CN103624251A - 一种半微米钴粉及其制备方法和氢氧化钴粉体及其制备方法 - Google Patents
一种半微米钴粉及其制备方法和氢氧化钴粉体及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103624251A CN103624251A CN201310638363.3A CN201310638363A CN103624251A CN 103624251 A CN103624251 A CN 103624251A CN 201310638363 A CN201310638363 A CN 201310638363A CN 103624251 A CN103624251 A CN 103624251A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobalt
- powder
- preparation
- hydroxide
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
本发明提供了一种半微米钴粉，该半微米钴粉的形貌为球形或类球形，费氏粒度为0.5～0.8μm，其杂质含量低，兼具超细钴粉与类球钴粉的优点。其次，本发明还提供了该半微米钴粉的制备方法，该方法采用钴盐溶液与氢氧化钠或氢氧化钾溶液反应生产氢氧化钴沉淀，沉淀经浆化、离心、洗涤、干燥、破碎后，于340～370℃下进行氢还原得到钴粉，所述钴粉经破碎后即得半微米钴粉，该方法具有产品形貌与粒径可控、环保的优点。此外，本发明提供了一种氢氧化钴粉体及其制备方法，该氢氧化钴粉体的形貌为粒状或棒状，费氏粒度为0.33～0.58μm。
Description
技术领域
本发明属于金属微粒制备技术领域，尤其涉及一种半微米钴粉及其制备方法和氢氧化钴粉体及其制备方法。
背景技术
钴粉为灰色不规则状粉末，溶于酸，有磁性，在潮湿空气中易氧化，可用作硬质合金、金刚石工具、高温合金、磁性材料等冶金产品，及可充电池、工业***剂、火箭燃料和医药等化学制品。一般工业应用中，常见的钴粉分为标准型钴粉、类球状钴粉和超细类球状钴粉。超细钴粉具有特殊的物理化学性能，具有极大的表面效应和体积效应，随着科学技术的发展，不同的应用领域对粉末材料性能的要求不断提高，如超细硬质合金的制备中，要求钴粉费氏粒度（Fsss）小于0.8um才可以获得更好的使用性能，因此，提供Fsss粒径低于0.8μm的钴粉显得十分重要。
钴粉工业化生产两步法采用金属钴盐溶液和沉淀剂反应制备钴盐前躯体，然后钴盐前躯体在高温条件下还原制备金属钴粉，但传统的金属沉淀剂是碳酸氢铵或草酸铵，生产的钴盐前躯体是碳酸钴和草酸钴，由此制备出的钴粉Fsss粒径一般在0.8μm以上，并且碳酸氢铵或草酸铵的使用会引起大量的氨氮污染。
发明内容
为解决上述问题，本发明第一方面提供了一种半微米钴粉，所述半微米钴粉的形貌为球形或类球形，费氏粒度为0.5～0.8μm。本发明第二方面提供了一种半微米钴粉的制备方法，产品形貌与粒径可控，低成本，无氨氮污染问题。本发明第三方面和第四方面还提供了氢氧化钴粉体及其制备方法。
第一方面，本发明提供了一种半微米钴粉，所述半微米钴粉的形貌为球形或类球形，费氏粒度为0.5～0.8μm。
优选地，所述半微米钴粉的D50粒径为4.04～4.36μm。
优选地，所述半微米钴粉中钠的含量低于80ppm。
优选地，所述半微米钴粉中钙的含量低于80ppm。
优选地，所述半微米钴粉中氧含量低于1.15%。
本发明提供的半微米钴粉兼具超细钴粉与类球钴粉的优点粒径小而均匀，可广泛用于数控刀片、棒材、顶锤、钻头等硬质合金产品及电池行业。
第二方面，本发明提供了一种半微米钴粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制钴盐溶液和沉淀剂溶液，所述钴盐溶液中钴离子的浓度为0.37～0.62mol/L，所述沉淀剂溶液的浓度为所述钴盐溶液中钴离子的浓度的8～15倍，所述沉淀剂为碱金属氢氧化物；
（2）将步骤（1）配制的钴盐溶液和沉淀剂溶液以底部加料的方式加入到反应釜中进行沉淀反应，得到含氢氧化钴沉淀的溶液，其中，所述钴盐溶液加入的速度为64～74L/h，所述沉淀剂溶液加入的速度为所述钴盐溶液加入速度的1.3～3倍；
（3）将步骤（2）所得含氢氧化钴沉淀的溶液离心分离后得到氢氧化钴沉淀，再将所得氢氧化钴沉淀在40～70℃下浆化处理0.5～4小时，随后进行洗涤、干燥、破碎，得到氢氧化钴粉体，所述氢氧化钴粉体的形貌为粒状或棒状，费氏粒度为0.33～0.58μm；
（4）、将步骤（3）所得的氢氧化钴粉体置于还原炉中，通入还原性气体，于340～370℃下还原16.5～17.5小时，得到钴粉；
（5）、将步骤（4）所得钴粉进行气流破碎，得到半微米钴粉，所述半微米钴粉的形貌为球形或类球形，费氏粒度为0.5～0.8μm。
优选地，通过控制具体反应体系反应过程中所述沉淀剂溶液加入的速度，即碱液流量，或者钴盐的流量，来调节反应溶液的pH值，从而改变合成氢氧化钴前驱体的粒径、形貌、团聚情况等。
优选地，所述步骤（1）中，所述钴盐为可溶性钴盐。
优选地，所述步骤（1）中，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步优选地，所述步骤（1）中，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠。
