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氯化钴的应用

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氯化钴的应用百科

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氯化钴

2019-02-21 13:56:29

【英文名称】cobaltous chloride;cobalt dichloride 【结构或分子式】 CoCl2·6H2O   【密度】相对密度(25℃):1.925(六水),3.356(无水) 【熔点(℃)】86(六水) 【性状】 六水物:赤色晶体,无水物:浅蓝色粉末。 【溶解状况】 六水:易溶于水,也溶于乙醇、和;无水物:溶于乙醇、、。 【用处】 用于制气压计、比重计、隐显墨水等。氯化钴试纸在枯燥时是蓝色,湿润时转变为粉赤色。硅胶中加一定量的氯化钴,可指示硅胶的吸湿程度。 【制备或来历】 由氧化钴与效果而制得。 【其他】 六水物在空气中易潮解,热至120~140℃则失掉结晶水而成无水物。

利用钴矿制取氯化钴的试验研究

2018-12-10 14:18:49

利用钴矿制取氯化钴的试验研究.pdf

钴的用途及应用领域

2018-09-10 10:40:57

钴是一种重要的战略金属,钴及其合金广泛应用于电机、机械、化工、航空和航天等领域。钴75%~80%用于制造合金,20%~25%以各种化合物形态用于化工、电子等行业。钴基耐高温合金或含钴合金钢可用作燃气轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机,化工设备中各种高负荷耐热部件和原子能工业的重要金属材料。钴基耐磨合金能耐高温和硬磨,用于制作挖掘装置的硬磨部件、航海柴油机、航空发动器的排气阀等。钴还能与碳化钨等生产硬质合金。钴是永久磁性合金的重要组成部分,铁钴磁性合金的磁力线密度高,含钴25%的阿尼科系高导磁率合金应用最为广泛。钴还可制成低膨胀系数合金。如含钴17%,29%,53%,0.2%的钴合金,其膨胀系数与玻璃一样,可熔焊于玻璃中,应用于电器、无线电及照明等。含钴的蓝色玻璃具有很高的红透射力,用于火焰分析。含钴玻璃也用作光学滤镜和眼科治疗器件,钴还可做玻璃去色剂。钴的氧化物用作釉底颜料,在釉中加5%氧化钴得到深蓝色。陶瓷中加入钴后可将黄色中和成白色,得到高质量的白色制品。多种有机酸钴盐在高分子合成中用作催化剂。如醋酸钴用于人造纤维的催化剂,Co-Mo-Al催化剂用于加氢、脱硫过程。钴还是人畜不可缺少的微量元素之一。牛、羊缺钴会引起食欲减退、发育迟缓、奶量减少。含钴的维生素Bi2可以防止人的恶性贫血病。同位素60Co发射出γ射线,可用于物理化学研究和医疗。钴还用于手术治疗。

