[发明专利]一种连续化制备大粒径β-型硫化钴晶体的制备方法

权利要求书

1.一种连续化制备大粒径β-型硫化钴晶体的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

步骤1、球磨：水钴矿经过两次破碎后送至球磨机，球磨机出料至分级器，分级溢流粗砂返回球磨机，构成闭路循环，粒度为50-200目的分级溢流矿浆进矿浆池，利用固液分离器，将上清液返回磨矿或配矿浆，将浓度为35％～75％的矿浆用脉动泵输送到浸出车间；

步骤2、浸出：球磨矿浆在浸出槽中与硫酸混合，并通入还原剂搅拌进行还原浸出，浸出时控制一定浸出温度，浸出液固的重量比为2～5：1，浸出反应时间1-4h，浸出终点pH为0.5～2.5，浸出矿浆进入化学除杂工序；水钴矿浸出主要反应式如下：

Co₂O₃+SO₂+H₂SO₄＝2CoSO₄+H₂O；

Co(OH)₂+H₂SO₄＝CoSO₄+2H₂O；

CoSiO₃·2H₂O+H₂SO₄＝CoSO₄+SiO₂+3H₂O；

Cu₂(OH)₂CO₃+2H₂SO₄＝2CuSO₄+3H₂O+CO₂；

CuSiO₃·2H₂O+H₂SO₄＝CuSO₄+SiO₂+3H₂O；

NiCO₃+H₂SO₄＝NiSO₄+H₂O+CO₂；

NiSiO₃·2H₂O+H₂SO₄＝NiSO₄+SiO₂+3H₂O；

ZnCO₃+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂O+CO₂；

CaCO₃+H₂SO₄＝CaSO₄+H₂O+CO₂；

MgCO₃+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O+CO₂；

2Al(OH)₃+3H₂SO₄＝Al₂(SO₄)₃+6H₂O；

步骤3、除杂：水钴矿浸出矿浆经过浓密沉降后，上清液先用氧化剂氧化处理，再用中和剂调节pH值2-4除去矿浆中的铁铝元素；

步骤4、脱铜萃取：浸出液经过氧化除铁铝后进入铜萃取车间，有机相组成为Lix984N萃取剂20％与260#溶剂油80％，有机相不需皂化；

萃取过程主要反应式如下：

萃取反应式：CuSO₄+2HR＝CuR₂+H₂SO₄；

反萃反应式：CuR₂+H₂SO₄＝CuSO₄+2HR；

步骤5、硫化沉钴：经过除杂后得到净化液，净化液经过脱铜萃取后得到铜萃余液3-50g/L硫酸钴溶液，pH为0.5-3.0；并向硫酸钴溶液中加入络合剂，配置络合剂溶液浓度0.01-0.05g/L；按硫化碱60％计算配制150-350g/L硫化钠溶液；以硫化钠溶液为底液，将硫化钠溶液、络合剂溶液和硫酸钴溶液一起流入反应槽中，并流过程中迅速将pH值控制在2-4.5，温度控制在25-60℃，搅拌速度在80-150rpm，反应一段时间后，打开溢流阀，开始连续化生产；

硫化沉钴的主要反应式如下：

Co²⁺+EDTA＝[Co-EDTA]²⁺；

[Co-EDTA]²⁺+S^2-＝CoS↓+EDTA；

步骤6、陈化：将反应槽中的硫化钴浆料接入陈化反应槽，继续陈化3-5H，搅拌速度60-90rpm，将浆料中的硫酸钴溶液和硫化钠溶液进一步反应完全；陈化主要反应式如下：

Co²⁺+EDTA＝[Co-EDTA]²⁺；

[Co-EDTA]²⁺+S^2-＝CoS↓+EDTA；

步骤7、固液分离：将陈化后的浆料通过脉动泵打入到固液分离器中，进行固液分离，上清液通过溢流口返回到浸出工序，矿浆通过脉动泵打入洗涤工序；

步骤8、洗涤：底部矿浆进入到洗涤工序后，加入50-60℃的热水进行洗涤2-3次，得到硫化钴晶体；

步骤9、低温烘干：将洗涤后的硫化钴晶体送入低温烘干器中，控制窑内温度60-100℃左右，时间2-5H，最终得到干燥后的硫化钴产品。