專利名稱：一種回收鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈷的回收方法，特別是屬于從有機(jī)相反萃鈷的方法。
鈷廣泛用于催化劑、磁性材料、玻璃陶瓷顏料、各種特殊合金及耐高溫材料等方面。從各種初級原料及冶金副產(chǎn)品或二次資源中提取鈷，需要經(jīng)過提純，特別是進(jìn)行鎳鈷分離后，才能制備出高純氧化鈷或其他鈷產(chǎn)品。鈷的提純通常采用溶劑萃取法，用有機(jī)磷化合物、胺類化合物和脂肪酸類等作萃取劑，實(shí)現(xiàn)鈷與其它雜質(zhì)的分離。其中有機(jī)磷化合物如2-乙基己基膦酸2-乙基己基單酯(M2EHPA)、二(2-乙基己基磷酸(D2EHPA)及季銨鹽如三辛基甲基氯化銨(Aliquat336)為最常用的鈷萃取劑。
從負(fù)載鈷的有機(jī)相中回收鈷，傳統(tǒng)的方法是用無機(jī)酸反萃有機(jī)相中的鈷，例如用硫酸反萃鈷，再從反萃液中電沉積鈷(M.Ando，M.Takabashi and T.Gata，Separation ofCobalt from Nickel in NMC Process，Presented at the3rd International Symposium on Hydrometallurgy，March6-10，1983，Atlanta，USA)；或用鹽酸反萃鈷，再用草酸從反萃液中沉淀出草酸鈷，最后將草酸鈷煅燒成氧化鈷粉(黃其興、王立川、朱鼎元，《鎳冶金學(xué)》，中國科學(xué)技術(shù)出版社，1990，北京)。這類反萃方法都要使用較高濃度的酸，尤其當(dāng)由此制備氧化鈷時，還需要用草酸這樣昂貴的試劑從反萃液中沉淀鈷，以致生產(chǎn)成本高。而且，沉淀草酸鈷需要加溫，反萃鈷后的有機(jī)相需要再用堿或氨皂化后才返回萃取回路，操作繁瑣。
本發(fā)明的目的是要提供一種經(jīng)濟(jì)、簡便、有效的回收鈷新方法，從有機(jī)相中制備純度很高的氧化鈷或其他鈷產(chǎn)品。新方法既能有效地從有機(jī)相中反萃鈷，又能簡便經(jīng)濟(jì)地沉淀反萃的鈷而不需添加任何其他試劑。沉淀出的鈷化合物可直接煅燒成高純氧化鈷產(chǎn)品，或者用其他已知的方法加工成鈷金屬。例如用氫還原法制成金屬鈷粉或電沉積法生產(chǎn)陰極鈷。
本發(fā)明提供的方法是用氨-碳酸銨水溶液與含萃取劑的負(fù)載鈷有機(jī)相混合或攪拌混合而反萃其中的鈷。反萃的鈷或者轉(zhuǎn)入水相直接以沉淀形式反萃，或者由水相經(jīng)加熱蒸出氨和二氧化碳而從反萃液中沉淀出來。兩種情況下得到的鈷化合物沉淀都可直接煅燒得到氧化鈷產(chǎn)品，或者用其他已知方法加工成鈷金屬。例如用氫還原法制成金屬鈷粉或電沉積法生產(chǎn)陰極鈷。煅燒時產(chǎn)生的氨和二氧化碳以及反萃液加熱蒸出的氨和二氧化碳都可回收補(bǔ)充反萃液。理論上整個反萃制備氧化鈷過程不消耗氨-碳酸銨反萃劑。反萃液在分離回收其中沉淀的鈷化合物后，可補(bǔ)充氨和二氧化碳后返回反萃作業(yè)再用。反萃鈷后的有機(jī)萃取劑可直接返回鈷萃取回路，無須再用碳或氨皂化。氨的濃度0-10mol/L，碳酸銨濃度0.1-6mol/L。
本發(fā)明提供的反萃方法適用于鈷的各種溶劑萃取體系，包括有機(jī)磷類化合物、胺類化合物、脂肪酸類萃取劑的有機(jī)溶液等。這里列舉的萃取劑只是作為例子，不是對萃取劑的限制。
與現(xiàn)有溶劑萃取中用無機(jī)酸反萃鈷的方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)簡化了操作。鹽酸反萃后欲沉淀成草酸鈷以便煅燒成氧化鈷產(chǎn)品時，鈷反萃液需要經(jīng)過草酸反萃作業(yè)。本發(fā)明可將鈷反萃與鈷沉淀結(jié)合成一個作業(yè)，使鈷直接以沉淀形式反萃。