优选地，所述步骤（1）中，所述钴盐为氯化钴、硝酸钴、硫酸钴或乙酸钴。
优选地，所述步骤（1）中，所述沉淀剂溶液中含有摩尔浓度为0.1～0.5mol/L的碳酸钠溶液或碳酸钾溶液。
进一步优选地，所述步骤（1）中，所述沉淀剂溶液中含有摩尔浓度为0.1～0.5mol/L的碳酸钠溶液。
更进一步优选地，所述步骤（1）中，所述沉淀剂溶液中含有摩尔浓度为0.25mol/L的碳酸钠溶液。
碳酸钠溶液或碳酸钾溶液作为调节剂，来影响合成氢氧化钴前驱体的粒径、形貌、团聚情况。
优选地，所述步骤（2）中，在所述钴盐溶液和沉淀剂溶液加入反应釜之前，所述反应釜中设置有盖过反应釜上浆叶5～30cm的反应底水。
进一步优选地，所述步骤（2）中，在所述钴盐溶液和沉淀剂溶液加入反应釜之前，所述反应釜中设置有盖过反应釜上浆叶15cm的反应底水。
优选地，所述沉淀反应的反应温度为44～70℃。
进一步优选地，具体反应体系的反应温度在±3℃的范围内波动。
优选地，所述沉淀反应过程中反应溶液的pH值为11.0～11.6。
优选地，通过控制具体反应体系反应过程中所述反应溶液的pH，对反应溶液的pH进行微调，来影响合成氢氧化钴前驱体的粒径、形貌、团聚情况。
优选地，所述步骤（3）中，所述浆化处理过程中对氢氧化钴沉淀进行搅拌，所述搅拌的速度为100～175转每分钟。
进一步优选地，具体反应体系的搅拌速度在±12.5转每分钟的范围内波动。
优选地，所述步骤（2）中，所述沉淀反应的过程中，采用3～8m3/h的气体流量向反应液中鼓入空气。
空气作为氧化剂，能使部分低价钴氧化为高价。
优选地，所述步骤（2）中，采用1～10L/h的流速向反应液中加入浓度为10%～20%氨水。
进一步优选地，所述步骤（2）中，采用3L/h的流速向反应液中加入浓度为13%氨水。
氨水作为调节剂，能增强反应体系的络合作用，减缓成核速度，减缓粒径生长，能调节氢氧化钴的粒径。
优选地，所述步骤（3）中，所述固液分离的方式为离心分离。
优选地，所述步骤（3）中，所述固液分离的方式为微孔过滤分离。
优选地，所述步骤（3）中，所述洗涤处理的方式为采用40～70℃的纯水将所述固体洗涤3～6次。
优选地，所述步骤（3）中，所述干燥处理的方式为在80～150℃下将所述固体干燥至衡重。
优选地，所述步骤（3）中，所述破碎处理的方式为气流破碎或机械破碎。
进一步优选地，所述步骤（3）中，所述破碎处理的方式为气流破碎。
优选地，所述步骤（3）中，所述气流破碎的气氛为惰性气体气氛。
优选地，所述步骤（4）中，在氢还原过程中，所述还原性气体的气体流量为5～15m3/h。
优选地，所述步骤（4）中，在氢还原过程中，所述还原性气体为氢气。
进一步优选地，所述步骤（4）中，在氢还原过程中，所述还原性气体的气体流量为8m3/h。
所述步骤（4）中，在氢还原过程中，所述还原性气体的气体流量为过量。
优选地，所述步骤（4）中，在氢还原过程中，所述氢氧化钴粉体的装舟量为舟体积的0.5～0.85倍。
本发明人采用的装舟量优选为舟体积的0.5～0.85倍。若装舟量多，单位钴粉接触的还原气体的气流量就小，还原出的颗粒粒径大；钴粉接触的还原气体的气流量过小还会出现还原不充分，导致氧含量超标的现象，因此合适的装舟量也会影响钴粉的质量。
优选地，所述步骤（4）中，在氢还原过程中，所述氢氧化钴粉体的推舟时间为15～40分钟。
优选地，所述步骤（4）中，在氢还原过程中，所述还原性气体为氢气。
优选地，所述步骤（5）中，所述气流破碎的气氛为惰性气体气氛。
优选地，所述步骤（5）中，所述气流破碎采用的气体流量为4～6MPa。
优选地，所述步骤（5）中，所述气流破碎的频率为10～50HZ。
进一步优选地，所述步骤（5）中，所述气流破碎的频率为27HZ。
本发明提供的半微米钴粉的制备方法能制备出形貌为球形或类球形且Fsss粒度为0.5～0.8μm的半微米的钴粉，产品形貌与粒径可控，低成本，无氨氮污染问题。
第三方面，本发明提供了一种氢氧化钴粉体，所述氢氧化钴粉体的形貌为粒状或棒状，费氏粒度为0.33～0.58μm。
优选地，所述氢氧化钴粉体的形貌为细球形颗粒。
优选地，所述氢氧化钴粉体的D50粒径为0.52～1.26μm。
优选地，所述氢氧化钴粉体中钴的含量在67.89%～71.42%（wt）。
优选地，所述氢氧化钴粉体中杂质钠的含量低于78ppm。
优选地，所述氢氧化钴粉体中杂质钙的含量分别低于59ppm。
优选地，所述氢氧化钴粉体中杂质铁的含量分别低于58ppm。
本发明提供的氢氧化钴粉体溶度积常数很小，颗粒小，杂质含量低，能用于制备半微米钴粉。
第四方面，本发明提供了一种氢氧化钴粉体的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制钴盐溶液和沉淀剂溶液，所述钴盐溶液中钴离子的浓度为0.37～0.62mol/L，所述沉淀剂溶液的浓度为所述钴盐溶液中钴离子的浓度的8～15倍，所述沉淀剂为碱金属氢氧化物；
（2）将步骤（1）配制的钴盐溶液和沉淀剂溶液以底部加料的方式加入到反应釜中进行沉淀反应，得到含氢氧化钴沉淀的溶液，其中，所述钴盐溶液加入的速度为64～74L/h，所述沉淀剂溶液加入的速度为所述钴盐溶液加入速度的1.3～3倍；
