背景技術(shù)

四水合乙酸鈷，又稱醋酸鈷，分子式為(CH₃COO)₂Co·4H₂O，紅色易潮解的結(jié)晶體，主要用作精對(duì)苯二甲酸(PTA)生產(chǎn)的催化劑，也可用以制取油漆、涂料的干燥劑、印染媒染劑、玻璃的固化促進(jìn)劑和隱顯墨水等。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是以金屬鈷或氧化鈷為原料，經(jīng)過(guò)酸溶、蒸發(fā)、結(jié)晶、分離、干燥，制得成品醋酸鈷。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，醋酸鈷的用量也越來(lái)越大，特別是在PTA的生產(chǎn)過(guò)程中，顯得尤為突出。

傳統(tǒng)的四水合乙酸鈷生產(chǎn)工藝是以純度很高的金屬鈷或氧化鈷為原料，因而不存在原料的除雜與產(chǎn)品的提純問(wèn)題。以回收的鈷錳混合料為原料生產(chǎn)四水合乙酸鈷，其工藝難點(diǎn)就在于既要除去混合料中除鈷以外的其它金屬離子，保證四水合乙酸鈷產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)又要保證原料中價(jià)格昂貴的鈷在轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品醋酸鈷時(shí)有較高的轉(zhuǎn)化率，以確保獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)有關(guān)的分析結(jié)果，鈷錳混合料中錳與鉆的比例(質(zhì)量)一般為1.8：1，另含有少部分鈉、鐵、鋅、鎳等金屬離子和部分S^-、Cl^-、SO₄^2-等酸根離子。目前采用的分離與提純方法主要是：先用濃硫酸加一定的促溶劑進(jìn)行酸溶，再利用濕法冶煉中常用的絡(luò)合反應(yīng)法進(jìn)行分離提純，然后將高純度的絡(luò)合物通過(guò)特定的化學(xué)反應(yīng)，使之轉(zhuǎn)化為碳酸鈷或氫氧化鈷，再經(jīng)酸化、結(jié)晶、分離、干燥，得成品四水合乙酸鈷。

回收工藝

1、預(yù)處理 

廢電池剝殼，分選出鐵殼、鐵帽、塑料片、紙張進(jìn)行回收，電極芯在有必要時(shí)可經(jīng)熱風(fēng)干燥，用粉碎機(jī)破碎至180um供浸取。

2、浸取 

浸取的目的是限度地將 Co、Ni溶出，其它成分盡可能少地溶出，溶出可采用硫酸溶解。

3、去雜 

在浸出母液中加入H₂O₂，此時(shí)Fe²⁺→Fe³⁺；部分Cr³⁺→CrO₄^2-。pH調(diào)整為4.5~5.2，溶液中Fe³⁺、Al³⁺與未氧化的Cr³⁺全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃、Al(OH)₃和Cr₂O₃，與Co、Ni分離。

4、Co、Ni分離 

將分離Fe、Al的母液調(diào)節(jié)pH至3~4，加入NaClO，Co²⁺被氧化成Co(OH)₃，Ni不發(fā)生類似反應(yīng)，CrO4^2-留在溶液中，NaClO采用噴頭深入母液中的噴淋方式加入，可有效降低NaClO分解造成Cl₂對(duì)環(huán)境的污染。而CrO₄^2-不影響分離，與Ni²⁺一并留在溶液中。

5、四水合乙酸鈷的合成 

對(duì)Co、Ni分離后的渣用1% H₂SO₄洗滌2次，再用水充分洗凈后，加入H₂SO₄（加入量為理論量的1.2倍）和H₂O₂，在加熱條件下使Co(OH)₃全部溶解后在60r/min攪拌下緩緩加入10% Na₂CO₃沉淀Co²⁺成CoCO₃，溫度控制在80℃，終點(diǎn)pH為7.8，沉淀經(jīng)分離并洗至無(wú)SO₄^2-后，在沉淀中加入工業(yè)冰醋酸（1t  Co(Ac)₂·4H₂O約需98% HAc 500kg）使CoCO₃溶解后濃縮結(jié)晶。結(jié)晶經(jīng)離心分離后在70℃下烘2~3h得到產(chǎn)品四水合乙酸鈷。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃又明. 醋酸鈷生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)[J]. 化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2001,19(2):35-38. 

[2] 曾金祥,李朋愷,嚴(yán)志紅. 廢鎳電池資源化生產(chǎn)醋酸鈷硫酸鎳工藝研究[J]. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè),2003,35(1):39-41.