一種半微米鈷粉及其制備方法和氫氧化鈷粉體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種半微米鈷粉，該半微米鈷粉的形貌為球形或類球形，費(fèi)氏粒度為0.5～0.8μm，其雜質(zhì)含量低，兼具超細(xì)鈷粉與類球鈷粉的優(yōu)點(diǎn)。其次，本發(fā)明還提供了該半微米鈷粉的制備方法，該方法采用鈷鹽溶液與氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液反應(yīng)生產(chǎn)氫氧化鈷沉淀，沉淀經(jīng)漿化、離心、洗滌、干燥、破碎后，于340～370℃下進(jìn)行氫還原得到鈷粉，所述鈷粉經(jīng)破碎后即得半微米鈷粉，該方法具有產(chǎn)品形貌與粒徑可控、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā)明提供了一種氫氧化鈷粉體及其制備方法，該氫氧化鈷粉體的形貌為粒狀或棒狀，費(fèi)氏粒度為0.33～0.58μm。
【專利說明】一種半微米鈷粉及其制備方法和氫氧化鈷粉體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬微粒制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種半微米鈷粉及其制備方法和氫氧化鈷粉體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈷粉為灰色不規(guī)則狀粉末，溶于酸，有磁性，在潮濕空氣中易氧化，可用作硬質(zhì)合金、金剛石工具、高溫合金、磁性材料等冶金產(chǎn)品，及可充電池、工業(yè)爆破劑、火箭燃料和醫(yī)藥等化學(xué)制品。一般工業(yè)應(yīng)用中，常見的鈷粉分為標(biāo)準(zhǔn)型鈷粉、類球狀鈷粉和超細(xì)類球狀鈷粉。超細(xì)鈷粉具有特殊的物理化學(xué)性能，具有極大的表面效應(yīng)和體積效應(yīng)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ψ勰┎牧闲阅艿囊蟛粩嗵岣?，如超?xì)硬質(zhì)合金的制備中，要求鈷粉費(fèi)氏粒度(Fsss)小于0.Sum才可以獲得更好的使用性能，因此，提供Fsss粒徑低于
0.8 的鈷粉顯得十分重要。
[0003]鈷粉工業(yè)化生產(chǎn)兩步法采用金屬鈷鹽溶液和沉淀劑反應(yīng)制備鈷鹽前軀體，然后鈷鹽前軀體在高溫條件下還原制備金屬鈷粉，但傳統(tǒng)的金屬沉淀劑是碳酸氫銨或草酸銨，生產(chǎn)的鈷鹽前軀體是碳酸鈷和草酸鈷，由此制備出的鈷粉Fsss粒徑一般在0.8 y m以上，并且碳酸氫銨或草酸銨的使用會引起大量的氨氮污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明第一方面提供了一種半微米鈷粉，所述半微米鈷粉的形貌為球形或類球形，費(fèi)氏粒度為0.5~0.8 i! m。本發(fā)明第二方面提供了一種半微米鈷粉的制備方法，產(chǎn)品形貌與粒徑可 控，低成本，無氨氮污染問題。本發(fā)明第三方面和第四方面還提供了氫氧化鈷粉體及其制備方法。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了一種半微米鈷粉，所述半微米鈷粉的形貌為球形或類球形，費(fèi)氏粒度為0.5~0.8 ii m。
[0006]優(yōu)選地，所述半微米鈷粉的D5tl粒徑為4.04~4.36 ii m。
[0007]優(yōu)選地,所述半微米鈷粉中鈉的含量低于80ppm。
[0008]優(yōu)選地，所述半微米鈷粉中鈣的含量低于80ppm。
[0009]優(yōu)選地，所述半微米鈷粉中氧含量低于1.15%。
[0010]本發(fā)明提供的半微米鈷粉兼具超細(xì)鈷粉與類球鈷粉的優(yōu)點(diǎn)粒徑小而均勻，可廣泛用于數(shù)控刀片、棒材、頂錘、鉆頭等硬質(zhì)合金產(chǎn)品及電池行業(yè)。
[0011]第二方面，本發(fā)明提供了一種半微米鈷粉的制備方法，包括以下步驟:
[0012](I)配制鈷鹽溶液和沉淀劑溶液，所述鈷鹽溶液中鈷離子的濃度為0.37~
0.62mol/L,所述沉淀劑溶液的濃度為所述鈷鹽溶液中鈷離子的濃度的8~15倍，所述沉淀劑為堿金屬氫氧化物；
[0013](2)將步驟(1)配制的鈷鹽溶液和沉淀劑溶液以底部加料的方式加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行沉淀反應(yīng)，得到含氫氧化鈷沉淀的溶液，其中，所述鈷鹽溶液加入的速度為64?74L/h，所述沉淀劑溶液加入的速度為所述鈷鹽溶液加入速度的1.3?3倍；
[0014](3)將步驟(2)所得含氫氧化鈷沉淀的溶液離心分離后得到氫氧化鈷沉淀，再將所得氫氧化鈷沉淀在40?70°C下漿化處理0.5?4小時，隨后進(jìn)行洗滌、干燥、破碎，得到氫氧化鈷粉體，所述氫氧化鈷粉體的形貌為粒狀或棒狀，費(fèi)氏粒度為0.33?0.58 ii m ;
[0015](4)、將步驟(3)所得的氫氧化鈷粉體置于還原爐中，通入還原性氣體，于340?370°C下還原16.5?17.5小時，得到鈷粉；
[0016](5)、將步驟(4)所得鈷粉進(jìn)行氣流破碎，得到半微米鈷粉，所述半微米鈷粉的形貌為球形或類球形，費(fèi)氏粒度為0.5?0.8 ii m。
[0017]優(yōu)選地，通過控制具體反應(yīng)體系反應(yīng)過程中所述沉淀劑溶液加入的速度，即堿液流量，或者鈷鹽的流量，來調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的PH值，從而改變合成氫氧化鈷前驅(qū)體的粒徑、形貌、團(tuán)聚情況等。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈷鹽為可溶性鈷鹽。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉。
[0021]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈷鹽為氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷或乙酸鈷。
[0022]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述沉淀劑溶液中含有摩爾濃度為0.1?0.5mol/L的碳酸鈉溶液或碳酸鉀溶液。
[0023]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述沉淀劑溶液中含有摩爾濃度為0.1?
0.5mol/L的碳酸鈉溶液。
[0024]更進(jìn)一步優(yōu)選地,所述步驟(I)中，所述沉淀劑溶液中含有摩爾濃度為0.25mol/L的碳酸鈉溶液。
[0025]碳酸鈉溶液或碳酸鉀溶液作為調(diào)節(jié)劑，來影響合成氫氧化鈷前驅(qū)體的粒徑、形貌、團(tuán)聚情況。
[0026]優(yōu)選地，所述步驟(2)中，在所述鈷鹽溶液和沉淀劑溶液加入反應(yīng)釜之前，所述反應(yīng)釜中設(shè)置有蓋過反應(yīng)釜上漿葉5?30cm的反應(yīng)底水。
[0027]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(2)中，在所述鈷鹽溶液和沉淀劑溶液加入反應(yīng)釜之前，所述反應(yīng)釜中設(shè)置有蓋過反應(yīng)釜上漿葉15cm的反應(yīng)底水。
[0028]優(yōu)選地，所述沉淀反應(yīng)的反應(yīng)溫度為44?70V。
[0029]進(jìn)一步優(yōu)選地,具體反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度在±3°C的范圍內(nèi)波動。
[0030]優(yōu)選地，所述沉淀反應(yīng)過程中反應(yīng)溶液的pH值為11.0?11.6。
[0031]優(yōu)選地,通過控制具體反應(yīng)體系反應(yīng)過程中所述反應(yīng)溶液的pH,對反應(yīng)溶液的pH進(jìn)行微調(diào)，來影響合成氫氧化鈷前驅(qū)體的粒徑、形貌、團(tuán)聚情況。
[0032]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述漿化處理過程中對氫氧化鈷沉淀進(jìn)行攪拌，所述攪拌的速度為100?175轉(zhuǎn)每分鐘。
[0033]進(jìn)一步優(yōu)選地，具體反應(yīng)體系的攪拌速度在±12.5轉(zhuǎn)每分鐘的范圍內(nèi)波動。
[0034]優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述沉淀反應(yīng)的過程中，采用3?8m3/h的氣體流量向反應(yīng)液中鼓入空氣。
[0035]空氣作為氧化劑，能使部分低價鈷氧化為高價。[0036]優(yōu)選地，所述步驟(2)中，采用I?lOL/h的流速向反應(yīng)液中加入濃度為10%?20%氨水。
[0037]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(2)中，采用3L/h的流速向反應(yīng)液中加入濃度為13%氨水。
[0038]氨水作為調(diào)節(jié)劑，能增強(qiáng)反應(yīng)體系的絡(luò)合作用，減緩成核速度，減緩粒徑生長，能調(diào)節(jié)氫氧化鈷的粒徑。
[0039]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述固液分離的方式為離心分離。
[0040]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述固液分離的方式為微孔過濾分離。
[0041]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述洗滌處理的方式為采用40?70°C的純水將所述固體洗滌3?6次。
[0042]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述干燥處理的方式為在80?150°C下將所述固體干燥
至衡重。
[0043]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述破碎處理的方式為氣流破碎或機(jī)械破碎。
[0044]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述破碎處理的方式為氣流破碎。
[0045]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述氣流破碎的氣氛為惰性氣體氣氛。
[0046]優(yōu)選地，所述步驟(4)中，在氫還原過程中，所述還原性氣體的氣體流量為5?15m3/h。
[0047]優(yōu)選地，所述步驟(4)中，在氫還原過程中，所述還原性氣體為氫氣。
[0048]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(4)中，在氫還原過程中，所述還原性氣體的氣體流量為8m3/h。
[0049]所述步驟(4)中，在氫還原過程中，所述還原性氣體的氣體流量為過量。
[0050]優(yōu)選地，所述步驟(4)中，在氫還原過程中，所述氫氧化鈷粉體的裝舟量為舟體積的0.5?0.85倍。
[0051]本發(fā)明人采用的裝舟量優(yōu)選為舟體積的0.5?0.85倍。若裝舟量多，單位鈷粉接觸的還原氣體的氣流量就小，還原出的顆粒粒徑大；鈷粉接觸的還原氣體的氣流量過小還會出現(xiàn)還原不充分，導(dǎo)致氧含量超標(biāo)的現(xiàn)象，因此合適的裝舟量也會影響鈷粉的質(zhì)量。
[0052]優(yōu)選地，所述步驟(4)中，在氫還原過程中，所述氫氧化鈷粉體的推舟時間為15?40分鐘。
[0053]優(yōu)選地，所述步驟(4)中，在氫還原過程中，所述還原性氣體為氫氣。
[0054]優(yōu)選地，所述步驟(5)中，所述氣流破碎的氣氛為惰性氣體氣氛。
[0055]優(yōu)選地，所述步驟(5)中，所述氣流破碎采用的氣體流量為4?6MPa。
[0056]優(yōu)選地，所述步驟(5)中，所述氣流破碎的頻率為10?50HZ。
[0057]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(5)中，所述氣流破碎的頻率為27HZ。
[0058]本發(fā)明提供的半微米鈷粉的制備方法能制備出形貌為球形或類球形且Fsss粒度為0.5?0.8 y m的半微米的鈷粉，產(chǎn)品形貌與粒徑可控，低成本，無氨氮污染問題。
[0059]第三方面，本發(fā)明提供了一種氫氧化鈷粉體，所述氫氧化鈷粉體的形貌為粒狀或棒狀，費(fèi)氏粒度為0.33?0.58 ii m。
[0060]優(yōu)選地，所述氫氧化鈷粉體的形貌為細(xì)球形顆粒。
[0061]優(yōu)選地，所述氫氧化鈷粉體的D5tl粒徑為0.52?1.26 ii m。[0062]優(yōu)選地，所述氫氧化鈷粉體中鈷的含量在67.89%?71.42% (wt)。
[0063]優(yōu)選地,所述氫氧化鈷粉體中雜質(zhì)鈉的含量低于78ppm。
[0064]優(yōu)選地，所述氫氧化鈷粉體中雜質(zhì)鈣的含量分別低于59ppm。
[0065]優(yōu)選地，所述氫氧化鈷粉體中雜質(zhì)鐵的含量分別低于58ppm。
[0066]本發(fā)明提供的氫氧化鈷粉體溶度積常數(shù)很小，顆粒小，雜質(zhì)含量低，能用于制備半微米鈷粉。
[0067]第四方面，本發(fā)明提供了一種氫氧化鈷粉體的制備方法，包括以下步驟:
[0068]( I)配制鈷鹽溶液和沉淀劑溶液，所述鈷鹽溶液中鈷離子的濃度為0.37?
0.62mol/L,所述沉淀劑溶液的濃度為所述鈷鹽溶液中鈷離子的濃度的8?15倍，所述沉淀劑為堿金屬氫氧化物；
[0069](2)將步驟(I)配制的鈷鹽溶液和沉淀劑溶液以底部加料的方式加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行沉淀反應(yīng)，得到含氫氧化鈷沉淀的溶液，其中，所述鈷鹽溶液加入的速度為64?74L/h，所述沉淀劑溶液加入的速度為所述鈷鹽溶液加入速度的1.3?3倍；
[0070](3)將步驟(2)所得含氫氧化鈷沉淀的溶液離心分離后得到氫氧化鈷沉淀，再將所得氫氧化鈷沉淀在40?70°C下漿化處理0.5?4小時，隨后進(jìn)行洗滌、干燥、破碎，得到氫氧化鈷粉體，所述氫氧化鈷粉體的形貌為粒狀或棒狀，費(fèi)氏粒度為0.33?0.58 ii m。
[0071]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈷鹽為可溶性鈷鹽。
[0072]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0073]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉。
[0074]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈷鹽為氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷或乙酸鈷。
[0075]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述沉淀劑溶液中含有摩爾濃度為0.1?0.5mol/L的碳酸鈉溶液或碳酸鉀溶液。
[0076]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述沉淀劑溶液中含有摩爾濃度為0.1?
0.5mol/L的碳酸鈉溶液。
[0077]更進(jìn)一步優(yōu)選地,所述步驟(I)中，所述沉淀劑溶液中含有摩爾濃度為0.25mol/L的碳酸鈉溶液。
[0078]碳酸鈉溶液或碳酸鉀溶液作為調(diào)節(jié)劑，來影響合成氫氧化鈷前驅(qū)體的粒徑、形貌、團(tuán)聚情況。
[0079]優(yōu)選地，所述步驟(2)中，在所述鈷鹽溶液和沉淀劑溶液加入反應(yīng)釜之前，所述反應(yīng)釜中設(shè)置有蓋過反應(yīng)釜上漿葉5?30cm的反應(yīng)底水。
[0080]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(2)中，在所述鈷鹽溶液和沉淀劑溶液加入反應(yīng)釜之前，所述反應(yīng)釜中設(shè)置有蓋過反應(yīng)釜上漿葉15cm的反應(yīng)底水。
[0081]優(yōu)選地，所述沉淀反應(yīng)的反應(yīng)溫度為44?70°C。
[0082]進(jìn)一步優(yōu)選地,具體反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度在±3°C的范圍內(nèi)波動。
[0083]優(yōu)選地，所述沉淀反應(yīng)過程中反應(yīng)溶液的pH值為11.0?11.6。
[0084]優(yōu)選地,通過控制具體反應(yīng)體系反應(yīng)過程中所述反應(yīng)溶液的pH,對反應(yīng)溶液的pH進(jìn)行微調(diào)，來影響合成氫氧化鈷前驅(qū)體的粒徑、形貌、團(tuán)聚情況。
[0085]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述漿化處理過程中對氫氧化鈷沉淀進(jìn)行攪拌，所述攪拌速度為100?175轉(zhuǎn)每分鐘。[0086]進(jìn)一步優(yōu)選地,具體反應(yīng)體系攪拌的速度在土 12.5轉(zhuǎn)每分鐘的范圍內(nèi)波動。
[0087]優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述沉淀反應(yīng)的過程中，采用3~8m3/h的氣體流量向反應(yīng)液中鼓入空氣。
[0088]空氣作為氧化劑，能使部分低價鈷氧化為高價。
[0089]優(yōu)選地，所述步驟(2)中，采用I~10L/h的流速向反應(yīng)液中加入濃度為10%~20%氨水。
[0090]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(2)中，采用3L/h的流速向反應(yīng)液中加入濃度為13%氨水。
[0091]氨水作為調(diào)節(jié)劑，能增強(qiáng)反應(yīng)體系的絡(luò)合作用，減緩成核速度，減緩粒徑生長，能調(diào)節(jié)氫氧化鈷的粒徑。
[0092]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述固液分離的方式為離心分離。
[0093]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述固液分離的方式為微孔過濾分離。
[0094]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述洗滌處理的方式為采用40~70°C的純水將所述固體洗滌3~6次。
[0095]優(yōu)選地，所述步 驟(3)中，所述干燥處理的方式為在80~150°C下將所述固體干燥
至衡重。
[0096]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述破碎處理的方式為氣流破碎或機(jī)械破碎。
[0097]優(yōu)選地，所述氣流破碎的頻率為10~50HZ。
[0098]優(yōu)選地，所述氣流破碎的氣氛為惰性氣體氣氛。
[0099]本發(fā)明提供的氫氧化鈷粉體制備方法，通過控制合成氫氧化鈷粉體的條件如:鈷鹽以及沉淀劑的加入速度、流量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)溶液的PH以及攪拌速度等來控制氫氧化鈷粉體的形貌和粒徑，具有操作簡便可控、低成本的優(yōu)點(diǎn)；其次，采用氫氧化鈉或氫氧化鉀代替碳酸氫銨或草酸銨作為沉淀劑，能克服傳統(tǒng)工業(yè)化生產(chǎn)鈷粉過程中氨氮污染嚴(yán)重的問題；此外，通過強(qiáng)化洗滌，最大幅度地降低氫氧化鈷中的雜質(zhì)含量，有利于后續(xù)制備純度高的鈷粉。
[0100]本發(fā)明提供的半微米鈷粉及其制備方法和氫氧化鈷粉體及其制備方法，具有如下有益效果:
[0101](I)本發(fā)明提供了一種半微米鈷粉，該半微米鈷粉的形貌為球形或類球形，費(fèi)氏粒度為0.5~0.8 i! m，兼具超細(xì)鈷粉與類球鈷粉的優(yōu)點(diǎn)；
[0102](2)本發(fā)明提供了一種半微米鈷粉的制備方法，該方法能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形貌與粒徑可控、成本低及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；
[0103](3)本發(fā)明提供了一種氫氧化鈷粉體，該氫氧化鈷粉體的形貌為粒狀或棒狀，費(fèi)氏粒度為0.33~0.58 ii m，適合作為工業(yè)化生產(chǎn)半微米的鈷粉的前驅(qū)體；
[0104](4)本發(fā)明提供的氫氧化鈷粉體制備方法，能實(shí)現(xiàn)氫氧化鈷粉體的形貌與粒徑可控、成本低及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0105]圖1為本發(fā)明半微米鈷粉的制備工藝流程圖；
[0106]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的半微米鈷粉的SEM圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0107]以下所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0108]實(shí)施例1
[0109]圖1為本發(fā)明半微米鈷粉的制備工藝流程圖，如圖1所示，一種半微米鈷
[0110]粉的制備方法，包括以下步驟:
[0111](I)配制0.37mol/L (48g/L)的氯化鈷溶液和5.48mol/L (219g/L)的氫氧化鈉溶液；
[0112](2)在反應(yīng)釜中加入反應(yīng)底水，蓋過其上漿葉15cm，然后將(I)配制的氫氧化鈉溶液和氯化鈷溶液以底部加料的方式分別以25?40L/h和72L/h的流量加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行沉淀反應(yīng)，設(shè)置反應(yīng)的溫度為46°C,反應(yīng)溶液的pH值為11.45?11.60,反應(yīng)溶液的攪拌速度為125轉(zhuǎn)每分鐘,反應(yīng)結(jié)束并進(jìn)行離心后得到氫氧化鈷沉淀；
[0113](3)將(2)所得氫氧化鈷沉淀在40°C下漿化處理4小時，隨后進(jìn)行離心分離得到固體，所述固體經(jīng)40°C的純水洗滌5次后，在80°C下干燥至衡重，隨后經(jīng)氣流破碎得到氫氧化鈷粉體；
[0114](4)將(3)所得氫氧化鈷粉體置于氫還原爐中，通入氫氣，設(shè)置氣體流量為8m3/h，于370°C下還原16.5小時，得到鈷粉，其中，氫氧化鈷粉體的裝舟量為2kg/舟(0.5倍的裝舟量)，推舟時間為40分鐘；
[0115](5)將(4)所得鈷粉進(jìn)行氣流破碎后(破碎采用的頻率為27HZ)，得到半微米鈷粉，所述半微米鈷粉的形貌為球形或類球形，費(fèi)氏粒度為0.54 ii m, D5tl粒徑為4.3iim,含氧量為
1.03%，含鈉量為53.75ppm，含鈣量為61.4ppm。
[0116]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的半微米鈷粉的SEM圖，如圖2所示，該半微米鈷粉的形貌多為球形或類球形，只有少許團(tuán)聚現(xiàn)象；其次，其粒徑比較小，平均Fsss粒度在
0.48 ;此外，該半微米鈷粉雜質(zhì)含量少，兼具超細(xì)鈷粉與類球鈷粉的優(yōu)點(diǎn)，粒徑小而均勻。
[0117]實(shí)施例2
[0118]一種半微米鈷粉的制備方法，包括以下步驟:
[0119](I)配置0.37mol/L的硝酸鈷溶液，再配制氫氧化鉀-碳酸鈉的混合溶液，所述混合溶液中氫氧化鉀的濃度為5.53mol/L的溶液，碳酸鈉的濃度為0.25mol/L ；
[0120](2)在反應(yīng)釜中加入反應(yīng)底水，蓋過其上漿葉5cm，然后將(I)配制的氫氧化鈉-碳酸鈉混合溶液和硝酸鈷溶液以底部加料的方式分別以35?50L/h和64L/h的流量加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行沉淀反應(yīng)，設(shè)置反應(yīng)的溫度為55?70°C，反應(yīng)溶液的pH值為11.10?11.50，反應(yīng)溶液的攪拌速度為175轉(zhuǎn)每分鐘，反應(yīng)結(jié)束并進(jìn)行離心后得到氫氧化鈷沉淀；
[0121](3)將(2)所得氫氧化鈷沉淀在70°C下漿化處理0.5小時，隨后進(jìn)行微孔過濾分離得到固體，所述固體經(jīng)40°C的純水洗滌4次后，在150°C下干燥至衡重，隨后經(jīng)氣流破碎得到氫氧化鈷粉體；
[0122](4)將(3)所得氫氧化鈷粉體置于氫還原爐中，通入氫氣，設(shè)置氣體流量為15m3/h，于340°C下還原20小時，得到鈷粉，其中，氫氧化鈷粉體的裝舟量為0.35?0.7kg/舟(0.5倍的裝舟量)，推舟時間為15分鐘；
[0123](5)將(4)所得鈷粉進(jìn)行氣流破碎后(破碎采用的頻率為10HZ)，得到半微米鈷粉，所述半微米鈷粉的費(fèi)氏粒度為0.48 um, D50粒徑為4.15 ym，含氧量為1.15%，含鈉量為79ppm,含I丐量為 30ppm。
[0124]實(shí)施例3
[0125]一種半微米鈷粉的制備方法，包括以下步驟:
[0126](I)配置0.62mol/L的乙酸鈷溶液，5.48mol/L的氫氧化鈉溶液；
[0127](2)在反應(yīng)釜中加入反應(yīng)底水，蓋過其上漿葉15cm，然后將(I)配制的氫氧化鈉溶液和乙酸鈷溶液以底部加料的方式分別以30?40L/h和73L/h的流量加入到反應(yīng)釜中，并同時向反應(yīng)液中以3?8m3/h的氣體流量鼓入空氣，進(jìn)行沉淀反應(yīng)，設(shè)置反應(yīng)的溫度為64°C，反應(yīng)溶液的pH值為11.10?11.50，反應(yīng)溶液的攪拌速度為125轉(zhuǎn)每分鐘，反應(yīng)結(jié)束并進(jìn)行離心后得到氫氧化鈷沉淀；
[0128](3)將(2)所得氫氧化鈷沉淀在50°C下漿化處理3小時，隨后進(jìn)行離心分離得到固體，所述固體經(jīng)50°C的純水洗滌3次后，在100°C下干燥至衡重，隨后經(jīng)機(jī)械破碎得到氫氧化鈷粉體；
[0129](4)將(3)所得氫氧化鈷粉體置于氫還原爐中，通入氫氣，設(shè)置氣體流量為5m3/h，于370°C下還原10小時，得到鈷粉，其中，氫氧化鈷粉體的裝舟量為2?2.5kg/舟(0.5倍的裝舟量)，推舟時間為40分鐘；
[0130](5)將(4)所得鈷粉進(jìn)行氣流破碎后(破碎采用的頻率為50HZ)，得到半微米鈷粉，所述半微米鈷粉的費(fèi)氏粒度為0.54 um, D50粒徑為4.04 y m，含氧量為1.15%，含鈉量為65.92ppm,含f丐量為 76.54ppm。
[0131]實(shí)施例4
[0132]一種半微米鈷粉的制備方法，包括以下步驟:
[0133](I)配置0.29mol/L的硫酸鈷溶液，5.48mol/L的氫氧化鈉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%(wt)的氨水；
[0134](2)在反應(yīng)釜中加入反應(yīng)底水，蓋過其上漿葉30cm，然后將(I)配制的氫氧鈉溶液、硫酸鈷溶液和氨水以底部加料的方式分別以30?40L/h、74L/h和3L/h的流量加入到反應(yīng)釜中，進(jìn)行沉淀反應(yīng)，設(shè)置反應(yīng)的溫度為50?55°C，反應(yīng)溶液的pH值為11.10?
11.40,反應(yīng)溶液的攪拌速度為100轉(zhuǎn)每分鐘,反應(yīng)結(jié)束并進(jìn)行離心后得到氫氧化鈷沉淀；
[0135](3)將(2)所得氫氧化鈷沉淀在50°C下漿化處理3小時，隨后進(jìn)行離心分離得到固體，所述固體經(jīng)50°C的純水洗滌6次后，在120°C下干燥至衡重，隨后經(jīng)機(jī)械破碎(破碎采用的頻率為70HZ)得到氫氧化鈷粉體；
[0136](4 )將(3 )所得氫氧化鈷粉體置于氫還原爐中，通入氫氣，設(shè)置氣體流量為8m3/h，于370°C下還原16.5小時，得到鈷粉，其中，氫氧化鈷粉體的裝舟量為2?2.5kg/舟(0.5倍的裝舟量)，推舟時間為40分鐘；
[0137](5)將(4)所得鈷粉進(jìn)行氣流破碎后(破碎采用的頻率為27HZ)，得到半微米鈷粉，所述半微米鈷粉的費(fèi)氏粒度為0.62 u m, D50粒徑為4.36 u m，含氧量為0.90%，含鈉量為31.20ppm,含I丐量為 48.20ppm。[0138]為充分說明本發(fā)明的有益效果，還提供了本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的中間產(chǎn)物氫氧化鈷粉體的物化指標(biāo)，包括費(fèi)氏粒度、D50粒徑、松裝密度、振實(shí)密度和雜質(zhì)含量，參見表I:
【權(quán)利要求】
1.一種半微米鈷粉，其特征在于，所述半微米鈷粉的形貌為球形或類球形，費(fèi)氏粒度為0.5 ~0.8 μ m。
2.一種半微米鈷粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)配制鈷鹽溶液和沉淀劑溶液，所述鈷鹽溶液中鈷離子的濃度為0.37~0.62mol/L,所述沉淀劑溶液的濃度為所述鈷鹽溶液中鈷離子的濃度的8~15倍，所述沉淀劑為堿金屬氫氧化物； (2)將步驟(1)配制的鈷鹽溶液和沉淀劑溶液以底部加料的方式加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行沉淀反應(yīng)，得到含氫氧化鈷沉淀的溶液，其中，所述鈷鹽溶液加入的速度為64~74L/h，所述沉淀劑溶液加入的速度為所述鈷鹽溶液加入速度的1.3~3倍； (3)將步驟(2)所得含氫氧化鈷沉淀的溶液離心分離后得到氫氧化鈷沉淀，再將所得氫氧化鈷沉淀在40~70°C下漿化處理0.5~4小時，隨后進(jìn)行洗滌、干燥、破碎，得到氫氧化鈷粉體，所述氫氧化鈷粉體的形貌為粒狀或棒狀，費(fèi)氏粒度為0.33~0.58 μ m ; (4)、將步驟(3)所得的氫氧化鈷粉體置于還原爐中，通入還原性氣體，于340~370°C下還原12~20小時,得到鈷粉； (5)、將步驟(4)所得鈷粉進(jìn)行氣流破碎，得到半微米鈷粉，所述半微米鈷粉的形貌為球形或類球形，費(fèi)氏粒度為0.5~0.8 μ m。
3.如權(quán)利要求2所述的半微米鈷粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述鈷鹽為氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷或乙酸鈷。
4.如權(quán)利要求2所述的半微米鈷粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述沉淀反應(yīng)的反應(yīng)溫度為44~70°C，反應(yīng)溶液的pH值為11.0~11.6，反應(yīng)溶液的攪拌速度為100~175轉(zhuǎn)每分鐘。
5.如權(quán)利要求2所述的半微米鈷粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述沉淀反應(yīng)的過程中，采用3~8m3/h的氣體流量向反應(yīng)液中鼓入空氣。
6.如權(quán)利要求2所述的半微米鈷粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述沉淀反應(yīng)的過程中，采用I~10L/h的流速向反應(yīng)液中加入濃度為10%~20%氨水。
7.如權(quán)利要求2所述的半微米鈷粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述洗滌處理的方式為采用40~70°C的純水將所述漿化后的氫氧化鈷沉淀洗滌3~6次。
8.如權(quán)利要求2所述的半微米鈷粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，在氫還原過程中，所述還原性氣體的氣體流量為5~15m3/h，所述氫氧化鈷前驅(qū)體的裝舟量為舟體積的0.5~0.85倍，推舟時間為15~40分鐘。
9.一種氫氧化鈷粉體，其特征在于，所述氫氧化鈷粉體的形貌為粒狀或棒狀，費(fèi)氏粒度為 0.33 ~0.58 μ m。
10.一種氫氧化鈷粉體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)配制鈷鹽溶液和沉淀劑溶液，所述鈷鹽溶液中鈷離子的濃度為0.37~0.62mol/L,所述沉淀劑溶液的濃度為所述鈷鹽溶液中鈷離子的濃度的8~15倍，所述沉淀劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀； (2)將步驟(1)配制的鈷鹽溶液和沉淀劑溶液以底部加料的方式加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行沉淀反應(yīng)，得到含氫氧化鈷沉淀的溶液，其中，所述鈷鹽溶液加入的速度為64~74L/h，所述沉淀劑溶液加入的速度為所述鈷鹽溶液加入速度的1.3~3倍；(3)將步驟(2)所得含氫氧化鈷沉淀的溶液離心分離后得到氫氧化鈷沉淀，再將所得氫氧化鈷沉淀在40~70° C下漿化處理0.5~4小時，隨后進(jìn)行洗滌、干燥、破碎，得到氫氧化鈷粉體，所述氫氧化鈷粉體的形貌為粒狀或棒狀，費(fèi)氏粒度為0.33~0.58 μ mo
【文檔編號】B22F1/00GK103624251SQ201310638363
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】郭苗苗, 樂緒清, 王文平 申請人:深圳市格林美高新技術(shù)股份有限公司, 荊門市格林美新材料有限公司