（3）将步骤（2）所得含氢氧化钴沉淀的溶液离心分离后得到氢氧化钴沉淀，再将所得氢氧化钴沉淀在40～70℃下浆化处理0.5～4小时，随后进行洗涤、干燥、破碎，得到氢氧化钴粉体，所述氢氧化钴粉体的形貌为粒状或棒状，费氏粒度为0.33～0.58μm。
优选地，所述步骤（1）中，所述钴盐为可溶性钴盐。
优选地，所述步骤（1）中，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步优选地，所述步骤（1）中，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠。
优选地，所述步骤（1）中，所述钴盐为氯化钴、硝酸钴、硫酸钴或乙酸钴。
优选地，所述步骤（1）中，所述沉淀剂溶液中含有摩尔浓度为0.1～0.5mol/L的碳酸钠溶液或碳酸钾溶液。
进一步优选地，所述步骤（1）中，所述沉淀剂溶液中含有摩尔浓度为0.1～0.5mol/L的碳酸钠溶液。
更进一步优选地，所述步骤（1）中，所述沉淀剂溶液中含有摩尔浓度为0.25mol/L的碳酸钠溶液。
碳酸钠溶液或碳酸钾溶液作为调节剂，来影响合成氢氧化钴前驱体的粒径、形貌、团聚情况。
优选地，所述步骤（2）中，在所述钴盐溶液和沉淀剂溶液加入反应釜之前，所述反应釜中设置有盖过反应釜上浆叶5～30cm的反应底水。
进一步优选地，所述步骤（2）中，在所述钴盐溶液和沉淀剂溶液加入反应釜之前，所述反应釜中设置有盖过反应釜上浆叶15cm的反应底水。
优选地，所述沉淀反应的反应温度为44～70℃。
进一步优选地，具体反应体系的反应温度在±3℃的范围内波动。
优选地，所述沉淀反应过程中反应溶液的pH值为11.0～11.6。
优选地，通过控制具体反应体系反应过程中所述反应溶液的pH，对反应溶液的pH进行微调，来影响合成氢氧化钴前驱体的粒径、形貌、团聚情况。
优选地，所述步骤（3）中，所述浆化处理过程中对氢氧化钴沉淀进行搅拌，所述搅拌速度为100～175转每分钟。
进一步优选地，具体反应体系搅拌的速度在±12.5转每分钟的范围内波动。
优选地，所述步骤（2）中，所述沉淀反应的过程中，采用3～8m3/h的气体流量向反应液中鼓入空气。
空气作为氧化剂，能使部分低价钴氧化为高价。
优选地，所述步骤（2）中，采用1～10L/h的流速向反应液中加入浓度为10%～20%氨水。
进一步优选地，所述步骤（2）中，采用3L/h的流速向反应液中加入浓度为13%氨水。
氨水作为调节剂，能增强反应体系的络合作用，减缓成核速度，减缓粒径生长，能调节氢氧化钴的粒径。
优选地，所述步骤（3）中，所述固液分离的方式为离心分离。
优选地，所述步骤（3）中，所述固液分离的方式为微孔过滤分离。
优选地，所述步骤（3）中，所述洗涤处理的方式为采用40～70℃的纯水将所述固体洗涤3～6次。
优选地，所述步骤（3）中，所述干燥处理的方式为在80～150℃下将所述固体干燥至衡重。
优选地，所述步骤（3）中，所述破碎处理的方式为气流破碎或机械破碎。
优选地，所述气流破碎的频率为10～50HZ。
优选地，所述气流破碎的气氛为惰性气体气氛。
本发明提供的氢氧化钴粉体制备方法，通过控制合成氢氧化钴粉体的条件如：钴盐以及沉淀剂的加入速度、流量、反应温度、反应溶液的pH以及搅拌速度等来控制氢氧化钴粉体的形貌和粒径，具有操作简便可控、低成本的优点；其次，采用氢氧化钠或氢氧化钾代替碳酸氢铵或草酸铵作为沉淀剂，能克服传统工业化生产钴粉过程中氨氮污染严重的问题；此外，通过强化洗涤，最大幅度地降低氢氧化钴中的杂质含量，有利于后续制备纯度高的钴粉。
本发明提供的半微米钴粉及其制备方法和氢氧化钴粉体及其制备方法，具有如下有益效果：
（1）本发明提供了一种半微米钴粉，该半微米钴粉的形貌为球形或类球形，费氏粒度为0.5～0.8μm，兼具超细钴粉与类球钴粉的优点；
（2）本发明提供了一种半微米钴粉的制备方法，该方法能实现产品形貌与粒径可控、成本低及环保的优点；
（3）本发明提供了一种氢氧化钴粉体，该氢氧化钴粉体的形貌为粒状或棒状，费氏粒度为0.33～0.58μm，适合作为工业化生产半微米的钴粉的前驱体；
（4）本发明提供的氢氧化钴粉体制备方法，能实现氢氧化钴粉体的形貌与粒径可控、成本低及环保的优点。
附图说明
图1为本发明半微米钴粉的制备工艺流程图；
图2为本发明实施例1制备的半微米钴粉的SEM图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
实施例1
图1为本发明半微米钴粉的制备工艺流程图，如图1所示，一种半微米钴
粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制0.37mol/L（48g/L）的氯化钴溶液和5.48mol/L（219g/L）的氢氧化钠溶液；
（2）在反应釜中加入反应底水，盖过其上浆叶15cm，然后将（1）配制的氢氧化钠溶液和氯化钴溶液以底部加料的方式分别以25～40L/h和72L/h的流量加入到反应釜中进行沉淀反应，设置反应的温度为46℃，反应溶液的pH值为11.45～11.60，反应溶液的搅拌速度为125转每分钟，反应结束并进行离心后得到氢氧化钴沉淀；
（3）将（2）所得氢氧化钴沉淀在40℃下浆化处理4小时，随后进行离心分离得到固体，所述固体经40℃的纯水洗涤5次后，在80℃下干燥至衡重，随后经气流破碎得到氢氧化钴粉体；
