[发明专利]硫酸钴的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及高纯电池材料制备领域，尤其涉及一种硫酸钴的制备方法。

【背景技术】

传统的电池电极材料多采用锂钴氧化合物。

然而，传统的工业硫酸钴杂质含量相对相高，难以满足合成锂钴氧化合物的要求。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种杂质含量较低的硫酸钴的制备方法。

一种硫酸钴的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、提供氢氧化钴；

步骤二、将所述氢氧化钴与稀硫酸混合，终点pH为1.5～2，过滤后保留第一滤渣；

步骤三、向所述第一滤渣中加入稀硫酸和过量可溶性亚硫酸盐充分反应，终点pH为1.5～2，过滤后保留第二滤液；

步骤四、向所述第二滤液中加入过量KMnO₄，充分反应后加入可溶性碳酸盐或可溶性碳酸氢盐作为中和剂，调节终点pH为3～5后过滤，保留第三滤液；

步骤五、向所述第三滤液中加入过量可溶性氯酸盐，充分反应后加入所述中和剂，调节pH≥3后过滤，保留第四滤液；

步骤六、向所述第四滤液中加入过量可溶性氢氟酸盐，充分反应并调节pH≥5，静置后过滤，保留第五滤液；

步骤七、用P204和磺化煤油的混合液作为第一萃取剂对所述第五滤液萃取除杂，保留水相的第一纯化液；

步骤八、用P507和磺化煤油的混合液作为第二萃取剂对所述第一纯化液萃取除杂，保留有机相的第二纯化液；

步骤九、用0.1～0.5mol/L的H₂SO₄溶液洗涤所述第二纯化液，保留有机相的第三纯化液；

步骤十、用1.0～2.5mol/L的H₂SO₄溶液洗涤所述第三纯化液，保留水相的第四纯化液；

步骤十一、将所述第四纯化液蒸发结晶后离心脱水，得到所述硫酸钴。

优选的，所述使用稀硫酸溶解所述氢氧化钴的操作，液固比为7～10∶1，温度为50～90℃。

优选的，步骤三中，所述向所述第一滤液中加入稀硫酸和过量可溶性亚硫酸盐充分反应的操作，所述可溶性亚硫酸盐加入量为理论量的1.5～1.6倍，液固比为7～10∶1，温度为50～75℃。

优选的，步骤四中，所述向所述第二滤液中加入过量KMnO₄的操作，所述KMnO₄加入量为理论量的1～2倍，温度大于65℃。

优选的，步骤五中，所述向所述第三滤液中加入过量可溶性氯酸盐的操作，所述可溶性氯酸盐加入量为理论量的2.5～4.5倍，温度大于90℃。

优选的，步骤六中，所述向所述第四滤液中加入过量可溶性氢氟酸盐的操作，所述可溶性氢氟酸盐加入量为理论量的2.5～4.5倍，温度大于90℃。

优选的，步骤七中，所述第一萃取剂中P204的体积分数为15％，相比O/A为1∶4，温度为10～40℃。

优选的，步骤八中，相比O/A为1∶1，温度为10～40℃。

优选的，步骤九中，相比O/A为8∶1，温度为10～40℃；

步骤十中，相比O/A为6∶1，温度为10～40℃。

优选的，步骤十一为：将所述第四纯化液放入结晶反应器中，蒸发浓缩，当浓缩溶液密度为1.54g/cm³时，停止加热，搅拌下自然冷却至40～45℃，放出硫酸钴浓缩物，在结晶盘中进一步冷却结晶，最后离心脱水得到所述硫酸钴。

这种硫酸钴的制备方法通过优溶除去粗氢氧化钴中吸附的杂质，再用稀硫酸和亚硫酸钠还原浸出粗氢氧化钴得到硫酸钴浸出液，氧化沉淀除去硫酸钴浸出液中的锰、铁、砷等杂质元素，再通过氟化沉淀除去钙、镁等杂质元素，最后通过P204萃取深度净化除杂和P507萃取分离镍钴，得到高纯的硫酸钴溶液，结晶高纯硫酸钴溶液制备出杂质含量较低的硫酸钴，可以应用于电池电极材料。这种硫酸钴的制备方法工艺简单易行、生产成本低、产品质量稳定，具有良好的应用前景。

【具体实施方式】

下面结合实施例对硫酸钴的制备方法做进一步的描述。

一实施方式的硫酸钴的制备方法，包括如下步骤：

S10、提供氢氧化钴。

提供工业氢氧化钴；一般的，可以选择采用含铜钴复杂物料经过湿法处理产出的氢氧化钴。