專利名稱：：一種以廢鈷酸鋰為原料的制備陶瓷氧化鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于資源循環(huán)利用及無機(jī)材料的制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種以廢鈷酸鋰為原料的制備陶瓷氧化鈷的方法。
背景技術(shù)：
：據(jù)報道，2008年全球鋰離子電池的產(chǎn)量約為30億只，且近年來產(chǎn)量以20%的年增長速度逐年劇增。鋰離子電池是消耗品，鋰離子電池平均壽命2-3年，手機(jī)電池還往往因手機(jī)的更新而廢棄，其使用壽命更短。至2011年底，2008年所生產(chǎn)的鋰離子電池將全部失效，若按電池平均質(zhì)量40克/個，則全球的廢鋰離子電池就有12萬噸以上。鋰離子電池正極片中的活性物質(zhì)約占整個電池質(zhì)量的25%，而鈷酸鋰材料占整個鋰離子電池正極材料市場的60%，那么到2011年僅廢舊鋰離子電池中的鈷酸鋰就有1.8萬噸，再加上電池廠家的廢鈷酸鋰邊角料，這些廢鈷酸鋰將是一座巨大的取之不盡的鈷礦。金屬鈷是稀少、價格較貴的金屬，沒有單獨的礦床，大多伴生于銅、鎳礦中，且品位較低，而廢鈷酸鋰中鈷含量高達(dá)55%，且雜質(zhì)成份簡單，因此廢鈷酸鋰中的鈷回收價值極高。陶瓷氧化鈷主要用于玻璃、陶瓷、搪瓷的顏料、釉料等，還可用于制造磁性材料和催化劑。國標(biāo)中對陶瓷氧化鈷的技術(shù)要求如下表l.陶瓷氧化鈷的技術(shù)要求<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>化工行業(yè)中一般是將Co(II)化合物在250-90(TC熱解而制得氧化鈷，用于制備氧化鈷的Co(II)化合物主要有醋酸鈷、碳酸鈷、草酸鈷、甲酸鈷和氫氧化鈷等。若用傳統(tǒng)的方法以廢鈷酸鋰為原料制備陶瓷氧化鈷需要經(jīng)過酸浸除雜，沉鈷和熱解三個步聚。步驟和工藝復(fù)雜，成本高，而且，由于引入了新的化學(xué)試劑，對環(huán)境保護(hù)不利。因此，如果能采用更簡便有效的方法以廢鈷酸鋰為原料的制備氧化鈷將具有良好的前景和效益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種以廢鈷酸鋰為原料的制備陶瓷氧化鈷的方法，該方法具有工藝簡單，回收率高，所用化學(xué)藥劑少，原料成本和加工成本低，易產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為—種以廢鈷酸鋰為原料制備陶瓷氧化鈷的方法，其特征在于原料廢鈷酸鋰組份重量百分比如下制備步驟為于空氣氣氛下，以10-20°C/min速度升溫，煅燒溫度為1800-2200°C;保溫后自然冷卻，過篩，使得篩下物為粒度98^小于45iim;篩下物即為所需的陶瓷氧化鈷。煅燒溫度選在1800-220(TC之間，是由于溫度低于180(TC，鋰不能完全除去；溫度高于220(TC，則產(chǎn)品的鈷含量太高。所述的煅燒在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行。所述的過篩為過325目篩。所述保溫步驟的保溫時間為4-8h。以廢鈷酸鋰為原料制備陶瓷氧化鈷的方法所制得的陶瓷氧化鈷為&)203和Co203CoO的混合物，鈷的質(zhì)量含量為72.0-73.4%。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思由表1可知，陶瓷氧化鈷對雜質(zhì)含量的要求不高，而廢鈷酸鋰中的鋰、乙炔黑和粘結(jié)劑可以通過煅燒除去，且廢鈷酸鋰中的其它金屬雜質(zhì)含量很低，不經(jīng)過濕法除雜也能達(dá)到陶瓷氧化鈷的技術(shù)要求。因此，本發(fā)明剔除了傳統(tǒng)工藝中的酸浸除雜和鈷鹽沉淀過程，采用廢鈷酸鋰直接煅燒得氧化鈷，具有工藝簡單，回收率高，所用化學(xué)藥劑少，原料成本和加工成本低，易產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點。本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明優(yōu)點在于，實現(xiàn)了由廢鈷酸鋰直接合成陶瓷氧化鈷，工藝流程短，原料價格低，產(chǎn)品附加值高，避免了傳統(tǒng)工藝過程中的大量試劑的消耗，實現(xiàn)鈷回收率大于98%的同時制備了陶瓷氧化鈷。