（4）将（3）所得氢氧化钴粉体置于氢还原炉中，通入氢气，设置气体流量为8m3/h，于370℃下还原16.5小时，得到钴粉，其中，氢氧化钴粉体的装舟量为2kg/舟（0.5倍的装舟量），推舟时间为40分钟；
（5）将（4）所得钴粉进行气流破碎后（破碎采用的频率为27HZ），得到半微米钴粉，所述半微米钴粉的形貌为球形或类球形，费氏粒度为0.54μm，D50粒径为4.3μm，含氧量为1.03%，含钠量为53.75ppm，含钙量为61.4ppm。
图2为本发明实施例1制备的半微米钴粉的SEM图，如图2所示，该半微米钴粉的形貌多为球形或类球形，只有少许团聚现象；其次，其粒径比较小，平均Fsss粒度在0.48μm；此外，该半微米钴粉杂质含量少，兼具超细钴粉与类球钴粉的优点，粒径小而均匀。
实施例2
一种半微米钴粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）配置0.37mol/L的硝酸钴溶液，再配制氢氧化钾-碳酸钠的混合溶液，所述混合溶液中氢氧化钾的浓度为5.53mol/L的溶液，碳酸钠的浓度为0.25mol/L；
（2）在反应釜中加入反应底水，盖过其上浆叶5cm，然后将（1）配制的氢氧化钠-碳酸钠混合溶液和硝酸钴溶液以底部加料的方式分别以35～50L/h和64L/h的流量加入到反应釜中进行沉淀反应，设置反应的温度为55～70℃，反应溶液的pH值为11.10～11.50，反应溶液的搅拌速度为175转每分钟，反应结束并进行离心后得到氢氧化钴沉淀；
（3）将（2）所得氢氧化钴沉淀在70℃下浆化处理0.5小时，随后进行微孔过滤分离得到固体，所述固体经40℃的纯水洗涤4次后，在150℃下干燥至衡重，随后经气流破碎得到氢氧化钴粉体；
（4）将（3）所得氢氧化钴粉体置于氢还原炉中，通入氢气，设置气体流量为15m3/h，于340℃下还原20小时，得到钴粉，其中，氢氧化钴粉体的装舟量为0.35～0.7kg/舟（0.5倍的装舟量），推舟时间为15分钟；
（5）将（4）所得钴粉进行气流破碎后（破碎采用的频率为10HZ），得到半微米钴粉，所述半微米钴粉的费氏粒度为0.48μm，D50粒径为4.15μm，含氧量为1.15%，含钠量为79ppm，含钙量为30ppm。
实施例3
一种半微米钴粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）配置0.62mol/L的乙酸钴溶液，5.48mol/L的氢氧化钠溶液；
（2）在反应釜中加入反应底水，盖过其上浆叶15cm，然后将（1）配制的氢氧化钠溶液和乙酸钴溶液以底部加料的方式分别以30～40L/h和73L/h的流量加入到反应釜中，并同时向反应液中以3～8m3/h的气体流量鼓入空气，进行沉淀反应，设置反应的温度为64℃，反应溶液的pH值为11.10～11.50，反应溶液的搅拌速度为125转每分钟，反应结束并进行离心后得到氢氧化钴沉淀；
（3）将（2）所得氢氧化钴沉淀在50℃下浆化处理3小时，随后进行离心分离得到固体，所述固体经50℃的纯水洗涤3次后，在100℃下干燥至衡重，随后经机械破碎得到氢氧化钴粉体；
（4）将（3）所得氢氧化钴粉体置于氢还原炉中，通入氢气，设置气体流量为5m3/h，于370℃下还原10小时，得到钴粉，其中，氢氧化钴粉体的装舟量为2～2.5kg/舟（0.5倍的装舟量），推舟时间为40分钟；
（5）将（4）所得钴粉进行气流破碎后（破碎采用的频率为50HZ），得到半微米钴粉，所述半微米钴粉的费氏粒度为0.54μm，D50粒径为4.04μm，含氧量为1.15%，含钠量为65.92ppm，含钙量为76.54ppm。
实施例4
一种半微米钴粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）配置0.29mol/L的硫酸钴溶液，5.48mol/L的氢氧化钠溶液，质量分数为13%（wt）的氨水；
（2）在反应釜中加入反应底水，盖过其上浆叶30cm，然后将（1）配制的氢氧钠溶液、硫酸钴溶液和氨水以底部加料的方式分别以30～40L/h、74L/h和3L/h的流量加入到反应釜中，进行沉淀反应，设置反应的温度为50～55℃，反应溶液的pH值为11.10～11.40，反应溶液的搅拌速度为100转每分钟，反应结束并进行离心后得到氢氧化钴沉淀；
（3）将（2）所得氢氧化钴沉淀在50℃下浆化处理3小时，随后进行离心分离得到固体，所述固体经50℃的纯水洗涤6次后，在120℃下干燥至衡重，随后经机械破碎（破碎采用的频率为70HZ）得到氢氧化钴粉体；
（4）将（3）所得氢氧化钴粉体置于氢还原炉中，通入氢气，设置气体流量为8m3/h，于370℃下还原16.5小时，得到钴粉，其中，氢氧化钴粉体的装舟量为2～2.5kg/舟（0.5倍的装舟量），推舟时间为40分钟；
（5）将（4）所得钴粉进行气流破碎后（破碎采用的频率为27HZ），得到半微米钴粉，所述半微米钴粉的费氏粒度为0.62μm，D50粒径为4.36μm，含氧量为0.90%，含钠量为31.20ppm，含钙量为48.20ppm。
为充分说明本发明的有益效果，还提供了本发明实施例1～4制备的中间产物氢氧化钴粉体的物化指标，包括费氏粒度、D50粒径、松装密度、振实密度和杂质含量，参见表1：