钴简介以及应用领域

2018-08-29 09:50:00

一、基本介绍钴是银白色的金属。钴在常温下不和水作用,在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co3O4。 。钴一种非常稀缺的小金属资源,素有“工业味精”和“工业牙齿”之称,是重要的战略资源之一。钴资源多伴生于铜钴矿、镍钴矿、砷钴矿和黄铁矿矿床中,独立钴矿物极少,陆地资源储量较少,海底锰结核是钴重要的远景资源。二、钴的用途及应用领域目前,钴主要用于电池材料、高温合金、硬质合金、催化剂等领域。电池行业和高温合金行业是最大的两块用钴领域,电池行业用钴量占比约为59%,其次是高温合金用钴量所占比约为 15%,硬质合金和金刚石工具行业、硬面材料、陶瓷和催化剂行业分别占比约为7%、 3%、 4%和 4%。(一)电池材料目前钴的消耗量近40%用于充电电池材料,如用于锂离子电池的钴酸锂,用于镍氢电池的氧化亚钴等。钴最主要的用途是用于锂电池,锂离子电池的核心之一是它的正极材料,其中要用到钴酸锂(LiCoO2), 钴酸锂属于固体电解质,具有高能量密度和高的环保安全性。锂电池的优势在于电压范围宽,高能量密度,环保(和Ni-Cd、Ni-Mn相比较)。作为锂电池主要材料的钴酸锂的世界需求量2008年为3.29万吨(折合金属钴为1.97万吨),产锂电池的主要国家集中在亚洲,分别是日本占40%(32%)、韩国占到30%(22%)中国占到28%(44%),其中括号内为实际生产份额因为不少贴牌日本、韩国产的、实际产地在中国。(二)磁性材料钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。在热作用下,失去磁性的温度叫居里点。铁的居里点为769℃,镍为358℃,而钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2.5倍。振动环境下,一般磁性钢失去差不多1/3的磁性。而钴钢仅失去2%-3.5%的磁性。由于钴优越的磁特性,被大量应用于高性能磁性材料的制造。磁性材料是重要的功能材料,在电子工业和高科技领域起着非常重要的作用。钴在磁性材料领域应用分布如下:70%用于Alnico 永磁合金,20%用于Smco合金,10%用于其他稀土永磁材料。近几年来,不仅磁性材料的产量增加了很多,而且磁体市场的结构也发生了很大的变化。从世界范围来看,铝镍钴磁体的产量呈下降趋势,但近几年来我国进行的大规模电网改造使铝镍钴磁体的产量维持在2000吨左右,而衫钴合金的产量有逐年上升的势头。(三)硬质合金与超级合金含有一定量钴的刀具钢可以显著提高钢耐磨性和切削性能,钴将合金组成中其他金属碳化物晶粒结合在一起,使合金具更高的韧性,并减少对冲击的敏感性能,这种合金熔焊在零件表面,可使零件的寿命提高3-7倍。含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度。温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性就显露无遗,特别适合用于制作高效率的高温发动机和汽轮机等,因此钴基合金被广泛地应用在航空航天和现代军事领域中。在航空涡轮发动机的结构材料中使用含20%-27%铬的钴基合金 可在不使用任何保护涂层的条件下 材料达到很高的抗氧化性。核反应堆供热工作室热介质涡轮发动机可以不检修而连续运转一年以上。

液氯化法提取金银的应用实例

2019-03-05 10:21:23

