[发明专利]一种四氧化三钴生产过程中循环利用碳酸氢铵的新工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工原料制备领域中的资源综合利用技术，具体为一种用于在利用碳酸钴作为原料制备四氧化三钴生产中的四氧化三钴生产过程中循环利用碳酸氢铵的新工艺。

背景技术

四氧化三钴粉末用途十分广泛，其用途包括压敏电阻、气体传感器敏感元件、磁性材料、超级电容器、催化剂、光学材料、锂离子电池正极材料等。

四氧化三钴的制备方法很多，其中湿法沉淀-固相热解法中的用碳酸氢铵沉淀氯化钴溶液制备碳酸钴前驱体进而煅烧制备四氧化三钴的生产工艺，由于该法具有反应条件温和、工艺简单、产物组成均匀而且纯度高等特点，是当前及其今后一段时期的主要生产方法之一。

现有碳酸钴-四氧化三钴工艺技术如下：

合成过程反应方程式

2CoCl₂+5NH₄HCO₃ = 2CoCO₃↓+4NH₄Cl(L)+3CO₂+3H₂O+NH₃

                                                   --------------------①

废水浓缩、蒸发、结晶过程反应方程式

NH₄Cl(L) = NH₄Cl(S)↓                           -------------------②

煅烧过程反应方程式

3CoCO₃+ 1/2 O₂ = Co₃O₄ + 3CO₂↑                  -------------------③

从反应式①可以看出，在合成过程中要不断添加新碳酸氢铵，并且产生大量的氯化铵废水；废水需要经过反应式②的浓缩、蒸发、结晶生产固体氯化铵产品后达标排放；反应式③碳酸钴煅烧过程产生大量的二氧化碳温室气体排放入大气中。

上述工艺路线存在的缺点有： 

1、合成过程中需要不断添加新碳酸氢铵；

2、碳酸钴煅烧过程产生大量的二氧化碳温室气体排放入大气中；

3、氨氮资源没有得到最经济、合理的利用；

4、需要溶解固体碳酸氢铵工序。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种四氧化三钴生产过程中循环利用碳酸氢铵的新工艺，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种四氧化三钴生产过程中循环利用碳酸氢铵的新工艺，利用处理含氨氮废水产生的稀氨水去吸收碳酸钴煅烧四氧化三钴过程中产生的二氧化碳气体来合成碳酸氢铵溶液，并将此碳酸氢铵溶液再循环使用到碳酸钴合成过程中。其工艺技术中的合成过程反应方程式如下：

2CoCl₂+5NH₄HCO₃ = 2CoCO₃↓+4NH₄Cl(L)+3CO₂↑+3H₂O+NH₃↑        --------①

煅烧过程反应方程式

3CoCO₃+ 1/2 O₂ = Co₃O₄ + 3CO₂↑                             -------------------②

废水处理反应方程式

CaO+H₂O=Ca(OH)₂                                            ----------------③

NH₄Cl(L) + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + NH₃↑+ H₂O                     -------------------④