表1实施例1～4制备的氢氧化钴粉体的物化指标
如表1所示，本发明实施例1～4制备的中间产物氢氧化钴粉体的费氏粒度在0.33～0.58μm之间，D50在0.8～1.26μm之间，松装密度（HB）在0.32～0.6g/cm3之间，振实密度（TD）在0.61～1.02g/cm3之间，钴含量在67.89%～71.42%（wt），Na、Ca、Fe和S等杂质含量较低，说明本发明的制备方法能提供粒径较细且杂质含量较低的氢氧化钴粉体。其中，实施例4提供的氢氧化钴粉体的粒径稍大，因为沉淀反应过程加入了氨水，由于络合作用，氢氧化钴成核速度减慢，粒径稍大；实施例3提供的氢氧化钴粉体的粒径较大，此外，钴含量比其他实施例更高，是因为其在沉淀反应的反应液中鼓入了空气，部分氢氧化钴被氧化，提高了钴的含量。因此，本发明采用碳酸盐和氢氧化钠（氢氧化钾）混合的方式、往反应液中鼓入空气的方式或通入氨水的方式，皆可影响氢氧化钴前驱体的物化指标，尤其可以用来调节前驱体粒径的大小。
总之，本发明采用间歇加料的方式、并根据反应过程中氢氧化钴的粒径、形貌等特征改变反应物的流量从而连续精确控制pH，此外，本发明还采用其他条件，比如：在沉淀反应过程中鼓入空气、通入氨水或使用氢氧化物与碳酸盐的混合碱液的方式来调节所得氢氧化钴的粒径、形貌和氧化度等特征，因此，本发明制得的氢氧化钴比现有的生产上的碳酸钴还原的形貌要好。采用本发明提供的氢氧化钴来还原制备钴粉，能得到粒径在0.5～0.8μm、形貌与粒径可控的半微米钴粉。本发明制得的氢氧化钴和钴粉可广泛用于数控刀片、棒材、顶锤、钻头等硬质合金产品及电池行业。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种半微米钴粉，其特征在于，所述半微米钴粉的形貌为球形或类球形，费氏粒度为0.5～0.8μm。
2.一种半微米钴粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制钴盐溶液和沉淀剂溶液，所述钴盐溶液中钴离子的浓度为0.37～0.62mol/L，所述沉淀剂溶液的浓度为所述钴盐溶液中钴离子的浓度的8～15倍，所述沉淀剂为碱金属氢氧化物；
（2）将步骤（1）配制的钴盐溶液和沉淀剂溶液以底部加料的方式加入到反应釜中进行沉淀反应，得到含氢氧化钴沉淀的溶液，其中，所述钴盐溶液加入的速度为64～74L/h，所述沉淀剂溶液加入的速度为所述钴盐溶液加入速度的1.3～3倍；
（3）将步骤（2）所得含氢氧化钴沉淀的溶液离心分离后得到氢氧化钴沉淀，再将所得氢氧化钴沉淀在40～70℃下浆化处理0.5～4小时，随后进行洗涤、干燥、破碎，得到氢氧化钴粉体，所述氢氧化钴粉体的形貌为粒状或棒状，费氏粒度为0.33～0.58μm；
（4）、将步骤（3）所得的氢氧化钴粉体置于还原炉中，通入还原性气体，于340～370℃下还原12～20小时，得到钴粉；
（5）、将步骤（4）所得钴粉进行气流破碎，得到半微米钴粉，所述半微米钴粉的形貌为球形或类球形，费氏粒度为0.5～0.8μm。
3.如权利要求2所述的半微米钴粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述钴盐为氯化钴、硝酸钴、硫酸钴或乙酸钴。
4.如权利要求2所述的半微米钴粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述沉淀反应的反应温度为44～70℃，反应溶液的pH值为11.0～11.6，反应溶液的搅拌速度为100～175转每分钟。
5.如权利要求2所述的半微米钴粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述沉淀反应的过程中，采用3～8m3/h的气体流量向反应液中鼓入空气。
6.如权利要求2所述的半微米钴粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述沉淀反应的过程中，采用1～10L/h的流速向反应液中加入浓度为10%～20%氨水。
7.如权利要求2所述的半微米钴粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述洗涤处理的方式为采用40～70℃的纯水将所述浆化后的氢氧化钴沉淀洗涤3～6次。
8.如权利要求2所述的半微米钴粉的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，在氢还原过程中，所述还原性气体的气体流量为5～15m3/h，所述氢氧化钴前驱体的装舟量为舟体积的0.5～0.85倍，推舟时间为15～40分钟。
9.一种氢氧化钴粉体，其特征在于，所述氢氧化钴粉体的形貌为粒状或棒状，费氏粒度为0.33～0.58μm。
10.一种氢氧化钴粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制钴盐溶液和沉淀剂溶液，所述钴盐溶液中钴离子的浓度为0.37～0.62mol/L，所述沉淀剂溶液的浓度为所述钴盐溶液中钴离子的浓度的8～15倍，所述沉淀剂为氢氧化钠或氢氧化钾；
（2）将步骤（1）配制的钴盐溶液和沉淀剂溶液以底部加料的方式加入到反应釜中进行沉淀反应，得到含氢氧化钴沉淀的溶液，其中，所述钴盐溶液加入的速度为64～74L/h，所述沉淀剂溶液加入的速度为所述钴盐溶液加入速度的1.3～3倍；
