一种降低电解钴脆性的方法
【专利摘要】本发明属于湿法冶金领域，具体为一种降低电解钴脆性的方法，包括如下步骤：1)将无水氯化钴溶解于缓冲体系中，制成pH为3.5?4.0的60～100g/L的氯化钴溶液；2)氯化钴溶液通过过滤、树脂吸附和萃取交换净化，去除杂质；3)监控溶液钴离子浓度＜60g/L时，加入一定量的无水氯化钴，溶解后循环混合均匀，以稳定氯化钴溶液体系中钴离子的浓度为60～100g/L；4)将得到的溶液放入电解槽中进行低温直流电解，制备电解钴；5)电解液动态循环。该方法电解制备得到的阴极钴产品致密度高，脆性不大，便于后续的剪切加工。降低电解钴的脆性，有利于提高电解钴产品的可利用率，并大大降低产品生产成本。
【专利说明】
一种降低电解钴脆性的方法
技术领域
[0001]本发明属于湿法冶金领域，涉及高纯钴的制备方法，具体涉及一种降低电解钴脆性的方法。
【背景技术】
[0002]电解钴是具有光泽的钢灰色金属，硬而脆。由于其特殊的性质，湿法冶金电解钴常常出现脆性大，阴极板破裂，产品钴板与钛种板不能完整剥离等现象，脆性引起切割过程中炸裂，造成电解钴产品可利用率只有50%等问题，使得电解钴产品浪费严重，增加生产成本。
[0003]周荣华、吕景文在提高始极片合格率的生产实践一文中，针对始极片质量中存在的长粒子、烂边角、厚薄不均、发脆等问题，进行了工艺改进，主要从电解液浓度、电解液温度和流量，以及调整和控制牛胶和干酪素添加剂的用量方面，调整工艺后的始极片合格率得到较大幅度的提高，但是此工艺的电解温度高于60°C，增加了电解液的挥发，造成生产现场环境恶劣，同时电解过程中添加剂的加入必须严格控制其含量，不利于人员操作，以及可能产生产品的质量波动造成质量不稳定。
[0004]马梅彦在专利为一种利用离子液体低温电沉积钴的方法中，采用烷基吡啶盐、烷基季膦盐等离子液体电解质，以直流电沉积方式，在电解温度为25?60°C，从而在阴极上生产出钴，该方法的温度相对低、能耗少，但却没有提及阴极钴板的脆性问题，同时，电解质中有机活性剂的加入，将会增加有机物污染电沉积钴板，增加极板上气泡或氢脆的风险。
[0005]因此，急需一种可降低电解钴脆性的方法，以提高产品的成品率。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种降低电解钴脆性的方法，该方法可维持溶液中主体Co离子浓度恒定，不需添加任何表面活性剂，即可得到高致密度、低脆性的电解钴，无需加热装置，能耗小，溶液挥发少，工作环境能大大改善，降低表面活性剂对产品形貌和氢脆影响的风险，能促进电解钴产品进行环境友好、低成本、高效率的批量化生产。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供一种降低电解钴脆性的方法，包括如下步骤:
[0008]I)配液:将无水氯化钴溶解于特殊缓冲体系中，制成钴离子浓度为60?100g/L的pH为3.5-4.0的氯化钴溶液；
[0009]2)净化除杂:氯化钴溶液通过过滤、树脂吸附和萃取交换净化，去除杂质；
[0010]3)等主体离子造液:监测溶液钴离子浓度，当钴离子浓度<60g/L时，加入一定量的无水氯化钴，溶解后循环混合均匀，以稳定氯化钴溶液体系中钴离子的浓度为60?10g/L，制成等主体离子电解液；
[0011]4)电解:将步骤3)中制成的电解液放入电解槽中进行低温直流电解，制备电解钴，电解过程中维持电解液不断循环；
[0012]5)电解液循环:将步骤4)的溶液返回步骤2)中，维持电解液动态循环。
[0013]优选地，步骤I)中所述特殊缓冲体系为醋酸-醋酸钠缓冲溶液或柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液。
[0014]优选地，步骤2)所述的净化除杂过程中使用的树脂是树脂201，301，D311，711的两种或两种以上组合以去除溶液中的金属杂质。
[0015]优选地，步骤4)中电解的温度为20°C_25°C。
[0016]进一步说明，本发明中所指金属杂质包括Fe、N1、Cu、Zn、Sb、Pb、Ag、Mn、Bi等。
[0017]进一步说明，所述的造液过程为通过监控净化前后氯化钴溶液中钴离子的浓度差，计算出所需钴的含量，通过补加无水氯化钴到现有电解液中，溶解完全后循环，稳定溶液中钴离子浓度，保证进入电解系统中钴离子的恒定。
[0018]本发明中将电解钴后溶液循环使用，可节省原料，降低生产成本。
[0019]本发明的有益效果为:
[0020]本发明提供的一种降低电解钴脆性的方法，不需添加任何表面活性剂，电解过程中不需加热，即可得到高致密度、低脆性的电解钴，制备的钴产品平整致密性高，电解钴的相对密度达99.20%以上，电解钴板剪切后可利用率大于99%。该方法能耗小，溶液挥发少，工作环境良好，能促进电解钴产品进行环境友好、低成本、高效率的工业化放大生产。
