一氧化镍
2017-06-06 17:49:58
一氧化镍又叫做氧化亚镍(NiO) 外 观: 浅绿或深绿色粉末状固体氧化亚镍 性 状: 本品比重为 6.6-6.8 ;松装密度 为 0.5-1.5 ;振实密度为 1.5-2.0 ;费氏粒度为 2-5 ; 不溶于水,溶于硫酸、盐酸、硝酸、氨水。 用途:在推瓷工业中用作瓷釉的密着剂和着色剂。陶瓷工业用作色料的原料。磁性材料生产中用作镍锌铁氧体的原料。玻璃工业中茶色玻璃和显像管玻壳的着色剂。也是制造镍盐、镍催化剂和二次电池的材料。用于电镀镀镍铬合金制件,使制件镀层细致,也用于制造蓄电池和彩釉着色,以及用于制造其他镍盐和镍催化剂。氧化亚镍制备1、由镍板与浓硝酸发生反应,再经稀释、调节酸度、静置、过滤、滤液酸化、减压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离得到成品。2、由含镍工业废料酸溶、精制、沉淀出氢氧化镍,再用稀硝酸溶解得到。
氧化钴
2017-12-27 15:30:03
氧化钴一种化学品的名称,通常是灰色粉末, 有时是绿棕色晶体。主要用作制取金属钴的原料,制取的金属钴用于生产钨钴硬质合金、钴磁合金、经过继续氧化成四氧化三钴用作钴锂电池的正极材料,在化工行业用作催化剂,还用作玻璃、搪瓷、陶瓷、磁性材料、密着剂、天蓝色、钴蓝色、钴绿色等色彩的着色剂,家畜微量元素营养剂。用作制取金属钴的原料,制取的金属钴用于生产钨钴硬质合金、钴磁合金、继续氧化成四氧化三钴用作钴锂电池的正极材料,用作玻璃、搪瓷、陶瓷、磁性材料、密着剂、天蓝色、钴蓝色、钴绿色等色彩的着色剂,家畜微量元素营养剂。化工行业用作催化剂。
一氧化铅的性质和用途
2019-03-13 10:03:59
一、产品名称及规格 产品名称:黄丹,又叫黄铅丹,别号密陀僧,学名。 分子式:PbO 分子量:223.19 二、性质及用处 本品为浅黄色或土黄色粉末,比重9.53,熔点888℃,沸点1470℃,加到300-500℃时变为红丹、温度再升高又变为黄丹,不溶于水和乙醇,易溶于冰醋酸,溶于硝酸和乙碱,有毒。 首要用于铬黄颜料、铅盐、陶瓷、玻璃、橡胶等工业。黄丹用于制作铅,与油成为番笕,在油漆中作催干剂。很多用于制作塑料稳定剂(即二盐和三盐)并可用作制作光学玻璃、陶瓷的质料,还可制作防辐射橡胶制品,少数用作蓄电池,也用于铬黄颜料出产等。。由空气氧化熔融铅制得。用于冶炼金属铅,制铅玻璃、铅化合物、催化剂和油漆催干剂等。.
氧化钴基础知识
2019-03-07 10:03:00
氧化钴粉首要包含CoO、Co2O3、Co3O4。含钴74%以上的高品位氧化钴为褐色,含钴74%以下的氧化钴为黑色。依照其用处和化学成分的不同,依据国家标准,精制氧化钴粉首要分为Y类和T类两大系列,而Y类产品又分为Y0、Y1、Y2三种牌号,T类产品分为T1、T2两种牌号。精制氧化钴粉的粒度一般在180~250目,其松装密度为0.4~0.61t/m3。氧化钴,主成分为CoO或Co2O3,黑灰色粉末,渐溶于热和热稀硫酸中,并别离放出氯和氧,不溶于水和醇。用作氧化剂,制作钴和不含镍的钴盐、钴催化剂、颜料、陶瓷的釉料、色素着色剂、硬质合金,用于电子及冶金工业等。精制氧化钴粉首要用于制作硬质合金,占用量的93%;部分用作颜料和釉料,4%用于陶瓷,3%用于珐琅职业。将草酸钴在650~7500C下进行煅烧,终究制得精美氧化钴产品。金川钴体系选用回转窑煅烧,钴的回收率可到达98%以上。
四氧化三钴(Co3O4)为灰黑色粉末状固体,广泛应用于制作硬质合金、磁性材料、珐琅颜料、陶瓷颜料及玻璃颜料、故触媒、油墨颜料、玻璃脱色剂,是制备催化剂和干燥剂的首要原料。现在首要用于出产锂离子电池材料钴酸锂。因为通讯、电子业的开展,我国对锂离子电池的需求也不断增加,估计从现在到2010年我国对锂离子电池的需求将以每年10%~20%的速度增。现在我国对四氧化三钴的需求量为2600t。
四氧化三钴传统的出产办法多选用灼烧或是热分解法。灼烧法就是将钴粉用红热蒸汽加热法生成CoO,在5000C下进一步氧化成Co3O4,可是这种办法产出的Co3O4粉末活性差,纯度低,粒度散布宽。热分解法是将纯洁的氧化钴或是硝酸钴溶液沉积出产草酸钴或是碳酸钴,经高温煅烧产出Co3O4。但该法相同存在粒度散布不均匀的问题,产品纯度较低。
近几年,我国对高浓度硝酸钴或氧化钴溶液直接组成Co3O4进行了实验研讨。将含钴溶液加热后,缓慢参加溶液,调理溶液的PH值,并缓慢参加H2O2,反响发生黑色沉积,沉积产品首要为钴的氧化物和水合物,含钴为65%~68%,沉积物经进一步煅烧,可得到纯度95%以上的Co3O4粉末。直接氧化法制得产品需求进一步煅烧,流程较长,并且参加量及参加速度对产品影响较大,进程较难于操控。
2004年北京矿冶研讨总院对加压浸出法直接出产Co3O4进行了实验研讨。产品含钴到达71.4%对产品进行x射线衍射分析断定,产品为纯度较高的四氧化三钴,谱线中未发现有其他物质。电子显微照片显现,加压浸出法产出四氧化三钴颗粒较煅烧法细,粒度较为均匀。
钴渣制取氧化钴的生产实践
2019-03-05 12:01:05
氧化钴是钴基合金、硬质合金及珐琅,陶瓷颜料的重要原材料,国内现在年产1000多吨。氧化钴有三种不同方式:CoO、Co2O3、Co3O4,色彩和含钴量都不同。因为各厂的质料和出产条件不同,在浸出、净化和钴沉积上各有特色。
从镍体系钴渣出产氧化钴的典型出产工艺为金川公司流程,如图1所示。图1 金川公司用钴渣出产氧化钴的流程图
一、萃取除杂
黄钠铁矾除铁后液中的杂质总量仍还有约2g∕L,包含Cu、Fe、Ca、Mg、Pb、Zn、Mn等,为了得到合格的氧化钴产品,还必须进一步的净化。金川公司选用P204萃取工艺进行深度净化除杂。
P204主要成分为二-(2-乙基己基)磷酸,是一种烷基磷酸萃取剂,分子量323,无臭味,出厂规格为P204≥93%,密度0.9694~0.9700g∕cm3(25℃),黏度0.42cP(25℃),在水中溶解度0.012g∕L,10%碳酸钠溶液中溶解度为0.026g∕L,1moL硫酸溶液中溶解度为0.0017g∕L,平衡pH值时pKa=3.5,酸性杂质为0.3%~0.4%,水分为0.3%~0.4%,其分子结构式为:萃取除杂在25级聚氯乙烯混合弄清箱中进行,溶液中的Cu、Fe、Zn、Mn、Ca等杂质进入有机相中,别离用1.2mol∕L、2.5mol∕L和6mol∕L洗Co、洗Cu、洗Fe。萃余液送P507别离镍钴。
25级别离为10级萃取,5级洗钴,4级洗铜,4级洗铁,2级弄清。
混合室:0.52m×0.52m×l.20m
弄清室:0.52m×2.60m×1.20m
萃取箱拌和桨为钛质六叶桨,直径200mm,由5台5.5kW电动机带动,转速470~500r∕min。流量由高位槽操控,转子流量计丈量。
萃取操作的技术参数为:
萃取剂: 10% P204,90%磺化火油
皂化剂: 8~9mol∕L NaOH溶液
皂化率: 60%~65%
物料流比: 有机相∶料液∶洗钴液=0.6∶1.0∶0.06
皂化在φ2×2mPVC槽内进行。
反萃用的2.5mol∕L和6.0molL∕L溶掖内循环,别离降至0.1~0.2mol∕L或4~4.5mol∕L时更换新酸液。
除杂后液成分:二、萃钴
P507萃钴在34级萃取箱中进行,其间制锦皂5级,镍钴别离7级,洗镍5级,钴反萃6级,洗铁5级,弄清6级。萃取箱尺度、结构、拌和桨及转速等与萃取除杂相同。
萃钴操作的技术参数为:
萃取剂 25% P507,75%磺化火油
制镍皂溶液 35~40g/L硫酸镍溶液
制钠皂溶液 8~9mol∕L NaOH溶液
物科流比 有机相∶料液∶洗镍液∶反萃液=1.0∶0.7∶0.07∶0.15
皂化在φ2×2mPVC槽内进行。
洗镍用1.2mol∕L溶液,反萃钴用2.5mol∕L溶液,冼铣用6.0mol∕L溶液(内循环)。
三、草酸钴沉积
运用沉积剂草酸铵,由草酸溶液通入自行沉积制备。运用φ2m×2m不锈钢槽,在60℃下溶解工业草酸,真空抽滤除掉残渣,溶液在机械拌和条件下通入气,至pH=4.0~4.5时沉积结束,真空过滤得到草酸铵。
沉钴分两段进行,都在2m3珐琅釜内完结,操作条件见表1。
表1 两段沉钴技术参数四、煅烧制氧化钴
一段沉积草酸钴选用反转管电炉煅烧,电炉规格为φ0.5m×10m,转速0~2.07r∕min,倾角3°,总功率250kW,炉头温度700℃,炉中600℃,炉尾500℃。
二段沉积选用红外线炉煅烧热解,温度530℃。
硬质合金出产用的氧化钴要求松装比重在0.45~0.55g∕cm3之间,为此要求在沉钴过程中严格操控氯化钴的初始浓度、淀度及草酸铵的参加速度,以确保取得必定粒度的沉积;一起严格操控煅烧时的炉温,不致过烧或缺乏。
氧化钴的生产工艺流程介绍
2019-02-22 10:21:22
钴矿用球磨机破坏到粒度约-100目巨细后,将矿浆打到溶解槽,用硫酸或溶解后压滤,将滤液加热,往热溶液中参加碳酸钠、、、硫代硫酸钠等化工原料作为除杂剂,除掉溶液中的很多的铜、铁、钙、镁、铅、锌等杂质。少数的杂质随溶液进入下一道工序,运用P204[磷酸二异辛酯]作萃取剂,将钴、镍与铜铁等杂质元素别离,萃取液用稀反萃(洗脱),钴、镍进入水相中,将含钴、镍溶液送入含P507[2-乙基己基磷酸-2-乙基己基酯]的萃取槽进行钴镍别离。含镍溶液作为副产品出产硫酸镍,含钴溶液经浓缩到达规则的浓度后用反萃,生成氯化钴溶液,用草酸铵沉积钴,转化为草酸钴沉积,将沉积物枯燥后以草酸钴方式作为产品运用。草酸钴经高温锻烧后生成氧化钴,经复原后制成钴粉。经钴镍别离后的钴溶液,假如用硫酸溶液洗脱,可制成硫酸钴产品,用醋酸洗脱可制成醋酸钴,氯化钴溶液用碳酸钠沉积可制成碳酸钴,用于出产钴粉、氧化亚钴或四氧化三钴。
从氧化钴矿石中提取钴的工艺技术
2019-02-11 14:05:44
钴具有耐腐蚀、熔点高、强磁性等优秀功能,是各种特殊钢、耐热合金、抗腐蚀合金、磁性合金、硬质合金出产的重要质料,广泛用于航空、航天、机械制造、电气外表等范畴,因而,钴被誉为战略物资。
现在钴的出产基本上都是以钴土矿、钴硫精矿、硫化铜镍矿渣、砷钴矿等为质料。现已探明的钴矿资源均匀档次仅为0.02%,并且在出产过程中收回率低、工艺杂乱、出产成本较高。
一、矿石性质
实验所用钴矿石为非洲刚果氧化型水钴矿,呈灰黑色,密度2.780t/m3,化学分析成果见表1。水钴矿属成分杂乱的氧化物和氢氧化物,其杂质成分和结晶程度互不相同,X射线衍射成果表明可能是三价和二价的单水化合物变种,具有不稳定成分,如水钴铜矿(2Co2O3·CuO·6H2O),铜水钴矿(2Co2O3·CuO·3H2O)等。
表1 水钴矿化学分析成果 %CoCuFeMnNiMgCa9.2415.422.780.190.180.960.084
二、仪器、试剂及工艺流程
实验所用仪器有KS-Ⅱ康氏振荡器,78HW-1恒温磁力拌和器,LD2001电子秤,JJ-2型增力电动拌和器,2XZ-0.5旋片真空泵,F97-A矿石粉碎机,分液漏斗。
实验所用试剂有工业级硫代硫酸钠、碳酸钠、、P204、P507、硫酸、化学纯,草酸铵,分析纯。
实验工艺流程见图1。
图1 从氧化钴矿石中提取钴的工艺流程
三、成果与评论
(一)浸出
钴的贱价氧化物易在稀硫酸溶液中溶解,生成可溶性CoSO4,而高价氧化物必须在浓硫酸中才溶解。反响式为:
CoO+H2SO4(稀)=CoSO4+H2O,
Co2O3+2H2SO4(浓)=2CoSO4+2H2O+1/2O2,
CoO·SiO2+H2SO4(稀)=CoSO4+H2SiO3,
CoO·Fe2O3+4H2SO4(稀)=CoSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。
1、一段浸出
将水钴矿磨细,浆化,用1mol/L H2SO4溶液浸出,首要调查矿石粒度、浸出时刻、浸出温度对钴浸出率的影响,实验成果见表2~4。
表2 矿石粒度对钴浸出率的影响序 号矿石粒度/目钴浸出率/%1
2
3-60
-120
-2009.8
25.5
41.18
浸出时刻12h;浸出温度90℃。
表3 浸出时刻对钴浸出率的影响序 号浸出时刻/h钴浸出率/%1
2
3
46
12
18
2428.1
40.9
41.0
43.6
矿石粒度-200目,浸出温度90℃。
表4 浸出温度对钴浸出率的影响序 号浸出温度/℃钴浸出率/%1
2
3
425
60
90
1004.3
11.7
42.3
42.6
矿石粒度-200目,浸出时刻12h。
从表2~4能够看出,矿石粒度越细,浸出温度越高,保温时刻越长,钴浸出率越高。归纳考虑,一段浸出以矿石粒度200目以下、保温时刻12h、温度90℃为宜。
2、二段浸出
取一段浸出渣,按液固体积质量比2:1调浆,用4mol/L H2SO4溶液按液固体积质量比4:1拌和浸出,温度95℃以上,保温必定时刻,调查矿石粒度、保温时刻对钴浸出率的影响。实验成果见表5、表6。能够看出,矿石粒度减小、保温时刻延伸,钴浸出率进步。归纳考虑,矿石粒度以200目以下、保温时刻24h为宜。
表5 矿石粒度对钴浸出率的影响序 号矿石粒度/目钴浸出率/%1
2
3-60
-120
-20021.1
70.3
99.1
保温24h;温度95℃以上。
表6 保温时刻对钴浸出率的影响序 号保温时刻/h钴浸出率/%1
2
3
46
12
18
2456.3
86.9
94.2
99.03
(二)浸出液的净化
用硫酸经过二段浸出,矿石中大部分钴都进入溶液,一起其他共存元素也进入溶液。杂质元素的存在收回钴或钴化合物有很大影响,需预先去除。最优条件下取得的浸出液成分见表7。
表7 浸出液成分阶段 g/LCo2+Zn2+ΣFeNi2+Cu2+Ca2+Mg2+18.60.182.340.2841.80.601.99
(三)除铁
选用黄钠铁矾法除铁。黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]为淡黄色晶体,是一种过滤功能、洗刷功能都杰出的盐基性硫酸盐。除铁总反响式为:
3Fe2(SO4)3+6H2O+5Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4 (OH)12↓+5Na2SO4+6CO2
取上述浸出液1000mL,调pH进行实验,成果见表8。能够看出,结尾pH对铁矾的构成有很大的影响。pH在4.0~4.5范围内,铁去除彻底,溶液中钴/铁质量浓度比到达18600。
表8 溶液pH对Fe沉积的影响pHρ(Fe)/(g·L-1)ρ(Co)/ρ(Fe)铁矾渣中
w(Co)/%铁矾渣中
w(Fe)/%2.0~2.5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
4.0~4.50.39
0.146
0.04
0.026
<0.00147.7
127.4
465
715.4