（3）将步骤（2）所得含氢氧化钴沉淀的溶液离心分离后得到氢氧化钴沉淀，再将所得氢氧化钴沉淀在40～70℃下浆化处理0.5～4小时，随后进行洗涤、干燥、破碎，得到氢氧化钴粉体，所述氢氧化钴粉体的形貌为粒状或棒状，费氏粒度为0.33～0.58μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310638363.3A CN103624251B (zh) | 2013-12-02 | 2013-12-02 | 一种半微米钴粉及其制备方法和氢氧化钴粉体及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310638363.3A CN103624251B (zh) | 2013-12-02 | 2013-12-02 | 一种半微米钴粉及其制备方法和氢氧化钴粉体及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103624251A true CN103624251A (zh) | 2014-03-12 |
| CN103624251B CN103624251B (zh) | 2015-09-16 |
Family
ID=50205900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310638363.3A Active CN103624251B (zh) | 2013-12-02 | 2013-12-02 | 一种半微米钴粉及其制备方法和氢氧化钴粉体及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103624251B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103878389A (zh) * | 2014-03-29 | 2014-06-25 | 宇辰新能源材料科技无锡有限公司 | 一种粗颗粒钴粉的生产方法 |
| CN104439280A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 英德佳纳金属科技有限公司 | 一种同时制备氢氧化钴和钴粉的方法 |
| CN105268986A (zh) * | 2014-07-25 | 2016-01-27 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种连续生产大费氏粒度钴粉的方法 |
| CN105397101A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-03-16 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 一种球形多孔纳米钴粉及其制备方法 |
| CN105798318A (zh) * | 2014-12-29 | 2016-07-27 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种钴粉及其制备方法和草酸钴前驱体及其制备方法 |
| CN105923659A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-07 | 衢州华友钴新材料有限公司 | 一种电池级超细片状氢氧化钴的制备方法 |
| CN107030293A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-08-11 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种利用二次还原高纯度镍粉的制备方法 |
| CN111115704A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 格林美（江苏）钴业股份有限公司 | 一种四氧化三钴的制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4469505A (en) * | 1980-11-19 | 1984-09-04 | Gte Products Corporation | Method for producing cobalt metal powder |
| JPH10324523A (ja) * | 1997-03-25 | 1998-12-08 | Toda Kogyo Corp | 酸化コバルト微粒子粉末の製造法 |
| CN1217960A (zh) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | 北京有色金属研究总院 | 超细金属粉的制备方法 |
| WO2007122954A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-11-01 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 粒状酸化コバルト黒色顔料の製造方法、および粒状酸化コバルト黒色顔料 |
