[发明专利]硝酸钴溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硝酸钴溶液的一种制备方法。

背景技术

硝酸钴溶液是制备硝酸钴试剂、氧化钴的料液。硝酸钴广泛用于颜料、陶瓷、催化剂d3领域。氧化钴广泛用于玻璃、陶瓷、磁性材料、催化剂、电池、颜料、半导体、家畜营养剂等领域。目前硝酸钴溶液主要通过硝酸溶解金属钴而制得。该方法不仅硝酸消耗量大，而且产生大量氮氧化物污染物，后续污染治理难度大，费用高。开发硝酸消耗量低，基本无氮氧化物污染的硝酸钴溶液清洁制备技术具有很高的实用价值。

发明内容

针对目前硝酸钴溶液制备的问题，本发明的目的是寻找一种硝酸消耗量低，基本无氮氧化物污染的硝酸钴溶液清洁制备技术，其特征在于将金属钴放入耐压和耐硝酸腐蚀的容器中，并将硝酸加入该容器，然后密封容器，通入工业纯氧进行金属钴的溶解反应，反应结束后进行液固分离，得到所需硝酸钴溶液。反应温度为20～100℃，反应压力为0.05～0.5MPa，反应的硝酸浓度为1～14mol/L，钴按化学反应方程式计算所需量过量加入，反应时间为1～10小时，反应过程可以搅拌，也可以不搅拌。

本发明的目的是这样实现的：在加压工业氧存在的条件下，硝酸溶解金属钴的过程发生如下反应；

Co+4HNO₃＝Co(NO₃)₂+2NO₂+2H₂O

3Co+8HNO₃＝3Co(NO₃)₂+2NO+4H₂O

2NO+O₂＝2NO₂

3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO

总反应为：

2Co+4HNO₃+O₂＝2Co(NO₃)₂+2H₂O

经过上述一系列反应，最终提高了硝酸的利用率，基本避免了氮氧化物污染物的产生，实现了工艺的清洁化。钴过量既可以避免高价钴的生成，又可以将最终溶液的游离酸难度降到最低，减少硝酸的耗量，降低后续溶液处理的难度。

相对于现有方法，本发明的突出优点是可降低硝酸耗量50％以上，基本避免了污染物氮氧化物的产生，从而不需要氮氧化物的污染治理，省去了污染治理费用，具有明显的经济效益和环境效益。

具体实施方法

实施例1：将5kg金属钴屑加入容积为10L的不锈钢高压釜中，加入12mol/L的硝酸9L，通入0.2MPa的工业纯氧，在40～50℃下不搅拌反应6小时，反应结束后进行液固分离，得到8.8L硝酸钴溶液，溶液的Ph值为3.5，反应尾气3L(折合成绝对压力0.1MPa时的体积)，氮氧化物浓度为6.5mg/m³。

实施例2：将500kg金属钴屑加入容积为1m³的不锈钢高压釜中，加入13mol/L的硝酸950L，通入0.1MPa的工业纯氧，在30～50℃下搅拌反应4小时，反应结束后进行液固分离，得到930L硝酸钴溶液，溶液的Ph值为3.8，反应尾气100L(折合成绝对压力0.1MPa时的体积)，氮氧化物浓度为5.9mg/m³。