酸(过量)，继续升温至沸，溢出酸气冷凝回流，充分反应后过 滤形成醋酸钴(或溴化钴)。4.分析醋酸钴，若杂质阳离子含量较高，则将反应液冷却至80'C以下，加入双氧 水(0.1—2% (重量比))，继续蒸发醋酸钴液至粘稠状，赶出游离醋酸，加少量水反复 破稀蒸发，直至蒸发余液中的游离醋酸小于1%，继续加入1.5—2.5倍蒸发余液体积的 纯水，控制PH值5—6，升温煮沸10—30分钟，静置2—5小时，过滤得到醋酸钴，再 在此醋酸钴溶液中加入醋酸，使醋酸钴溶液中的游离醋酸大于1%。此过程得到的醋酸 钴杂质阳离子通常都能达到指标要求。上述技术方案的工艺流程见附图1 。本发明的有益效果是，本发明以价格低廉的常见钴盐为原料，醋酸钴的制造成本显 著降低；通过沉淀转化、洗涤，杂质阴离子得到了有效控制；酸化时仅使用醋酸(或氢 溴酸)，无需氧化促进剂(硝酸或双氧水)，降低了辅料的消耗；洗涤后的滤液循环使用 且可直接进入反应系统，避免了物料的损耗和直接排放对环境的污染；醋酸钴的杂质阴 阳离子均能得到有效的控制，产品质量稳定，工艺过程较为简单，投资较省。
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
实例1(D.在一只500mL烧杯中将100.8g硫酸钴(Co20.5%)溶于纯水中，分析硫酸钴 溶液中钴含量为5.2%,控制温度小于25t:,在硫酸钴溶液中边搅拌边缓慢加入61.4g 碳酸氢铵，充分反应后形成碳酸钴浆液，浆液经过滤后形成碳酸钴湿料，用纯水冲洗M 料得粗碳酸钴。② .粗碳酸钴继续用纯水洗涤，真空抽滤浆液，滤液通过氢氧型阴离子交换树脂， 除去滤液中S042—和其它杂质阴离子，滤液返回洗涤碳酸钴，检测滤液中S042—小子 lOppm,得到精碳酸钴70.8g。③ .分析精碳酸钴Co 27.6%、 Fe20ppm、 Ni96ppm，杂质阳离子含量相对较低， 将精碳酸钴溶于水后全部转入500mL的二口烧瓶中，边搅拌边缓慢滴加醋酸51.0g,控 制温度小于滴加完毕后缓慢升温至沸，溢出酸气冷凝回流，充分反应后过滤得 到醋酸钴24(Ug。分析醋酸钴质量指标为Co8.1X、 Fe2.7ppm、 Cu0.2ppm、 M 18.4ppm、 Znl.5ppm、硫^根〈20ppm。实例2(D.取50.6g的碳酸钴粗品(市售，Co39.6%、 Fel5,3pm、 Ni40ppm)溶于纯水中， 用纯水洗涤，真空抽滤浆液，滤液通过醋酸型朗离子交换树脂，除去滤液中氯离子和其 它杂质阴离子，滤液返回洗涤碳酸钴，检测滤液中氯离子小于10ppm,得到精碳酸钴。②.将精碳酸钴溶于水后全部转入500mL的二烧瓶中，边搅拌边缓慢滴加醋酸 49.0g，控制温度小于10010,滴加完毕后缓慢升温至沸,溢出酸气冷凝回流，充分反应 后过滤得到醋酸钴249.4g。分析醋酸钴质量指标为0>8.0%、 Fe2.8ppm、 Cu 0.5ppm、. Ni4.8ppm、 Znl.0ppm、 C厂〈5ppm。实例3① .取62.8g的碳酸钴(市售，Co46.5^、 Fe20ppm、 Ni40ppm)溶于纯水中，用 纯水洗涤，真空抽滤浆液，滤液通过醋酸型阴离子交换树脂，除去滤液中氯离子和其它 杂质阴离子，滤液返回洗涤碳酸钴，检测滤液中氯离子小于10ppm，得到精碳酸钴。② .将精碳酸钴溶于水后全部转入500mL的二口烧瓶中，边搅拌边缓慢滴加氢溴4酸(HBr47.4%) 178.6g,控制温度小于100"，升温至沸，溢出酸气冷凝回流，充分反 应后过滤得到溴化钴240.3g。分析溴化钴质量指标为Col2.1%、 Fe5.0ppm、 Cu0.8ppm、 NilO.Oppm、 Zn2,2ppm、 Cr〈50ppm。实例4CD.取45.0g的碳酸钴(市售，Co46.5%、 Fe20ppm、 Ni50ppm)溶于纯水中，用 纯水洗涤，真空抽滤浆液，滤液(也可直接拌放)通过醮酸型阴离子交换树脂，除去滤 液中氣离子和其它杂质阴离子，滤液返回洗涤碳酸钴，检渊滤液中氯离子小于10ppm， 得到精碳酸钴。②.将精碳黢钴溶于水后全部转入500mL的二口烧瓶中，边搅拌边缓慢滴加醋酸 56.8g，控制温度小于100*C,滴加完毕后缓慢升温至沸，溢出酸气冷凝回流，充分反应 后过滤得到醋酸钴263.6g。分析溴化钴质量指标为Co7.S^、 Fe2.8ppm、 Cu 0.6ppm、 Ni7,2ppm、 Zn2.0ppm、 C厂〈5ppm。本发明中涉及的主要化学反应式为① .CoS04 + 2NH4HC03--CoC03』+ (NH4)2S04 +C02 t + H20② .CoC03 + 2CH3COOH —■ CcKCHsCOOh +C02 t + H20 (D. CoC03 + 2 HBr ——CoBr2 +C02 t + H20
权利要求
1.一种利用常见钴盐制备高品质醋酸钴的方法，其特征在于常见钴盐(如硫酸钴、氯化钴、硝酸钴等)经沉淀转化、洗涤、酸化制备醋酸钴(或溴化钴)。实际应用中也可用碳酸钴直接酸化制备醋酸钴(或溴化钴)。
2. 根据权利要求1所述的沉淀转化，其特征是将钴盐溶液与碳酸氢铵在0—25 。C时反应形成碳酸钴沉淀，沉淀经过滤洗涤形成粗碳酸钴。
3. 根据权利要求1所述的洗涤，其特征是粗碳酸钴用纯水洗涤，过滤后的滤液通过氢氧型(或醋酸型)阴离子交换树脂，除去滤液中杂质阴离子(如S042—、 cr、 N03—等)，滤液继续循环洗涤碳酸钴，得到精碳酸钴。
4. 根据权利要求1所述的酸化，其特征是将精碳酸钴加入到纯水中，边搅拌边 缓慢滴加醋酸或氢溴酸(过量)，控制温度0—100'C,滴加完毕后缓慢升温至沸，溢出 酸气冷凝回流，充分反应后过滤得到醋酸钴(或溴化钴)。
全文摘要
一种利用常见钴盐制备高品质醋酸钴的方法，本发明特点是利用常见钴盐(如硫酸钴、氯化钴、硝酸钴等)经沉淀转化、洗涤、酸化制备醋酸钴(或溴化钴)。实际应用中也可用碳酸钴直接酸化制备醋酸钴(或溴化钴)。使用该方法制备的醋酸钴满足催化剂级醋酸钴的质量技术要求，尤其是醋酸钴中的杂质阴阳离子得到了有效降低；工艺流程较为简单，投资较省且工艺参数便于控制，生产运行成本较低。
文档编号C07C53/10GK101323565SQ20081012844
公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月29日 优先权日2008年6月29日
发明者颜夕仁 申请人:颜夕仁