| CN101696039A (zh) * | 2009-09-24 | 2010-04-21 | 浙江华友钴业股份有限公司 | 一种在无络合剂体系下制备球形氢氧化钴的方法 |
| CN101745644A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-06-23 | 南京寒锐钴业有限公司 | 钴粉的生产方法 |
| CN102774890A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-14 | 无锡中经金属粉末有限公司 | 一种β型纳米级氢氧化钴合成工艺 |
| CN103028735A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 深圳市格林美高新技术股份有限公司 | 一种半微米钴粉的制备方法 |
-
2013
- 2013-12-02 CN CN201310638363.3A patent/CN103624251B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4469505A (en) * | 1980-11-19 | 1984-09-04 | Gte Products Corporation | Method for producing cobalt metal powder |
| JPH10324523A (ja) * | 1997-03-25 | 1998-12-08 | Toda Kogyo Corp | 酸化コバルト微粒子粉末の製造法 |
| CN1217960A (zh) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | 北京有色金属研究总院 | 超细金属粉的制备方法 |
| WO2007122954A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-11-01 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 粒状酸化コバルト黒色顔料の製造方法、および粒状酸化コバルト黒色顔料 |
| CN101696039A (zh) * | 2009-09-24 | 2010-04-21 | 浙江华友钴业股份有限公司 | 一种在无络合剂体系下制备球形氢氧化钴的方法 |
| CN101745644A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-06-23 | 南京寒锐钴业有限公司 | 钴粉的生产方法 |
| CN103028735A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 深圳市格林美高新技术股份有限公司 | 一种半微米钴粉的制备方法 |
| CN102774890A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-14 | 无锡中经金属粉末有限公司 | 一种β型纳米级氢氧化钴合成工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 戚洪亮等: "化学络合沉淀法制备球化氢氧化钴", 《广州化工》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103878389A (zh) * | 2014-03-29 | 2014-06-25 | 宇辰新能源材料科技无锡有限公司 | 一种粗颗粒钴粉的生产方法 |
| CN103878389B (zh) * | 2014-03-29 | 2016-03-30 | 宇辰新能源材料科技无锡有限公司 | 一种粗颗粒钴粉的生产方法 |
| CN105268986A (zh) * | 2014-07-25 | 2016-01-27 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种连续生产大费氏粒度钴粉的方法 |
| CN104439280A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 英德佳纳金属科技有限公司 | 一种同时制备氢氧化钴和钴粉的方法 |
| CN105798318A (zh) * | 2014-12-29 | 2016-07-27 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种钴粉及其制备方法和草酸钴前驱体及其制备方法 |
| CN105397101A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-03-16 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 一种球形多孔纳米钴粉及其制备方法 |
| CN105923659A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-09-07 | 衢州华友钴新材料有限公司 | 一种电池级超细片状氢氧化钴的制备方法 |
