[发明专利]一种电池级硫酸钴及其生产工艺方法与电池

说明书

本发明涉及一种电池级硫酸钴及其生产工艺方法与电池。所述电池级硫酸钴的生产工艺方法包括如下步骤：混合含钴原料、还原剂和溶剂，进行还原浸出反应，得到还原浸出液；混合除铜剂与还原浸出液，得到除铜液；混合除铝剂与除铜液，得到除铝液；对所得除铝液进行树脂除镍，得到除镍液；对所得除镍液进行树脂提钴并蒸发结晶，得到所述电池级硫酸钴。本发明针对原料中铁、钙、镁、铜、锰和锌等杂质高的特点，通过树脂吸附法分离镍和树脂吸附法分离富集钴，得到了纯净硫酸钴，避免了净化除杂质的过程，大大简化了流程，且无新杂质元素的引入。

技术领域

本发明属于电池级硫酸钴制造技术领域，涉及一种电池级硫酸钴的生产工艺方法，尤其涉及一种电池级硫酸钴及其生产工艺方法与电池。

背景技术

三元锂电池正极材料所需电池级硫酸钴多采用红土镍矿湿法冶炼中间产品氢氧化镍钴或回用粗氢氧化钴作为生产原料，这些原料多含有Ni、Fe、Mg、Al、Cr、Mn、Cu、Ca、Si、Pb、Zn、As、Cd等杂质元素。目前多采用的生产工艺方法是硫酸还原浸出-溶液萃取净化除杂-萃取分离富集钴-蒸发结晶。

CN 108517403A公开了一种金属钴制电池级硫酸钴的方法，具体包括以下步骤：步骤一、优溶除杂；步骤二、还原浸出；步骤三、氧化沉淀法除铁、砷、锰；步骤四、氟化法除钙、镁；步骤五、P204萃取脱杂；步骤六、P507分离镍钴和步骤七、硫酸钴结晶，该金属钴制电池级硫酸钴的方法，钴的浸出率达98％以上，通过热稀酸优溶粗氢氧化钴，有效降低了浸出液中杂质金属的含量，缩短和简化了制备高纯硫酸钴的工艺流程，同时降低了化学沉淀法除杂过程中钴的损失，能有效去除粗氢氧化钴浸出液中的各种杂质，钴的回收率大于95％，工艺简单易行、成本低、产品质量稳定，达到了制备锂钴氧化合物用电池级硫酸钴的质量标准。

CN 112758987A公开了一种电池级硫酸钴溶液的制备工艺，通过P507钴皂对含有钙杂质的硫酸钴原料溶液精制，包括以下步骤：步骤一、将P507萃取剂与稀释剂混合获得有机相，并与液碱混合皂化，控制皂化率为10～30％，再将皂化后的有机相与钴皂前液混合皂化获得P507钴皂；步骤二、将P507钴皂与含有钙杂质的硫酸钴原料溶液混合，于常温下逆流萃取，得到萃余液，即电池级硫酸钴溶液。该发明通过对精制后钙含量仍不满足杂质要求的硫酸钴原料溶液进行钙杂质去除，获得钙含量低于0.001g/L的电池级硫酸钴溶液，并通过控制皂化率，在除去钙杂质的同时减小钴的回收率，工艺简单、流程短，且不会引入其他杂质，具有良好的经济价值。

由于采用了萃取分离除杂和萃取富集溶液中的钴，得到的硫酸钴溶液油分超标，且实际生产中往往因杂质深度难以达到电池级指标要求，又增加了深度精萃除杂工序，整个生产工艺流程冗长且除油成本压力较大，给市场竞争力造成较大影响。

CN 216537015U公开了一种电池级硫酸钴加工除油用的自动分离装置，涉及硫酸钴加工领域，包括净化箱，所述净化箱内壁的顶端安装有电磁滑轨，且电磁滑轨的下方安装有伸缩杆，所述伸缩杆的输出端设置有固定组件，所述净化箱内壁的底端设置有反应池，且净化箱内壁底端位于反应池的一侧设置有收集池，所述收集池的顶部固定有按压板，且按压板的底部安装有电机，所述电机的输出端安装有丝杆。该实用新型达到了便于对吸油纸吸附的油进行分离的目的，通过将吸油纸附着在按压板的上方，然后启动电机从而带动移动架在按压板上方往复运动，从而使得滚轮挤压吸油纸，将吸油纸内的油分离出来，达到了便于分离的目的，减少资源的浪费。

针对目前因原料杂质元素种类多、含量高，而导致的生产工艺流程长、净化成本高的特点，如何突破现有工艺技术瓶颈难题，寻求一种更高效、简洁的短流程生产电池级硫酸钴的工艺已成为当务之急。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电池级硫酸钴及其生产工艺方法与电池，针对原料中铁、钙、镁、铜、锰和锌等杂质高的特点，采用了树脂吸附法分离镍、树脂吸附法分离富集钴的技术方案，得到了纯净的硫酸钴溶液，从而避免了溶液净化除铁或除钙镁锰等杂质的工艺过程，是一种高效短流程、低成本的工艺方法。