用化法处理含金硫化矿时,一般有必要预先通过氧化焙烧使硫化物转化为氧化物,以进步金的回收率,削减氯的耗费。下表列出了前苏联对8种重选精矿的化法浸出试验成果。试验条件是:焙烧温度650~700℃;浸出作业于1.5L容器中,液固比=3∶1;供入速度3~4L/h;氯化时刻2h。试验成果:除含硫化物小于1%的2号试样外,其他未经焙烧处理的试样金的浸出回收率仅为10%~55%。其原因主要是溶液中的Cl2与黄铁矿效果生成亚铁离子,而使已溶解的金被置换复原沉积。故含硫化物(黄铁矿、砷黄铁矿等)大于1%的重选精矿应预先进行焙烧,然后甩氯化法浸出焙砂。 表  重选精矿的化法浸出试验成果试样号试样特征精矿金档次浸出渣金档次 ∕g·t-1溶液中金回收率∕%未焙烧经焙烧未焙烧经焙烧未焙烧经焙烧1金-石英精矿,含硫1%50.051.530.01.640.098.42金-石英精矿,含硫化物 小于1%78.078.01.41.298.598.83金-黄铁矿精矿,含40%硫58.72.796.04金-黄铁矿精矿,含21%硫101.0123.072.02.530.098.05金-砷-黄铁矿精矿, 含10.3%硫,8.3砷228.0278.0220.04.210.098.56金-砷-黄铁矿精矿, 含3.1%硫,2%砷110.0116.058.01.655.098.77金-砷-黄铁矿精矿, 含19.6%硫,10.3%砷1210.08.099.38金-铜-铅-黄铁矿精矿62.970.057.06.215.092.2 贱金属的存在会增大氯的耗费,特别是铜和锌在氯化过程中简单溶解进入溶液中。为了按捺重金属在化法作业过程中优先进入溶液,以进步金的浸出率和下降氯的耗费量,前苏联和鹰桥镍公司已选用操控氧化-复原电位的电氯化浸出法。 运用化法处理重选金精矿时,存在的金属铁可把金置换复原成金属沉积或许金属铁被氧化生成亚铁使金沉积。故氯化前有必要首要除掉金属铁,或将精矿预先通过氧化焙烧,使铁转化为高价氧化物。 化法用于处理低档次金-铜氧化矿石时,可先经稀酸堆浸除掉铜等贱金属氧化物后,再进行氯化浸出,以进步矿石的含金档次、削减氯化处理的原料量和下降氯的耗费。 在南非,1966年建成并投产一座大型重选金精矿化浸出试验工厂。它是将精矿于800℃氧化焙烧脱硫,焙砂在含溶液中通浸出,金的浸出率达99%。固液别离后,向浸液中通入SO2使金复原。沉积的金用氯化铵液洗刷,产出的金粉含金99.9%。 内蒙古冶金研讨所曾用化法对含金重砂进行浸出试验,试样为-0.074mm(200目)的含金重砂精矿,按分量比参加3%的浓和5%的食盐,同液比1∶1,液温80℃,通拌和浸出4~6h,金即生成HAuCl4进入溶液。 对用化法处理有困难的含碳金矿石(或含金碳质页岩等),美国矿业局和卡琳金矿试验过先加氧化剂(或次)氧化损坏金矿石里的碳质后,再进行化处理的办法。1972年卡琳金矿建成了第一个用这样办法处理含碳金矿石的工厂。该厂的含碳金矿石,在化前先通氧化后,化提金率平均达83%,每吨矿石耗费氯12.7kg。如该矿石不经氧化处理,便直接进行化,则金的提取率仅33%。美国矿务局研讨成功的处理碳质矿石的另一办法,是矿石经电氯化法处理后再送化,这种办法的本钱较之通氯氧化法低。 曾试过用臭氧处理难以用化法处理的氧化矿和碳质矿石,在pH0.5~1.8的浓氯化物溶液中,当臭氧耗费量为10~20kg∕t,浸出8h,金的浸出率达95%。但此法不适宜处理碱性矿石。 氯化液中的金,一般加复原剂使它复原沉积。运用的复原剂有;亚铁、二氧化硫、、,也可运用草酸、木炭和离子交换树脂。二氧化硫具有价廉、安稳、运用方便、且回收率高、沉积物纯洁等长处。当运用氯化亚铁复原或三辛肢萃取时,可使含金2000mg∕L和50mg/L的溶液中仅残留金0.09mg∕L。硫酸亚铁易于出产,它复原金的反应为: HAuCl4+3FeSO4 Au↓+Fe2(SO4)3+FeCl3+HCl 复原金的设备,在澳大利亚的许多工厂都选用渗滤槽或桶。广泛运用的复原设备还有拌和槽等。

