一種低氧超細鈷粉的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鈷粉制備，具體涉及一種低氧超細鈷粉的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈷粉是一種重要的工業(yè)原料，尤其是制備合金和制備電池正極方面有著極為廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有制備鈷粉的方法有濕法沉淀一鍛燒法、溶液霧化一焙燒法等，但是現(xiàn)有技術(shù)難以控制鈷粉的粒徑生長、得到的鈷粉粒徑不均一、還原后的鈷粉容易被氧化，導致含氧量較聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有工藝的上述問題，提供一種低氧超細鈷粉的合成方法。本方法制得顆粒的過程是成核和生長分步合成，此方法可以控制鈷粉的粒徑和密度，得到的低氧含量鈷粉，方便保存。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所提供的方案為:一種低氧超細鈷粉的合成方法，包括以下步驟:
(1)將可溶性的鈷鹽與碳酸氫銨或堿，在室溫下按一定比例對加鈷鹽和堿液，控制反應(yīng)PH值6?7 ;
(2)然后先停鈷鹽，繼續(xù)加碳酸氫銨調(diào)PH值至7.1以上，并緩慢加熱到45?60°C，陳化反應(yīng)，形成鈷前驅(qū)體；
(3)鈷前驅(qū)體按一定條件氫還原，還原鈷粉在保護氣氛狀態(tài)下冷卻鈍化和粉碎、混料、篩分、包裝，形成低氧超細鈷粉。
[0005]本發(fā)明所述低氧超細鈷粉的合成方法，優(yōu)選地，包括以下步驟:
(1)60?120g/l的氯化鈷溶液和100?300g/l的碳酸氫銨溶液按氯化鈷溶液流量60?200L/h，碳酸氫銨流量90?350L/h加入反應(yīng)釜內(nèi)，通過調(diào)節(jié)碳酸氫銨流量控制反應(yīng)PH值在6.7?6.8 ;
(2)控制反應(yīng)溫度10?40°C，攪拌轉(zhuǎn)速150?300r/min，反應(yīng)I?3h后，停止氯化鈷加料，調(diào)小碳酸氫銨至10?60L/h繼續(xù)反應(yīng)，同時緩慢升溫至50?55°C，待PH值達到7.2?7.3停止碳酸氫銨加入，合成得到前驅(qū)體；
(3)將合成的前驅(qū)體洗滌、干燥、破碎，250?350°C溫度下氫還原10?25小時，鈷粉在氮氣或二氧化碳、或石蠟蒸汽狀態(tài)下冷卻、破碎、混料、篩分、包裝。
[0006]另一優(yōu)選方案，步驟(I)氯化鈷溶液濃度為110g/l，碳酸氫銨溶液濃度為250g/l，按氯化鈷溶液流量60L/h,碳酸氫銨流量90L/h加入反應(yīng)爸內(nèi)，通過調(diào)節(jié)碳酸氫銨流量控制反應(yīng)PH值在6.5。
[0007]另一優(yōu)選方案，步驟(2)反應(yīng)溫度25°C，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)200r/min，加料反應(yīng)2h后，停止氯化鈷加料，調(diào)小碳酸氫銨至20L/h繼續(xù)反應(yīng)，同時緩慢升溫至50°C，待PH值達到7.2后停止碳酸氫銨加入，得到鈷前驅(qū)體。
[0008]另一優(yōu)選方案，步驟(3)氫還原為300°C下還原20h。
[0009]另一優(yōu)選方案，步驟(I)氯化鈷溶液濃度為80g/l，碳酸氫銨溶液濃度為150g/l，按氯化鈷溶液流量200L/h，碳酸氫銨流量320L/h加入反應(yīng)釜內(nèi)，通過調(diào)節(jié)碳酸氫銨流量控制反應(yīng)PH值在6.8。
