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4四川化工第14卷2011年第6期

从钴废料中回收高纯钴粉的新工艺研究

邢利利谢克难廖立龙沁刘华玉包锐
(四川大学化学工程学院，成都，610065)

摘要
主要研究了从钴废料中回收高纯钴粉的实验条件。通过实验得出，在一定碱性条件下提取钴
废料中的钴，以水合联氨为还原剂，在85oc-F液相还原得到纯度为97的钴粉，回收率达91．3％。
关键词：钴废料钴粉液相还原

钴在地壳中含量很低，且大多伴生于铜钴矿、硫于实现工业化生产。
化镍矿、红土矿和高砷矿中。我国钴资源分布广泛，
1实验部分
储量不少，但大型矿不多，品位普遍较低[】]。随着经
济的发展，钴已经是高、精、尖技术的支撑材料，其广1．1主要试剂和仪器

泛应用于航天、航空、电子、电池、陶瓷及磁性合金等试剂：钴废料(由合作公司提供)；联氨、氢氧化
高科技领域中，并且消费越来越多。据预测，以目前钠、无水乙醇、丙酮均为分析纯(成都市科龙化工试
的消耗速度，原生钴资源可供年限不到67年L2]，因剂厂)；实验过程用到自制去离子水。
此对钴资源二次利用非常有必要。目前国内外不少通过对废料的成分分析，其主要金属元素组成
科研机构开展了钴废料中钴的回收实验研究，常见如表1所示。
钴回收方法有：火法分离、湿法分离、萃取法分离、液表1废料中主要金属元素组成

膜法以及微生物浸出法，有些已取得很好的成果，应主要成分钴镍铜锌其他
用于生产，但其工艺复杂。例如金川有色金属公司质量分数()7．943．450．560．240．36
由钴渣中提钴，采用酸浸，黄钠铁钒除铁，P204萃取
除杂，P507萃取分离钻镍，草酸沉钴等生产氧化钴仪器：SHB-11I循环水式多用真空泵(郑州长城
粉的工艺过程。谢福标[33针对某含铜、锌、锰、镍等科工贸有限公司)；数显恒温水浴锅HH一2(国华电
元素的难处理含钴废料，采用还原浸出、化学除杂、器有限公司)tJJ—l精密增力电动搅拌器(国华电器
P204深度除杂、P507萃取分离镍钴等主要工序流有限公司)；DZ-1BC真空干燥箱(天津市泰斯特仪
程生产出草酸钴。李玉萍等[4]介绍了用EDTA、器有限公司)；YB-2002电子天平(上海力能电子仪
NHF和巯基丁二酸等掩蔽干扰离子基础上，以器公司)。
HDTHP、Il13B、液体石蜡、磺化煤油和内相2．51．2实验过程
mol／IHCI水溶液等液膜分离黄铁矿、烟灰、炉渣取10克钴废料，置于200ml去离子水中，然后
和含钴废催化剂中的钴，钴的提取率在91以上。加一定量的氢氧化钠搅拌均匀，静置上层出现深蓝
本研究采取碱液溶解废料，得~lJ[Co(OH)]卜盐溶色溶液，滤去不溶性物质。将得到的上层深蓝色滤
液，镍的浸出率为零，铜、锌浸出率都控制在29／6以液用85"C恒温水浴，搅拌条件下以一定速率滴加水
内。水合肼液相还原法一步制得纯度为97以上合肼，反应至体系澄清，依次用去离子水、乙醇、丙酮
的钴粉，其工艺简单，条件易于控制，回收率高，有利洗涤三次，抽滤，50℃真空干燥24h即得钴粉。

基金资助：国家青年自然科学基金，50904046。

万方数据
第6期从钴废料中回收高纯钴粉的新工艺研究5

1．3表征方法100
本研究使用PhilipsX’PertPro型X_射线衍射
80
—
(XRD)分析钴粉物相组成；EDS定量分析元素组量
目

成。垦60

售
2结果与分析4o

2．1原料溶解方法对回收率的影响20
本研究采用两种溶解原料方法。第一种方法6O657O758O859o
反应温度(℃)
为：取10克废料置于200ml去离子水中，得到原料
图1温度对反应时间的影响
悬浊液，然后将氢氧化钠加入悬浊液中，均匀搅拌，

调节至所需碱度，静置，用SHⅢ循环水式多用真实验表明，温度越高反应速率越快，所需反应时
空泵抽滤，将所得滤液用85"C恒温水浴，搅拌条件间越短，在50℃下反应持续2h反应体系仍很浑浊，
下以一定速率滴加水合肼，反应30min。依次用去当温度达到80℃以上时加人水合肼反应就立即进
离子水、无水乙醇、丙酮洗涤三次，抽滤，用DZ-1BC行，故本实验选择反应温度为80~90"C为宜。
真空干燥箱5O℃真空干燥24h，YB-2002电子天平
2．2．2温度对回收率的影响
称重得钴粉0．5463g，回收率为66．829／6。
固定其他条件(10g钴废料第二种溶解方法，
第二种方法为：将10克原料置于100ml去离子
V水合肼=4ml，v=300r／min)不变，分别在不同温度
水中，先加入一定量的氢氧化钠溶解，抽滤得一次滤
时测得回收率如图2所示。
液，滤渣再次用同样量的氢氧化钠溶于100ml去离
1OO
子水中，得二次滤液。按照同样的方法得到三次滤
80
液，将滤液混合一起置于85℃水浴锅中，后面条件
与方法一