钴的性质

2019-01-31 11:06:04

一、物理性质 钴是具有钢灰色和金属光泽的硬质金属,归于元素周期表第八族,原于量为58.93,原子序数为27,原子内的电于散布为:1s2、2s2、2p6、3s2,3p6、3d7、4s2。钴有多种同位素,而只要59Co为自然界存在的同位素。 钴至少有两种同素异形体:即在低温下安稳的、具有密布六方品质的α-Co和在较高温度下安稳的、具有面心立方晶格的β-Co。α-Co改变β-Co的相变热为60卡∕克,相改变温度约为430℃(也有测定为417℃),体积约添加0.36%。 钴的熔点为1495℃,沸点为3520℃,熔化热为62卡/克,蒸发热为1540卡/克。 比热与温度有关:0~100℃内为0.103卡/克,500℃时为0.146卡/克,800℃时为0.185卡/克,1000℃时为0.204卡/克,热膨胀系数为12.3×10-6~18.1×10-6。 比重为8. 8~8.9,莫氏硬度5.6,布氏硬度124,相对伸长率5%,弹性模数为21530公斤/毫米2。抗张强度:铸造品为24.2公斤/毫米2,线材为70公斤/毫米2。抗压强度:铸造品为85.8公斤/毫米2,线材为82.5公斤/毫米2。 与铁、镍相同,钴能吸收氢,在细粉状况和高温时能吸附的氢为钴体积的50~150倍。电解钴能吸附的氢为钴体积的35倍。常温下钴也能吸附CO。 钴的导电率约为铜的27.6%,纯度为99.95%的特,20℃时的比电阻为6.248×10-6欧姆·厘米,钴的电阻温度系数在0~100℃时可取0.006∕℃。钴具有延展性及很强的磁性,居里点1121℃。 二、化学性质 钴是中等活性的金属,坐落铁族元素铁镍的中间。钴的抗腐蚀性能好,常温时,水、湿空气、碱及有机酸均对钴不起效果。钴在稀酸中比铁更难溶解,但在加热时,特别是当钴呈粉末状况加热时,能与氧、硫、氯、剧烈反响,还能与硅、磷、砷、锑、铝构成一系列的化合物,与碳构成相似Fe3C的碳化物(Co3C)。不同温度下钴与石墨生成Co3C的△G°=-8580-5.76TlgT+8.75T。 钴能被硫酸、、硝酸溶解构成二价钴盐,能与稀醋酸缓慢效果。 当硫含量超越0.005%时,钴的延展性大大下降,含硫大于0.015%的锭材,因为构成晶粒间的裂缝而不能锻制。 钴的原子价为2或3。关于简略的钴离子,二价钴安稳,三价钴离子不安稳。但关于钴络合物,三价钴安稳。 钴电位序坐落铁与镍之间。在稀酸中,钴较铁难溶,但较镍易溶。在某些情况下,钴在酸或碱溶被中变为钝态。 所报道的钴标准电极电位值或氧化复原电位值不大共同。一般对ECo2+∕Co取-0.277伏,对ECo3+∕Co2+取+1.808伏。在1N20℃的硫酸溶液中和时,氢在钴电极上分出的超电压为-0.22伏。