[0010]另一優(yōu)選方案，步驟(2)反應(yīng)溫度10°C，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)300r/min，加料反應(yīng)6h后，停止氯化鈷加料，調(diào)小碳酸氫銨至50L/h繼續(xù)反應(yīng)，同時緩慢升溫至50°C，待PH值達到7.3后停止碳酸氫銨加入，得到鈷前驅(qū)體。
[0011]另一優(yōu)選方案，步驟(3)氫還原為350°C下還原10h。
[0012]本方法制得顆粒的過程是成核和生長分步合成，此方法可以控制鈷粉的粒徑和密度，得到的低氧含量鈷粉，方便保存。鈷粉粒徑主要由前驅(qū)體粒徑來控制，前驅(qū)體粒徑通過反應(yīng)PH值和反應(yīng)溫度條件來實現(xiàn)粒徑的生長速度，采用在線PH值和溫度檢測、粒徑檢測等手段來實現(xiàn)前驅(qū)體的控制。
[0013]通過低氧操作，主要在還原過程中鈷粉在氮氣狀態(tài)下冷卻，鈷粉在氮氣或二氧化碳、或石蠟蒸汽等狀態(tài)下冷卻、破碎、混料、篩分、包裝，整個操作都隔絕空氣，有效降低了氧含量，且解決了超細鈷粉生產(chǎn)過程中存在的著火現(xiàn)象，成品率達到100%。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例1產(chǎn)品形貌圖；
圖2為實施例2產(chǎn)品形貌圖；
圖3為實施例3產(chǎn)品形貌圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更具體的說明，以助于進一步理解本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于這些實施例。
[0016]實施例1
110g/l的氯化鈷溶液和250g/l的碳酸氫銨溶液按氯化鈷溶液流量60L/h，碳酸氫銨流量90L/h加入反應(yīng)釜內(nèi)，通過調(diào)節(jié)碳酸氫銨流量控制反應(yīng)PH值在6.5反應(yīng)溫度25°C，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)200r/min，加料反應(yīng)2h后，停止氯化鈷加料，調(diào)小碳酸氫銨至20L/h繼續(xù)反應(yīng)，同時緩慢升溫至50°C，待PH值達到7.1后停止碳酸氫銨加入。合成的前驅(qū)體洗滌、干燥、破碎(100?200°C干燥，氣流粉碎)，300°C *20h氫還原，氮氣下冷卻，、破碎、混料、篩分、包裝。所得鈷粉具體指標如下=Fsss粒徑0.5um、氧含量0.38%，平均粒徑3.92um。圖1為實施例1產(chǎn)品形貌圖，形貌呈單分散、密實的類球形。
[0017]實施例2:
80g/l的氯化鈷溶液和1501/h的碳酸氫銨溶液按氯化鈷溶液流量200L/h，碳酸氫銨流量約320L/h加入反應(yīng)釜內(nèi)，通過調(diào)節(jié)碳酸氫銨流量控制反應(yīng)PH值在6.8反應(yīng)溫度10°C，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)300r/min，加料反應(yīng)6h后，停止氯化鈷加料，調(diào)小碳酸氫銨至501/h繼續(xù)反應(yīng)，同時緩慢升溫至55°C，待PH值達到7.3后停止碳酸氫銨加入。合成的前驅(qū)體洗滌、干燥、破碎(100?200°C干燥，氣流粉碎)，350°C *10h氫還原，將還原得到的鈷粉在二氧化碳下冷卻、破碎、混料、篩分、包裝。
[0018]所得鈷粉具體指標如下:Fsss粒徑0.4 um,氧含量0.4%,平均粒徑3.81um。圖2為實施例2產(chǎn)品形貌圖。形貌呈單分散、密實的類球形。
[0019]實施例3
低氧超細鈷粉的合成方法，步驟如下:
(1)60g/l的氯化鈷溶液和100g/l的碳酸氫銨溶液按氯化鈷溶液流量200L/h，碳酸氫銨流量350L/h加入反應(yīng)釜內(nèi)，通過調(diào)節(jié)碳酸氫銨流量控制反應(yīng)PH值在6.7?6.8 ;
(2)控制反應(yīng)溫度40°C，攪拌轉(zhuǎn)速150r