該發(fā)明為廢舊電池資源化利用產(chǎn)業(yè)及氧化鈷生產(chǎn)提供了一條新途徑。本方法所制得的產(chǎn)品用于玻璃、陶瓷、搪瓷的顏料、釉料等。圖1為制備產(chǎn)品陶瓷氧化鈷的XRD圖。具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于實施例所描述之范圍。實施例1:廢舊鋰離子電池鈷酸鋰正極片除鋁后得廢鈷酸鋰，取20g裝入坩鍋中，放入馬弗爐，空氣氣氛中，以20°C/min速度升溫至200(TC，保溫時間為6h;自然冷卻后過325目篩，篩下物為所需產(chǎn)品。制備的陶瓷氧化鈷為黑色粉末，其粒度99^小于45ym，鈷含量為73.1%，雜質(zhì)元素含量如表2，所得粉體的晶相分析如圖1的XRD圖所示，表明所得到的粉體為Co203和Co203CoO的混合物。表2.實施例1所得陶瓷氧化鈷的雜質(zhì)含量鈷酸鋰PVDF粘結(jié)劑乙炔黑90%-94%;2.5%3.5%;6%7%;4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例2:電池廠廢鈷酸鋰漿料烘干后取20g裝入鉗鍋中，放入馬弗爐，空氣氣氛中，以15°C/min速度升溫至210(TC，保溫時間為5h;自然冷卻后過325目篩，篩下物為所需產(chǎn)品。制備的陶瓷氧化鈷為黑色粉末，其粒度98X小于45iim，鈷含量為73.3%，雜質(zhì)元素含量如表3。表3.實施例2所得陶瓷氧化鈷的雜質(zhì)含量<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例3:電池廠廢鈷酸鋰漿料烘干后取20g裝入鉗鍋中，放入馬弗爐，空氣氣氛中，以12°C/min速度升溫至205(TC，保溫時間為4.5h;自然冷卻后過325目篩，篩下物為所需產(chǎn)品。制備的陶瓷氧化鈷為黑色粉末，其粒度98^小于45iim，鈷含量為73.2^，雜質(zhì)元素含量如表4。表4.實施例3所得陶瓷氧化鈷的雜質(zhì)含量<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種以廢鈷酸鋰為原料制備陶瓷氧化鈷的方法，其特征在于原料廢鈷酸鋰組份重量百分比如下鈷酸鋰90％-94％；PVDF粘結(jié)劑2.5％～3.5％；乙炔黑6％～7％；制備步驟為于空氣氣氛下，以10-20℃/min速度升溫，煅燒溫度為1800-2200℃；保溫后自然冷卻，過篩，使得篩下物為粒度98％小于45μm；篩下物即為所需的陶瓷氧化鈷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以廢鈷酸鋰為原料制備陶瓷氧化鈷的方法，其特征在于所述的煅燒在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以廢鈷酸鋰為原料制備陶瓷氧化鈷的方法，其特征在于所述保溫步驟的保溫時間為4-8h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以廢鈷酸鋰為原料制備陶瓷氧化鈷的方法，其特征在于所述的過篩為過325目篩。5.根據(jù)權(quán)利要求14任一項所述的以廢鈷酸鋰為原料制備陶瓷氧化鈷的方法，其特征在于所制得的陶瓷氧化鈷為Co203和Co203CoO的混合物，鈷含量為72.0-73.4%。鈷酸鋰PVDF粘結(jié)劑乙炔黑90%-94%;2.5%3.5%;6%7%;全文摘要本發(fā)明公開了一種以廢鈷酸鋰為原料的制備陶瓷氧化鈷的方法，該方法屬于資源循環(huán)利用及無機(jī)材料的制備
技術(shù)領(lǐng)域：
。該方法采用的原料——廢鈷酸鋰組成重量百分比鈷酸鋰為90％-94％，粘結(jié)劑PVDF為2.5％～3.5％，乙炔黑為6％～7％。廢鈷酸鋰經(jīng)高溫煅燒即得本發(fā)明的產(chǎn)品陶瓷氧化鈷。產(chǎn)品陶瓷氧化鈷的鈷含量為72.0-73.4％，其粒度98％小于45μm，本方法原料成本低，工藝簡單，所制得的產(chǎn)品用于玻璃、陶瓷、搪瓷的顏料、釉料等。文檔編號C01G51/04GK101734729SQ200910226668公開日2010年6月16日申請日期2009年12月18日優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日發(fā)明者李長東,譚群英,黃國勇申請人:湖南邦普循環(huán)科技有限公司