【附图说明】
[0021]图1为本发明提供的降低电解钴脆性的方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合图1进一步详细说明本发明的技术方案。
[0023]配液:将无水氯化钴溶解于特殊缓冲体系中制成pH为3.5-4.0的氯化钴溶液，其中特殊缓冲体系为醋酸-醋酸钠缓冲溶液或柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液；
[0024]净化除杂:氯化钴溶液通过过滤、树脂吸附和萃取交换净化，去除杂质，使用的树脂是树脂201，301，0311，711两种或两种以上组合去除溶液中的金属杂质，包括?6、祖、01、Zn、Sb、Pb、Ag、Mn、Bi 等;
[0025]等主体离子造液:监测溶液钴离子浓度，当钴离子浓度<60g/L时，加入一定量的无水氯化钴，溶解后循环混合均匀，以稳定氯化钴溶液体系中钴离子的浓度为60?100g/L，制成等主体离子电解液；
[0026]电解:制成的电解液放入电解槽中进行低温直流电解，制备电解钴，温度为20°C -25 °C，电解过程中维持电解液不断循环；
[0027]循环回收:将制成电解钴后的溶液返回净化步骤中，维持电解液动态循环。
[0028]实施例1
[0029]将无水氯化钴溶解于醋酸-醋酸钠缓冲溶液配制钴离子浓度为80g/L、
[0030]pH= 3.5的氯化钴溶液，溶液经过树脂201、D311净化除杂后，经分析氯化钴溶液中钴离子浓度< 60g/L，补充无水氯化钴到电解液中，溶解完全，使钴离子浓度恢复到80g/L的电解液进入电解槽中，在20°C温度条件下电解，所获电解钴板的相对密度为99.33%，电解后的溶液返回到净化步骤进行动态循环。
[0031]对电解钴板进行折叠弯曲试验，将试件放在模具上，用端部半径为1mm的冲头下压，试验弯曲180°，试样未见裂纹，说明采用本发明技术方案制备的电解钴板的脆性不大。
[0032]实施例2
[0033]将无水氯化钴溶解于柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液配制钴离子浓度为100g/L、pH=4.0的氯化钴溶液，溶液经过树脂301、D311、711净化除杂后，分析氯化钴溶液中钴离子浓度<60g/L，补充无水氯化钴到电解液中，溶解完全，钴离子浓度恢复到100g/L的电解液进入电解槽中，在25°C温度条件下电解，获得的电解钴板的相对密度为99.48 %，电解后的溶液返回到净化步骤进行动态循环。
[0034]将电解钴板进行折叠弯曲试验，将试件放在模具上，用端部半径为5mm的冲头下压，试验弯曲180°，试样未见裂纹，说明采用本发明技术方案制备的电解钴板的脆性不大。
[0035]从上述实施例可以看出，本发明提供的降低电解钴脆性的方法，不需添加任何表面活性剂，电解过程中不需加热，即可得到高致密度、低脆性的电解钴，制备的钴产品平整，致密性高，电解钴的相对密度达99.20%以上，电解钴板剪切后可利用率大于99%。
【主权项】
1.一种降低电解钴脆性的方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)配液:将无水氯化钴溶解于特殊缓冲体系中，制成钴离子浓度为60?100g/L的pH为3.5-4.0的氯化钴溶液； 2)净化除杂:氯化钴溶液通过过滤、树脂吸附和萃取交换净化，去除杂质； 3)等主体离子造液:监测溶液钴离子浓度，当钴离子浓度<60g/L时，加入一定量的无水氯化钴，溶解后循环混合均匀，以稳定氯化钴溶液体系中钴离子的浓度为60?100g/L，制成等主体离子电解液； 4)电解:将步骤3)中制成的电解液放入电解槽中进行低温直流电解，制备电解钴，电解过程中维持电解液不断循环； 5)电解液循环:将步骤4)的溶液返回步骤2)中，维持电解液动态循环。2.根据权利要求1所述的降低电解钴脆性的方法，其特征在于，步骤I)中所述特殊缓冲体系为醋酸-醋酸钠缓冲溶液或柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液。3.根据权利要求1所述的降低电解钴脆性的方法，其特征在于，步骤2)所述的净化除杂过程中使用的树脂是树脂201，301，D311，711的两种或两种以上组合以去除溶液中的金属杂质。4.根据权利要求1所述的降低电解钴脆性的方法，其特征在于，步骤4)中电解温度为20
【文档编号】C25C7/06GK105887137SQ201610473779
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】刘丹, 李轶轁, 滕海涛, 贺昕, 陈斐, 吴聪, 熊晓东, 王兴权
【申请人】有研亿金新材料有限公司