钴的用途

2019-03-07 10:03:00

1,钴首要用于制取合金。含有一定量钴的刀具钢能够显着地进步钢的耐磨性和切削性能。 2,航空航天技术中运用最广泛的合金是镍基合金,也能够运用钴基合金,但两种合金的“强度机制”不同。在温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性显现无遗。关于制作高效率的高温发动机,钴基合金适可而止。在航空涡轮机的结构材料运用含20%-27%铬的钴基合金,能够不要维护覆层就能使材料达高抗氧化性。 3, 钴金属在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛运用 4, 用碳酸锂与氧化钴制成的钴酸锂是现代运用最遍及的高能电池正极材料。 5,钴还可能用来制作,一种理论上的***或,装于钴壳内,爆破后可使钴变成丧命的放射性尘土。

钴渣生产电钴的实例

2019-03-04 11:11:26

电解钴是最重要的钴产品之一。国内电钴的出产质料,一般是铜、镍、铅、锌等冶炼进程产出的含钴副产品,如镍电解净化进程产出的钴渣、含钴黄铁矿烧渣等。 从含钴副产品中出产电钴的准则流程首要有两种,一是选用化学沉积法去除杂质,两段氧化沉积别离镍和钴,火法煅烧后复原熔炼得到粗钴,铸成阳极电解精粹;另一种是选用萃取除杂,萃取别离镍和钴,得到氯化钴溶液,不溶阳极电解。 金川集团公司是我国镍钴的首要出产基地,钴的年产量到达500t以上,目条件钴已构成两大出产体系,别离出产电钴和氧化钴,并产出钴盐等其他产品。出产质料为镍体系的钴渣和富钴锍。 电钴的出产以镍体系电解流净化所产钴渣为厚料,选用钴渣球磨浆化→复原溶解→黄钠铁矾除铗→除铜→二段沉钴→氢氧化钴反射炉烧结→电炉复原熔炼→可溶阳极电解工艺出产电解钴,别离钴后的硫酸镍回来镍出产体系。这是一个火法和湿法相结合的出产流程。出产工艺的流程图示于图1和图2。图1  从钴渣出产氢氧化钴的工艺流程图图2  从氢氧化钴出产电钴的工艺流程图 选用与此相似流程出产电解钴的其他供应商还有前沈阳冶炼厂、重庆冶炼厂等。 选用N235萃取净化和别离、不溶阳极电解工艺出产电解钴的首要供应商是成都电冶厂。 一、钴渣的复原浸出 镍电解体系净化产出的钴渣,首要元素组成列于表1。 表1  钴渣的首要金属元素的含量Co、Ni、Cu、Fe等金属在钴渣中首要以氧氧化物方式存在,在液固比为(3~4)∶1及机械或鼓风拌和条件下,用硫酸调pH=1.5~1.7,通入SO2复原溶解。但在初期未通入SO2之前,因Cl-被氧化而放出氧气,复原浸出期间Ni、Co和Cu呈二价离于进入溶液,在鼓空气拌和浸出时部分Fe氧化成三价。首要化学反响可表示为:在鼓空气拌和情况下,可发作亚铁离子的部分氧化,如:复原浸出液的成分列于表2。 表2  钴渣复原浸出液首要成分二、钴浸出液的净化 浸出液中首要杂质元素是铁和铜,非有必要的有铅、锌、锰、砷等。铁选用黄钠铁矾法除掉,铜用硫化沉积法除掉,其他杂质用水解沉积法除掉。 (一)黄钠铁矾除铁 黄钠铁矾除铁的基率原理是生成难溶盐。黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]是一种淡黄色晶体沉积,具有杰出的过滤性和洗刷性,生成进程比较复杂,需求较严格操控生成条件,首要影响要素有碳酸钠溶液的浓度、温度和pH值、晶种的参加等。详细操控条件如下: 1、碳酸钠的浓度 7%~8%的浓度,且有必要均匀参加,常用办法是运用低压风使碱液呈雾状喷入铁矾生成槽内。碳酸钠浓度高时,易生成胶状氢氧化铁,形成渣含有价金属上升,且过滤困难:浓度过低则对整个体系的体积平衡晦气,下降溶液浓度。 2、温度、氧化和pH值 除铁前溶液需经氧化,使Fe2+氧化成Fe3+,氧化剂一般为NaClO3,氧化温度≥85℃,铁矾生成温度≥90℃时,呈颗粒状,具有杰出过滤功能;除铁前溶液的pH值操控在1.5~1.7,氧化时刻操控在1.5~2.0h,结尾pH值操控在2.5~3.0,除铁率可达99%,溶液中Fe≤0.05g∕L;终究pH值操控在4.0~4.5时,除铁后溶掖中Fe≤0.001g∕L。 3、晶种 湿铁矾渣作晶种参加,即在除铁压滤时,在反响罐底留必定渣量,可大大加速黄钠铁矾除铁速度。 洗后铁渣成分为:0.5%~1% Co,1%~3% Ni,0%~0.4% Cu,Fe≥24%。 (二)沉积除铜 除铜的根本原理是生成难溶的硫化铜沉积。除铜作业在机械拌和的珐琅釜中进行,用量为Cu2+∶Na2S=1∶5。先配成饱和溶液,常温下缓慢参加釜内,初始pH=2.0~3.0,终究pH=3.5~4.0,由于为碱性。除铜停留时刻约30min。