| CN107030293A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-08-11 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种利用二次还原高纯度镍粉的制备方法 |
| CN111115704A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 格林美（江苏）钴业股份有限公司 | 一种四氧化三钴的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103624251B (zh) | 2015-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103624251B (zh) | 一种半微米钴粉及其制备方法和氢氧化钴粉体及其制备方法 | |
| CN102649161B (zh) | 一种大fsss粒径镍粉及其制备方法 | |
| CN103028735B (zh) | 一种半微米钴粉的制备方法 | |
| CN104128616A (zh) | 一种金属粉末的制备方法 | |
| JP2015140480A (ja) | ニッケル粉の製造方法 | |
| CN108328665A (zh) | 一种电池级球形四氧化三钴的制备方法 | |
| CN101823155B (zh) | 一种近球状聚集态钴粉的制备方法 | |
| CN101376174A (zh) | 一种制备超细球形钴粉的方法 | |
| CN101829786A (zh) | 一种细晶团聚体形貌的钴粉及其制备方法 | |
| CN104743613A (zh) | 一种连续制备大粒径球形碳酸钴的方法 | |
| CN101565778A (zh) | 一种从钨钼酸盐混合溶液中沉淀分离钨钼的方法 | |
| CN105256146A (zh) | 一种从废钯-氧化铝催化剂中回收金属钯的方法 | |
| CN106929671B (zh) | 一种控电位强化浸金的方法及装置 | |
| CN109022823B (zh) | 一种从红土镍矿酸浸液中均相沉淀分离镍、钴和锰的方法 | |
| CN104944475B (zh) | 一种超粗颗粒高纯度碳酸钴的制备方法 | |
| CN113265532A (zh) | 一种镍铁合金湿法浸出镍氨溶液的方法和应用 | |
| CN100531974C (zh) | 中空球形铜颗粒的制备方法 | |
| CN109825714B (zh) | 一种氧化亚镍回收料用于合成锂电正极材料前躯体原料的方法 | |
| CN105469920B (zh) | 一种半胱氨酸修饰的磁性纳米材料的超重力制备方法 | |
| JP2016180129A (ja) | コバルト粉の製造方法 | |
| CN117025983A (zh) | 采用超声外场与微气泡联用实现钒铬氧化浸出的方法 | |
| CN115709979B (zh) | 一种以高铁锰矿为原料制备电池级磷酸锰铁的方法 | |
| CN105198008A (zh) | 利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和*** | |
| CN103449482B (zh) | 一种利用蛇纹石制备氧化镁、镍、钴和白炭黑的方法 | |
| CN107008919A (zh) | 一种二氧化锰负载纳米镍铁双金属功能材料制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Xinghua Road on the south side of the 518101 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Baoan District Center Rongchao Binhai building A building 20 room 2008 Applicant after: Limited company of Green U.S. Applicant after: Jingmen GEM New Material Co., Ltd. Address before: Xinghua Road on the south side of the 518101 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Baoan District Center Rongchao Binhai building A building 20 room 2008 Applicant before: Shenzhen GEM High-tech Co., Ltd. Applicant before: Jingmen GEM New Material Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: SHENZHEN GEM HIGH-TECH CO., LTD. TO: GEM CO., LTD. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |