[发明专利]用作二次电池催化剂的氧化亚钴的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化亚钴的制备方法，特别涉及一种采用锂钴纸 制备镍氢、镍铬二次电池催化剂的氧化亚钴的制备方法。

背景技术

目前国内外的生产厂家大多直接使用金属钴或者半成品钴盐来 生产镍氢、镍铬二次电池催化剂——氧化亚钴(CoO)，然而目前金 属钴价格高昂，市场价位直逼100万/吨，而在2004年钴价仅为30 万/吨，因此，使用金属钴或者钴盐来生产的氧化亚钴价格高昂，且 四种重金属离子(Cd、Cr⁶⁺、Hg、Pb)含量无法达到欧盟RoHS指令的 要求，电池厂家无法接受此类不合标准的产品。氧化亚钴生产厂家必 须研发新的工艺，采用别的钴原料来解决亚钴价格太高的问题；目前 国内钴原料主要分为钴矿、钴合金和锂钴纸。钴矿盛产于非洲刚果、 赞比亚等国家，这个区域出产的矿石品质较好，通常矿石中钴含量 5-18％左右，中国出产的钴矿品位太低，通常矿石中钴含量仅有0.5-1％ 左右，这一品位的矿石对于大多数的中小型生产企业无开发价值，然 而由于非洲国家政局的动荡不稳，相应的原矿出口政策也朝令夕改， 自06年10月份开始，最大的出产国刚果(金)出台了禁止原矿石出 口的法令，这条法令一出，直接导致了全球钴价的飞速上扬，且原先 依赖钴矿的生产厂家也陷入了原料供应不足的困境；钴合金通常为硬 质合金、白合金等一些含钴金属废料，在浸出钴的时候通常会产生较 大的污染，容易给环境和操作员工带来威胁，后期处理也相对困难， 目前使用钴合金的生产企业较少；锂钴纸通常是由电池厂家产生的报 废料或者边角料及拆料，这种原料目前来源稳定且价格低廉，缺点是 杂质含量高且多，但是钴含量通常却高达40％左右，早期锂钴纸通常 是用来生产工业氧化钴的，采用锂钴纸生产氧化亚钴的基础就是湿法 冶炼技术，湿法冶炼的缺陷就是前道工艺污染较大，浸出工艺中使用 的硫酸溶解，用二氧化硫作为辅剂，这个工序会有部分二氧化硫溢出 产生环境污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种采用锂钴纸为原料生产 氧化亚钴的制备方法，用这种制备方法生产氧化亚钴，大大降低生产 成本，且不会对环境造成污染。

为了解决上述技术问题，本发明采用的制备方法，依次包括以下 步骤：

(A)原料：提供一种锂钴纸；

(B)碱溶：将锂钴纸投入强碱溶液中，投入量：锂钴纸与强碱重量比 例为1∶0.5～5，反应至锂钴纸中铝含量少于5％，漂洗去铝箔制得钴 渣；

(C)酸解：钴渣中加入硫酸，加入量：钴渣与硫酸重量比例为1∶0.5～ 6，酸解成硫酸钴溶液，加入中和剂，控制PH值至1～6；

(D)净化：硫酸钴溶液中先加入氯化钠，压滤除去杂质，加热搅拌后 加入氟化钠，再压滤除去杂质；

(E)萃取：将净化后的硫酸钴溶液多级萃取，提纯后制得硝酸钴溶液；

(F)沉淀：将硝酸钴溶液加热均匀搅拌，投入小苏打溶液，投入量： 硝酸钴与小苏打重量比例为1∶0.4～4，反应沉淀后得碳酸钴；

(G)焙烧：碳酸钴经脱水、烘干后，在350～700℃温度下、惰性或微 还原气氛中焙烧，制得氧化亚钴。

其中步聚(E)中净化后的硫酸钴溶液先用P204萃取剂多级萃取， 再用P507萃取剂多级萃取。

其中步骤(D)中加热温度为70～80℃

其中步骤(B)中的反应时间为5～8小时。

其中步骤(B)中强碱溶液的浓度为20％。

其中步骤(C)中的硫酸浓度为6摩尔/升。

其中步骤(C)中酸解是在50～100℃温度范围内进行的。

其中步骤(C)中的中和剂为浓度为6～7％的纯碱溶液，中和反 应是在70～80℃温度范围内进行的。

其中步骤(F)中沉淀反应是在70～100℃温度范围内进行的。

其中步骤(G)中焙烧时间为3～10小时。