降低了成本。用無機(jī)酸反萃時，酸即被消耗，且萃取劑再用時還需加堿或氨中和萃取劑的質(zhì)子。而本發(fā)明的方法，反萃劑氨-碳酸銨可回收再用，理論上在反萃時不消耗。同時，從鹽酸反萃鈷的溶液中沉淀草酸鈷需要加比較昂貴的草酸。本發(fā)明的方法不需要加反萃劑以外的任何其他試劑，即可直接反萃成沉淀，或?qū)⒎摧鸵杭訜嵴羧グ焙投趸己蟮玫降膲A式碳酸鈷沉淀，從而節(jié)省了試劑，降低了成本。
實(shí)施例1用本發(fā)明的方法從溶劑萃取分離鎳鈷的負(fù)載有機(jī)相制備氧化鈷。有機(jī)相為2-乙基己基膦酸2-乙基己基單酯(M2EHPA)的20v％煤油溶液，其鈷負(fù)荷量為12g/L。負(fù)載有機(jī)相與含0.5mol/L氨，0.5mol/L碳酸銨的水溶液攪拌混合30min，直接反萃得到鈷化合物沉淀。分出有機(jī)相后，過濾水相，濾餅洗滌、干燥，然后在600℃下煅燒3h，得到氧化鈷產(chǎn)品，其鈷含量及雜質(zhì)成分均符合氧化鈷產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如表1。
表1生產(chǎn)的氧化鈷主要化學(xué)成分(％)CoNiFeCuMnPb720.01 0.042 0.01 ＜0.01 0.006CaMgNaS0.013 0.027 0.005 0.029
實(shí)施例2用本發(fā)明的方法從負(fù)載10g/L Co的有機(jī)相中反萃鈷。有機(jī)相為0.8 mol/L Aliquat 336煤油溶液，在實(shí)施例1的反萃條件下，鈷反萃率可達(dá)99％以上。加熱反萃液蒸去氨和二氧化碳后，得到的鈷化合物沉淀用硫酸溶解。溶液裝入高壓釜內(nèi)，在150—200℃和2—6MPa氫分壓下還原得到鈷金屬粉末。其主要化學(xué)成分見表2。
表2氫還原金屬粉主要化學(xué)成分(％)CoNiCuFeZnS99.7 0.01 0.01 0.008 0.01 0.00權(quán)利要求
1.一種從有機(jī)相中反萃鈷的方法，其特征在于用氨-碳酸銨水溶液與含萃取劑的負(fù)載鈷有機(jī)相混合或攪拌混合，從而將該有機(jī)相中的鈷轉(zhuǎn)入水相直接沉淀或由水相經(jīng)加熱而沉淀為鈷化合物回收。
2.如權(quán)利要求1從有機(jī)相中反萃鈷的方法，其特征在于所述的氨-碳酸銨水溶液，是氨與碳酸銨的水溶液，其中氨濃度0-10mol/L，碳酸銨濃度0.1-6mol/L。
3.如權(quán)利要求1從有機(jī)相中反萃鈷的方法，其特征在于所述的鈷萃取劑是有機(jī)磷化合物、胺類化合物和脂肪酸類萃取劑的有機(jī)溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種從有機(jī)相回收鈷的經(jīng)濟(jì)、簡便、有效的新方法。用氨—碳酸銨水溶液與負(fù)載鈷的有機(jī)相混合而反萃其中的鈷，鈷可直接以沉淀形式反萃，也可反萃至水相加熱蒸出氨和二氧化碳而沉淀出鈷化合物?；厥盏拟捇衔锍恋砜伸褵裳趸挳a(chǎn)品，或者用氫還原法制成金屬鈷粉或電沉積法生產(chǎn)陰極鈷。
文檔編號C22B3/26GK1135533SQ96100369
公開日1996年11月13日 申請日期1996年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月16日
發(fā)明者鄧彤 申請人:中國科學(xué)院化工冶金研究所