186000.3
0.04
0.5
0.9
0.3622.57
23.1
20.6
24.1
22.1
(四)除Ca2+、Mg2+、Cu2+
使用Ca2+、Mg2+的氟化物溶解度低的特色,操控溶液pH,使Ca2+、Mg2+别离构成CaFe2、MgFe2沉积。 Na2S2O3与Cu2+反响构成CuS沉积,Co2+则留在溶液中,然后完成Ca2+、Mg2+、Cu2+与Co2+、Ni2+的别离。反响方程式如下:
MgSO4+2NaF=MgFe2↓+Na2SO4,
CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4,
2CuSO4+2Na2S2O3+2H2O=Cu2S+S+2Na2SO4+2H2SO4。
对去除了铁的溶液,在必定温度下,先后参加必定量NaF和Na2S2O3,调查NaF对Ca2+、Mg2+杂质去除的影响及Na2S2O3对Cu2+去除的影响。实验成果见表9和表10。能够看出,在必定温度下,操控NaF和Na2S2O3用量,能够将浸出液中的Ca2+、Mg2+及Cu2+去除。
表9 NaF参加量对Ca2+、Mg2+去除的影响m(NaF)/
m(Ca2++Mg2+)溶液中ρ(Ca2+)/
(g·L-1)溶液中ρ(Mg2+)/
(g·L-1)ρ(Co2+)/ρ
(Ca2+)ρ(Co2+)/ρ
(Mg2+)5
10
120.44
0.0144
0.01020.75
0.0113
0.007842.3
1291.7
1823.524.8
1646
2384.6
保温时刻4h。
表10 Na2S2O3参加量对Cu2+去除的影响m(Na2S2O3)/
m(Cu2+)溶液中ρ(Cu2+)/
(g·L-1)溶液中ρ(Co2+)/
(Cu2+)渣中w(Co)/%渣中w(Cu)/%4
6
8
105.3
0.065
0.01
<0.0135
286
1860
<18600.015
0.03
0.02
0.0155.9
57.9
67.2
60.3
溶液调pH后,参加Na2S2O3,在必定温度下保温30min。
(五)P204萃取深度除杂质
以化学法除杂后的溶液中还含有少数杂质(表11),还须进行深度净化。操控溶液pH、流量等,经过串级萃取能够使杂质进一步去除。由串级萃取理论核算萃取段为8级,洗刷段为7级。流量比:V(有机相):V(洗刷液)=8:3:1。溶液pH=4.5,成分见表12。
表11 化学除杂后溶液成分 g/LCo2+Ni2+Cu2+ΣFeCa2+Mg2+Mn2+Zn2+As3+Pb2+24.20.512.020.00720.01210.00621.360.220.00290.0146
表12 除杂质后萃余液成分 g/LCo2+Ni2+Cu2+Mn2+Zn2+Ca2+Mg2+ΣFeNa+17.20.320.00860.0104<0.0010.00350.0056<0.00146.4
(六)P507萃取别离钴、镍
去除杂质后的萃余液(组成见表12)进行钴镍别离。操控pH、流量、萃取级数进行萃取,萃余液中ρ(Ni2+)=0.056g/L,ρ(Co2+)=0.154g/L;有机相中ρ(Ni2+)<0.001g/L,ρ(Co2+)=0.154g/L。
从有机相中6级反萃取钴,洗刷液为2.5mol/L HCl,操控流量比为:V(有机相):V(洗刷液)=6:1。反萃取后的CoCl2溶液组成见表13。
表13 反萃取后的CoCl2溶液组成 g/LCo2+Ni2+Cu2+Mn2+Ca2+Mg2+Zn2+Na+pH68.20.0410.0030.010.030.0025<0.00110.51~2
(七)沉积、烘干
去除杂质后的溶液中,钴以CoCl2方式存在,选用草酸铵沉积法沉积草酸钴,反响式如下:
Co2++(NH4)2C2O4=CoC2O4+2NH4-
草酸钴沉积中含有必定量可溶性离子(如NH4+、Na+、SO42-、Cl-等),用热水洗刷可得到精制草酸钴产品。二价钴的草酸盐一般为桃红色,难溶于水,微溶于酸,在空气中加热即变成无水盐。洗刷后的草酸钴在箱式炉中进行烘干,炉温90~110℃,操控草酸钴色彩为桃红色,水分小于0.65%。所得草酸钴产品松装密度为0.29g/cm3,化学成分见表14。
表14 草酸钴产品的化学成分阶段 %CoNiCuMnCaMgZnNaH2O31.20.080.0940.020.10.0090.0090.080.085
四、定论
(一)氧化钴型水钴经过硫酸两段浸出,浸出液中Co2+质量浓度达15~20g/L,钴浸出率达99%。
(二)选用化学法去除溶液中的Fe、Ca、Mg、Cu杂质,能够操控杂质含量到达要求。
(三)对化学除杂后的浸出液,选用204串级萃取进一步除杂,P507萃取别离钴、镍,可得到合格的CoCl2溶液。
(四)用草酸铵沉积得草酸钴,洗刷后在必定温度下烘干即得草酸钴产品。
钴的相关知识(一)
2019-03-14 10:38:21
钴,门捷列夫元素周期表第八族金属化学元素,钴的拉丁语称号Cobaltum(Co),是一种淡灰色的过渡性金属,具有强磁性(居里点1121°С)。质硬而脆,加热到1150℃时磁性消失。钴的首要物理、化学参数与铁、镍挨近,属铁族元素。钴的化合价为2+和3+。在常温气氛中化学安稳性好。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。钴矿藏稀疏,有80~90%的钴采自镍矿石,且首要用于制备钴合金(磁性合金,热强合金,超硬质合金,耐蚀合金等)。放射性同位素60Co在医学与技术范畴可作为γ射线源运用。钴是维生素B12的首要成份,对植物与动物的生命非常重要。根本性质钴(Co)原子序数27外观淡灰色金属地壳中含量0.0023 %原子功用原子量 (摩尔量)58.9332原子质量单位(g/mol)原子半径1.25 Å电离能(一次电子)758.1 (7.86)kJ/mol(eV)电子摆放[Ar] 3d7 4s2化学特点共价半径1.16 Å离子半径(+3e) 0.63 (+2e)0.72Å负电性1.88(鲍度)电极电位0氧化态3, 2, 0, -1物理特点密度8.9g/cm3比热0.456 J/(K·mol)传热性100 W/(m·K)熔化温度1768 K(1495 °C)熔化热15.48кJ/mоl欢腾温度3200 K(2927 °C)汽化热389.1кJ/mоl导热系数100 W/(m·K)导电率17.2×106/mΩ克分子体积6.7 сm³/mоl其它晶格结构六角形晶格期间2.510 Å杰拜温度385.00 K
钴的发现与命名
在15世纪,人们在萨克森(民主德国)富银矿石中发现了类似于钢的亮光的矿石,呈灰白色晶体,但并没有从中熔炼出金属,原因是银矿或铜矿所含的这种矿石杂质影响了金属的熔炼。很显然,这是因为含砷的钴矿藏(辉钴矿CoAsS,或许硫化方钴矿,斜方砷钴矿或许砷钴矿)所造成的。
焙烧含砷钴矿藏时会蒸发出有毒的氧化砷,矿工们便将含这种矿藏的矿石称之为“科博利特”山神(德国神话中的精灵),古代的挪威人以为熔炼银时发作的熔炼工中毒就是因为这种“恶魔”在耍狡计。恶魔的姓名大约来自希腊的“科博洛斯”—意指幻影或烟雾,希腊人是将这个词语用来描述那些好扯谎的人。
1735年,瑞典矿藏学家布兰特(G.Brandt)从这种矿藏中别离出一种此前并不为人们熟知的金属,他根据“科博利特”谐音便将其称之为钴。他一起还查明,含钴的化合物能够把玻璃涂成兰色,其实这种特点早在古代的亚述国和巴比伦国己被选用。1780年,瑞典化学家伯格曼(T.Bergman)断定钴为元素。
资源情况
钴在地球上散布广泛,但含量很低,其在地壳中含量为0.0023%(质量),自然界中钴的赋存状况首要有3种:以独立钴矿藏方式存在、以类质同像或包裹体方式存在和以吸附方式存在,其间以第2种方式最遍及。到现在为止,已发现钴矿藏和含钴矿藏百余种,首要为硫化物、硒化物、砷化物、硫砷化物、碳酸盐、硫酸盐和盐等,首要的钴矿石矿藏有硫钴矿、硫铜钴矿、含钴黄铁矿、方钴矿、斜方砷钴矿、辉砷钴矿和钴华等。我国的钴资源紧缺,已探明钴金属估有储量约数十万吨。散布于全国24个省(区)。国外钴资源丰富,储量约为520万吨,但绝大部分产在风化型红土镍矿、岩浆型硫化铜镍矿和堆积型砂岩铜矿之中,且95%以上会集散布在民主刚果、澳大利亚、古巴、赞比亚、新喀里多尼亚和俄罗斯等少量国家。
钴的制备
钴矿藏的赋存状况杂乱,矿石档次低,所以提取办法许多并且工艺杂乱,收回率低。一般先用火法将砷钴精矿、含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿中的钴富集或转化为可溶性状况,然后再用湿法使钴进一步富集和提纯,最终得到钴化合物或金属钴。
在我国,硫化铜镍矿是收回钴的重要资源。金川集团公司的钴收回包含从镍电解体系净化钴渣中出产电解钴和氧化钴,从转炉渣提钴流程产出的富钴冰铜中出产氧化钴两部分。现在,金川集团公司的钴产值已占全国总产值的70%以上,成为我国钴出产的重要基地。
用处
钴作为重要的战略金属,因为其具有优秀的物理、化学和机械功用,是出产耐高温、耐腐蚀、高强度和强磁性等材料的重要质料,因此,在全球范围内运用非常广泛。
纯钴的运用很少,但钴是合金与特殊钢的首要增加元素。例如,固体磁性材料就是由稀土元素(首要是钐和铒)与钴结合而成,是一种具有强磁场的永久磁铁。相同,热强合金、超硬质耐蚀合金中也参加有钴。在许多情况下,钴一般用于电镀,因为钴镀层较之铬、镍镀层的耐弱酸性要安稳的多。
钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称。含一定量钴的刀具钢能够显著地进步钢的耐磨性和切削功用。含钴50%以上的司太立特硬质合金即便加热到1000℃也不会失掉其原有的硬度,现在这种硬质合金已成为含金切削东西和铝间用的最重要材料。在这种材料中,钴将合金组成中其它金属碳化物晶粒结合在一起,使合金具更高的耐性,并削减对冲击的灵敏功用,这种合金熔焊在零件表面,可使零件的寿数进步3-7倍。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。含钛和铝的镍基合金强度高是因为构成组成为NiAl(Ti)的相强化剂,当工作温度高时,相强化剂颗粒就转入固溶体,这时合金很快失掉强度。钴基合金的耐热性是因为构成了难熔的碳化物,这些碳化物不易转为固体溶体,分散活动性小,在温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性就显现无遗。这关于制作高效率的高温发动机,钴基合金就适可而止。 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。核反应堆供热作使热介质的涡轮发电机能够不检修而接连工作一年以上。据报导美国实验用的发电机的锅炉就是用钴合金制作的。钴是磁化一次就能坚持磁性的少量金属之一。在热效果下,失掉磁性的温度叫居里点,铁的居里点为769℃,镍为358℃,钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力进步2.5倍。在振荡下,一般磁性钢失掉差不多1/3的磁性,而钴钢仅失掉2%~3.5%的磁性。因此钴在磁性材料上的优势就很显着。
氧化钴首要用于出产硬质合金及陶珐琅颜釉料等;硫酸钴首要用于陶瓷、颜釉料、油漆催干剂和电镀等职业。氯化钴首要用于制作气压计、比重计和用于陶瓷业。酸钴首要用于油漆及油墨的催干剂、着色剂、橡胶增粘剂及玻璃钢职业。异痛苦钴首要用于油漆、玻璃钢及橡胶子午轮胎等方面。
钴的最大运用范畴是二次电池。钴在电池范畴运用有较大增加。首要是锂离子电池开展的成果。在当今国际信息与通信产业、以及环保和节能范畴中,锂离子电池是最新一代的电池,它的比能量、充放电寿数均高于Ni/MH电池。锂二次电池的研讨开发竞赛非常激烈,国际发达国家都把组成电化学功用优越与安全功用杰出的锂离子二次电池用正极材料作为研讨开发的要点。开发的正极材料有钴酸锂或氧化锂镍钴或氧化锂钴锰。氧化亚钴运用于镍氢电池。
因为钴的优秀性质,在制作耐高温、耐腐蚀合金方面很难被其他金属代替,因此钴在超级合金范畴用处依然很坚硬,现在超级合金是钴的第二大运用范畴。
钴在高温下、低温下与许多金属有杰出的湿润性,因此钴粉被广泛的用做黏结剂,简直成为金刚石东西、硬质合金不行代替的胎体黏结剂。我国硬质合金产值居国际第一,金刚石东西的产值也居国际前列。