溶液中的铜含量可降至0003g∕L以下,一同可除掉铅。除铜的缺陷是或许部分生成NiS和CoS沉积,形成铜渣含镍钴过高,且使溶液中带入钠离子。 三、氯化水免除砷、锑 氧化水免除砷、锑的首要原理,是运用铁水解产出的肢状Fe(OH)3具有较强吸附效果,使砷、锑等杂质一道沉积。因而,砷、锑从溶液中脱除的深度,在很大程度上取决于溶液中的含铁量,一般要求溶液中含铁量为砷、锑量的10~20倍。在水解沉积前参加氧化剂,如、次或,意图是使二价铁氧化为三价铁。 四、氧化水解别离钴 运用三价钴氢氧化物的低溶度积,使钴氧化水解沉积,是出产上别离溶液中镍和钴的常用办法。 在酸性溶液中,Co2+比Ni2+优先氧化,且Co(OH)3的溶度积及水解沉积的pH值显着低于Ni(OH)3,在强氧化剂效果下,Co2+被氧化而水解沉积。在氧化水解沉钴进程中,即便少置Ni2+氧化而生成Ni(OH)3沉积,也仍对Co2+具有氧化效果,发出发生Co(OH)3沉积的置换反响,Ni2+进入溶液。常用的强氧化剂为或次改。 水解沉积进程中有H+发生,有必要加碱进行中和。 在出产运用中,为了使钴和镍杰出别离,应遵照以下根本准则: (一)参加过量氧化剂和碱,如用次为氧化制,应使NaCl∶Na2CO3=(1.1~1.2)∶1。 (二)操控恰当的析钴率,溶液含钴高时析钴率可高些。 (三)用二次沉钴替代一次沉钴,以取得较高纯度的氢氧化钴。 沉钴作业在空气拌和槽中完结。NaClO作氧化剂时,二次沉钴的工艺进程为:一次沉钴→压滤→滤渣用二次沉钴母液淘洗→复原溶解→二次沉钴→压滤,如图2所示。二次沉钴的根本技能参数见表3。 表3  二次沉钴的首要技能参数沉钴进程中,溶液用空气拌和均匀,氧化剂有必要用压缩空气雾化均匀喷洒在液面上。一次沉钴得到的氢氧化钴中,Co∕Ni≥10;二次沉钴得到的氢氧化钴中,Ca∕Ni≥350,Co∕Cu≥200,Co∕Fe≥100。假如要求出产1号电钴,Co∕Ni比须大于600。 五、粗钴阳极板的制备 二次沉钴得到的氢氧化钴含水约50%,配入少数石油焦,在反射炉中烧结成多孔氧化钴团块,然后与脱硫剂CaO、复原剂(石油焦)及造渣剂SiO2一同装入电炉,在高温下熔炼,插湿木进行复原和拌和,使氧化钴复原成金属钴,并脱去杂质,浇铸得到含钴超越95%的粗钴阳极板,用于钴的电解精粹。 反射炉煅烧的意图有3个: (一)使氢氧化钴脱水、分化,转变为氧化钴,并烧结成多孔的团块; (二)参加石油焦,使氧化钴半复原; (三)脱除部分硫。 反射炉可用煤、煤气、液化、天然气或重油作燃料。金川公司用重油作燃料,选用低压喷嘴,具有能耗低、雾化好的特色。进料配比为石油焦∶水=100∶8,与氢氧化钴一同在拌和机内拌和均匀后参加炉内,炉温操控在1000~1100℃。 反射炉产出的氧化钴含钴76%左右,按要求配比:氧化钴∶石油焦∶石灰石=100∶(8~9)∶(5~7)配料后装入电炉,物料表面铺少数粗钴残极,以利于起弧熔炼。炉料熔化后,操控炉温在1550~1650℃,经造渣、扒渣操作,提温浇铸成阳极板。金川公司的阳极板规格为530mm×230mm×40mm。粗钴阳极板的化学成分为Co>95%、Ni<0.45%、Cu<0.65%、Fe<1%、Pb<0.003%、Zn<0.002%、S<0.6%、C<0.05%。 六、电解精粹 金川公司选用可溶阳极和阴极隔阂电解法出产电钴。出产运用12个电解槽,规格为2060mm×790mm×860mm,运用2个槽造液。电解液为氯化物体系,阴极新液的化学成分列于表4。 表4  钴电解新液的成分    (g∕L)钴电解时的首要技能条件如下: 阳极规格及片数:    500mm×230mm×40mm,每槽22块 同极中心距:        180mm 始极片规格及片数:     540mm×520mm,每槽10块 电解温度:              55~65℃ 电流密度              300~400A∕m2 槽电压:              1.6~2.2V 电解液循环量:        16~220ml∕(min·袋) 阴阳极区液面差:      30~50mm 阴极周期:            3天 钴电解阳极液的成分:阳极液和造液一同进行净化除杂,然后作为阴极新液回来电解。首要除杂作业为除镍、除铜、除铅和除铁。净化除杂的首要工艺条件列于表5。 表5  电解钴阳极液除杂首要工艺条件净化渣压滤除掉,含钴铁渣回来与镍体系钴渣一同进行浆化、复原溶解。通过净化处理,溶液到达出产电钴的阴极液的要求,即:Co>100g∕L,Fe<0.001g∕L,Cu≤0.003g∕L,Pb≤0.0003g/L,Zn≤0.007g∕L。

钴的盐类

2019-01-31 11:06:04

常见的钴盐见表1,简直一切简略的钴化合物都是二价的。简略的三价钴盐尽管能够由强氧化剂效果于二价钴发生,但在一般条件下易于被水还原成Co2+。 表1  钴的首要盐类性质 一、钴的无机酸盐类 (一)氯化物:将钴的金属、氧化物、氢氧化物或碳酸盐溶于,便得到CoCl2的水溶液。将此溶液蒸腾则得到樱桃赤色六水盐,即CoCl2·6H2O,脱水变成蓝色CoCl2,它能吸收空气中的水变为淡赤色。 CoCl2是淡蓝色的菱形结晶,比重3.35,分子量129.86,熔点724℃,潍点1049℃,其蒸气压与温度的联系见表2。 表2  CoCl2的蒸气压与温度的联系 常温下CoCl2是安稳的化合物,但在空气中加热至180℃则按下列反响敏捷分化:CoCl2溶于水和一系列有机溶剂中。在水中很简单生成过饱和溶液。CoCl2·6H2O是正盐,它于50℃以下是安稳的,常常以这种方式出售。CoCl2是在枯燥箱内135~140℃温度下加热由正盐制得,CoCl2·H2O是在100℃下将CoCl2溶液蒸于制得,CoCl2·2H2O是把正盐放在温度为500℃的盛有浓硫酸的枯燥器中得到,CoCl2·4H2O是在48~56℃的水溶液中结晶制得。 CoCl2在水中的溶解度见表3: 表3  氯化钴的溶解度与温度的联系当添加氯化钴溶液中的氯离子,则有(CoCl)+和(CoCl3)-生成,在不同浓度的中各种含钴离子的百分率见表4: 表4  不同浓度下各种钴离子的百分率三价钴的氯化物是不安稳的,在中溶解时生成三价不安稳的氯化物的蓝色溶液(稀溶液是玫瑰赤色)。固体状况的CoCl3盐很难得到。 (二)硝酸盐:当金属钴及其氧化物,氢氧化物或碳酸盐用稀硝酸溶解叶,构成Co(NO3)2的水溶液。溶液蒸干后发生赤色的Co(NO3)2·6H2O结晶,在100℃时即熔化成紫色或绿色。此化合物吸水性强并易溶于许多有机溶剂中。三价钴的硝酸盐不安稳,只存在于溶液中。 (三)硫酸盐:当CoO、Co(OH)2或CoCO3溶于稀硫酸时,得到呈桃赤色单斜晶系的CoSO4·7H2O。CoSO4的溶解度与温度和硫酸浓度的美系见图1。CoSO4·7H2O不易潮解或脱水。 要使稀硫酸溶液中亚钴氧化,可用电解氧化法、臭氧或氟氧化,生成Co2(SO4)3·18H2O。该化合物在硫酸中安稳,但当加水时则敏捷变成CoSO4结晶。在空气中也很快分化。图1  CoSO4-H2SO4-H2O系溶解度等温线 当加NaOH到CoSO4溶液中时,沉积出蓝色的CoSO4·5Co(OH)2·xH2O。在有过量的NaOH存在时,沉积分出的碱式硫酸盐将进一步变或桃赤色的Co(OH)2。 (四)碳酸盐:CoCO3简直成纯洁的状况存在于自然界,被称为菱钴矿。把Na2CO3参加二价钴溶液中,构成的沉积一般为碱式碳酸盐,但稍有CO2存在时,则沉积出紫赤色的CoCO3·6H2O。将它放入管内密封加热至140℃,即变为淡赤色粉末状CoCO3。该物质在水中的溶解度很小,100℃时能溶解CoCO30.0293克/升,是较安稳的化合物。 (五)磷酸钴:用H3PO4或Na3PO4与CoCO3或Co(OH)3效果可得到CoPO4。在陶瓷出产中所使用的磷酸钴盐Co3(PO4)2·8H2O,它简直不溶干水。 (六)硅酸盐:把CoO与SiO2一同熔化生成紫色不溶于水的偏硅酸盐(CoSiO3)或正硅酸盐(Co2SiO4)。混合CoSO4和Na2SiO3溶液时,先分出蓝色并很快变成淡赤色的沉积(CoSiO3·2H2O)。蓝色的CoSiO3具有很强的染色性,0.1%或更少的CoSiO3能把玻璃染得很蓝。大青的成分为K2O·CoO·3SiO2,常常作为颜料使用。 二、钴的有机酸盐类 (一)草酸盐:二价钴的草酸盐一般为桃赤色含二水的化合物,但也有含四水和无水形状的。它简直不溶于水,但溶于浓氧中。不安稳的三价钴草酸盐仅存在于水溶液中。二价钴草酸盐可用(NH4)2C2O4溶液与CoCl2溶液或Co(NO3)2溶液效果制得。 (二)Co(CH3COO)2: Co(CH3COO)2在石油及人造纤维工业中用作催化剂。一般含有四个分子水,易溶于水。可用CoCO3与CH3COOH按下述反响制得水溶液,然后操控条件浓缩结晶便制得契合规格的Co(CH3COO)2产品。

湿法炼镍(钴)-钴溶液的处理

2019-01-24 11:10:25

应当归属于再生钴原料来源的有含Co50~60%和Ni10~30%的超合金,含Co8~24的磁性合金,含Co5~12%的高速切削合金,用于石化工业的催化剂以及其它钴含量偏高的废料等。不久前,国外还有认为再生原料中生产钴是无利可图的,后来这种观点就改变了。早在1979年就有近2000吨钴从再生原料中生产出来。     美国的例子在这方面是最好的标志。美国是消费钴的基本用户,1980年这个国家钴的消费量为7260吨,其中从再生料中生产的有544吨。     在(前)苏联,钴镍废料是用湿法冶金方法在现代化的镍企业中处理的。 钴溶液的处理     硫化钴溶液是镍企业湿法冶金车间的原料。这种溶液中含(克/分米3):Co3~50(Ni含量大致在这个范围内变化)、Fe3~20、Cu0.2~0.5。再生含钴废料也溶解于硫酸溶液。过滤后的溶液中,各种金属的浓度同上述浓度相似,取决于原料中的金属含量。     硫酸溶液净除杂后,以氢氧化物形式析出。     某些氢氧化物生成的pH平衡值列于表1。 表1  不同作者的资料提供的金属氢氧化物生成的pH平衡值化合物布里顿费阿尔科夫赫菲茨和罗景扬Co(OH)3 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Co(OH)2 Fe(OH)2 Ni(OH)2— 2.0 5.3 6.8 5.5 6.7— 1.63 4.4 6.78 5.62 6.70.9 2.6 4.5 6.4 6.7 7.1     根据表1的资料,高价金属从溶液中析出比低价金属简单得多。这一原理在湿法冶金中得到广泛应用。氧化剂可以是固态、液态和气态。重要的是,氧化剂的氧化电位要比溶液中的金属离子的氧化还原电位高。氧化还原电位可按下式计算:φMe3+/Me2+=φ°Me3+/Me2++RTlnaMe3+(1)NfaMe2+ 式中,aMe3+----氧化离子的活度;aMe2+----还原离子的活度;φ°Me3+/Me2+----25℃温度下的标准电极电位。 表2  氧化还原反应的电极电位反应参加反应的离子活度介质电位(伏)Co3+e←→Co2+Aco3+=aco2+=1—+1.84NiO2+4H++2e←→Ni2++2H2O——+1.77HClO+H++e←→Cl-+H2O—酸性+1.491/2 Cl2←→Cl-acl-=1—+1.35O2+4H++4e←→H2OaH+=1—+1.23ClO-+H2O+2e←→Cl-+2OH-Aclo-=1,aoH-=1碱性+0.94Fe3++e←→Fe2+aFe3+=3.8×10-8酸性+0.771Fe2++3OH+←→Fe(OH)3aFe2+=4×10-4pH=2.5+0.44     某些氧化还原反应的电极电位列于表2。从表2的资料可以看出,氧的作用是可以把Fe2+氧化为为Fe3+。为了使钴、镍、锰变为高化合价,需要采用更强的氧化剂,如气态氯或次氯酸盐等,介质应是酸性的。     氢氧化物的水解分步沉淀,反应如下: 2FeSO4+3Na2CO3+6H2O=2Fe(OH)3+2NaCl+3Na2CO3+2Na2CO3        (2)     此反应在pH=4.0~4.5(溶度积Fe(OH)2=4×10-38)时,随实际生成铁的不溶氢氧化物同时进行: 2CuSO4+2Na2CO3+2H2O=CuCO3·Cu(OH)2+Na2SO4+H2CO3       (3)     铜的碱式碳酸盐沉淀的pH值为5.5。       2CoSO4+Cl2+3Na2CO3+6H2O=2Co(OH)3+2NaCl+2Na2SO4+3H2CO3       (4) pH沉淀=3.0~3.5,溶度积Co(OH)3=2.5×10-43         2MnSO4+2Cl2+4Na2CO3+4H2O=2Mn(OH)4+2Na2SO4+4NaCl+4CO2          (5) Mn(OH)4r pH沉淀=2.5。锰是最难排除的杂质。     为了正确评价从溶液中分步除杂,不仅需要有热力学数据,而且还要了解生成氢氧化物的动力学。     沉淀可在帕秋克浸出槽内进行(配有压缩空气搅拌)或在带有机械搅拌的装置内进行,用孔状过滤器进行固一液分离。