钴基合金粉末广泛用于热喷涂,用于内燃机排气阀密封面、阀座,舰艇用大型轴承内、外环,大型水轮机转子叶片,榨油机推进器等的喷焊或喷涂。用于各种螺旋推进器部件、密练机部件、泵叶等的喷焊或喷涂。
磁性材料是重要的功用材料,在电子工业和其他高科技范畴起着非常重要的效果。钴在磁性材料范畴运用散布如下: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。
钴催化剂首要用于聚酯化纤材料的出产上。钛酸钴是首要的原油脱硫催化剂。Co-Mo-N 和Ni-Mo-N合金是组成催化剂。磺化酞菁钴、聚酞菁钴都是脱除累质油中硫醇硫的高效催化剂。氧化钴可代替铂铑作为出产硝酸的催化剂,可大起伏下降催化剂费用。
环烷酸钴和异痛苦钴用作催干剂,比其它同类产品催干速度快,广泛运用于油漆、油墨职业中,也用作不饱和树脂的优秀促进剂。
固体环烷酸钴、硬脂酸钴、硼酰化钴和新癸酸钴广泛运用于钢丝子午胎、输送带和钢丝织造胶管中,不只粘合强度高,并且具有耐热、耐温文化学缓蚀的特征。
高纯钴靶材用于半导体物理气相堆积进程。
据国内有关报导讲,钴在蓄电池职业、金刚石东西职业和催化剂职业的运用还将进一步扩展,从而对金属钴的需求呈上升趋势。
氧化水解分离钴
2019-01-31 11:06:04
使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,发作发生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。
在出产使用中,为了使钴和镍杰出别离,应遵照以下根本原则:
(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1所示。二次沉钴的根本技术参数见表1。图1 从氢氧化钴出产电钴的工艺流程图
表1 二次沉钴的首要技术参数沉钴进程中,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。
转炉渣提钴(一)
2019-03-05 09:04:34
金川公司转炉渣提钴的流程见图1。由图可见,该工艺是由转炉渣电炉贫化、钴锍缓冷选矿、钴合金加压氧化酸浸和浸出液萃取沉积提钴四道工序组成。 (一)转炉渣电炉贫化 转炉渣中的钴74%以硅酸盐方式存在,19%在铁酸盐中。因而转炉渣处理选用电炉碳复原法使钴从硅酸盐和铁酸盐复原出来,复原气氛下钴易于被硫化,为使钴收回更彻底,加复原剂之后再加黄铁矿等硫化剂。使生成钴镍合金和金属硫化物组成的钴锍。钴和镍散布率为:在钴合金平分别为90%和96%,在钴锍中8%和3%,在氧化物中只要1%和2%。电炉贫化的成果,铁也有1/3以上进入金属相。首要化学反响是:
[next]
电炉贫化的首要技能条件与目标为:焦率3%,硫化剂20%,炉温1300-1450℃,贫化时刻3-4h,产出钴锍含钴1.62%,弃渣含钴 第二段酸浸时,溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+并水解沉积,一起释放出H2SO4,有利钴的溶出。加压浸出7h,温度150℃,浸出釜内压力1.5MPa。浸出液成分为(g/L):Co 14.4,Ni 80,Cu 5.3,Fe 0.29,H2SO420。 (四)浸出液净化、沉积与钴焚烧 首要加硫黄粉通SO2气体从溶液平别离出铜,然后用P204萃取除杂质,再用P507萃取别离镍钴,含钴有机相用反萃取,得到氯化钴溶液。[next] 氯化钴溶液参加草酸铵,使钴生成草酸钴沉积: COCl2+(NH4)2C2O4====COC2O4↓+2NH4Cl 草酸钴在450℃下煅烧分化,得到产品氧化钴: 4CoC2O4+3O2====2Co2O3+8CO2 产品氧化钴粒度<0.25mm,松装密度0.48g/cm3,含Co>72%,N<0.5%,Cu 富钴铳物相组成/%元素合金相散布率硫化物相散布氧化物散布算计Co3.3293.63.13100Ni7.0192.30.71100Cu0.3599.60.07100Fe4.8765.329.8100
(1)富钴梳加压浸出富钴梳加压浸出根本反响是: