專利名稱：小粒徑碳酸鈷的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及小粒徑碳酸鈷的制備方法，主要用于制備鈷粉、氧化鈷、氧化亞鈷、鋰 離子電池正極材料鈷酸鋰及其衍生產(chǎn)品。
背景技術：
碳酸鈷粉末被廣泛應用于生產(chǎn)鈷鹽、選礦劑、鎳氫電池添加劑、偽裝涂料和化學溫 度指示劑、微量元素肥料、飼料及陶瓷等行業(yè)，尤其在電池行業(yè)中用來作為高活性碳酸鈷的 必備材料，要求其純度高、粒度細、粒度分布窄等。近年來，我國一直是鈷的消費大國，由于 國內(nèi)外電池行業(yè)的迅猛發(fā)展，鈷用量急劇上升。從2002年起，我國電池行業(yè)鈷粉需求量已 超過硬質(zhì)合金行業(yè)，成為國內(nèi)鈷消費的第一大行業(yè)。小粒徑碳酸鈷作為高端鈷酸鋰的必備 材料，特別是用作鎳氫電池活化劑-氧化亞鈷粉，不僅化學成分要求苛刻，而且物化性能要 求更高。老式碳酸鈷生產(chǎn)工藝多為間歇式反應，由于難于控制反應溫度及反應溶液PH值， 導致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；同時生產(chǎn)過程容易產(chǎn)生堿過量，生成堿式碳酸鈷，導致碳酸鈷顆粒粒 度分布不均，顆粒團聚及顆粒粒度過大的問題出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種小粒徑碳酸鈷的制備方法，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，通 過控制合成工藝合成的小粒徑碳酸鈷粉體流動性好，粒徑小，粒度分布均勻，比表面積大， 能合成出活性優(yōu)良及比表面積大的氧化亞鈷粉。本發(fā)明的技術解決方案是該制備方法包括以下步驟
①用去離子水將工業(yè)級的鈷鹽與添加劑配制成A溶液，A溶液中鈷鹽濃度為0.IM 10M、添加劑濃度為0. 05M 5M ；
②用去離子水將工業(yè)級的沉淀劑與絡合劑配制成B溶液，B溶液中沉淀劑濃度為 0. IM 10M、絡合劑濃度為0. 05M 5M ；
③打開反應容器，投入容器1/10 3/10容積的去離子水作為底水，底水加熱到30°C IOO0C，在強烈攪拌下，A溶液和B溶液按體積比1 1 1 5加入反應器中進行沉淀反應，控 制PH值6 10，反應時間4 IOh ；
④反應生成的沉淀溢流進入洗滌過濾裝置，將沉淀洗滌至雜質(zhì)含量合格，洗滌水PH在 7士0. 5，過濾，濾餅在80 120°C的烘箱中烘2 10小時，得小粒徑碳酸鈷粉體。其中，所述鈷鹽為氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷中的一種。其中，所述添加劑為檸檬酸銨、草酸銨中的一種。其中，所述沉淀劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨中的一種。其中，所述絡合劑為氨水、檸檬酸、EDTA 二鈉中的一種。本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1、在制備的過程中可有效的控制產(chǎn)品的粒度、密度，生產(chǎn)出粒徑小、粒度分布均勻及比表面積大的產(chǎn)品。2、本方法制備的碳酸鈷的化學成份和物理性能均可滿足鎳氫電池活化劑的化學 成份和物理性能的要求。3、本方法制備的碳酸鈷是一種粒徑小、粒度分布均勻及比表面積大的化合物，該 材料合成工藝簡單、成本低、粒徑可以控制，并且容易實現(xiàn)工業(yè)化。具體的實施方式
下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術解決方案，這些實施例不能理解為 是對技術解決方案的限制。實施例1
用去離子水將氯化鈷配成0. 1M、檸檬酸銨配成0. 05M的A溶液，用去離子水將碳酸鈉 配成0. 1M、氨水配成0. 05M的B溶液，打開反應容器的攪拌，投入容器1/10容積的去離子水 作為底水，將底水加熱到30°C，A溶液以5ml/min的流速加入到反應容器中，B溶液以5ml/ min的流速加入到反應容器中，控制PH值為6，反應10小時，反應生成的沉淀溢流到洗滌過 濾設備，將沉淀洗滌至雜質(zhì)含量合格，洗滌水PH在6. 5，過濾，濾餅80°C烘10小時，烘干后 過80目篩得純度為3 99%的小粒徑碳酸鈷粉體。實施例2:
用去離子水將氯化鈷配成2. 5M、草酸銨配成1. 75M的A溶液，用去離子水將碳酸氫銨 配成2. 5M、氨水配成1. 75M的B溶液，打開反應容器的攪拌，投入容器1/5容積的去離子水 作為底水，將底水加熱到50°C，A溶液以5ml/min的流速加入到反應容器中，B溶液以IOml/ min的流速加入到反應容器中，控制PH值為7，反應8小時，反應生成的沉淀溢流到洗滌過 濾設備，將沉淀洗滌至雜質(zhì)含量合格，洗滌水PH在7，過濾，濾餅在100°C烘6小時，烘干后 過80目篩得純度為3 99%的小粒徑碳酸鈷粉體。實施例3:
用去離子水將硝酸鈷配成5. 0M、檸檬酸銨配成2. 5M的A溶液，用去離子水將碳酸氫 鈉配成5. 0M、檸檬酸配成2. 5M的B溶液，打開反應容器的攪拌，投入容器3/10容積的去離 子水作為底水，將底水加熱到60°C，A溶解以5ml/min的流速加入到反應容器中，B溶液以 15ml/min的流速加入到反應容器中，控制PH值為8，反應6小時，反應生成的沉淀溢流到洗 滌過濾設備，將沉淀洗滌至雜質(zhì)含量合格，洗滌水PH在7. 5，過濾，濾餅在120°C烘2小時， 烘干后過80目篩得純度為3 99%的小粒徑碳酸鈷粉體。實施例4:
用去離子水將硫酸鈷配成7. 5M、草酸銨配成3. 75M的A溶液，用去離子水將碳酸鈉配 成7. 5M、EDTA 二鈉配成3. 75M的B溶液，打開反應容器的攪拌，投入容器1/10容積的去離 子水作為底水，將底水加熱到80°C，A溶解以lOml/min的流速加入到反應容器中，B溶液以 40ml/min的流速加入到反應容器中，控制PH值為9，反應5小時，反應生成的沉淀溢流到洗 滌過濾設備，將沉淀洗滌至雜質(zhì)含量合格，洗滌水PH在7，過濾，濾餅在100°C烘4，烘干后過 80目篩得純度為3 99%的小粒徑碳酸鈷粉體。實施例5:
用去離子水將硝酸鈷配成10M、草酸銨配成5M的A溶液，用去離子水將碳酸氫銨配成 10M、檸檬酸配成5M的B溶液，打開反應容器的攪拌，投入容器3/10容積的去離子水作為底水，A溶液以5ml/min的流速加入到反應容器中，B溶液以20ml/min的流速加入到反應 容器中，控制PH值為10，反應4小時，反應生成的沉淀溢流到洗滌過濾設備，將沉淀洗滌至 雜質(zhì)含量合格，洗滌水PH在7. 5，過濾，濾餅在120°C烘2小時，烘干后過80目篩得純度為 ^ 99%的小粒徑碳酸鈷粉體。 實施例1-5制得的小粒徑碳酸鈷為紅色單斜晶系結(jié)晶，平均粒徑< 5 μ m，松裝密 度 0. 3 0. 5g/cm3，比表面積 10 20m2/g，Co% 纟 45%。
權利要求
1.小粒徑碳酸鈷的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟①用去離子水將工業(yè)級的鈷鹽與添加劑配制成A溶液，A溶液中鈷鹽濃度為0.IM 10M、添加劑濃度為0. 05M 5M ；②用去離子水將工業(yè)級的沉淀劑與絡合劑配制成B溶液，B溶液中沉淀劑濃度為 0. IM 10M、絡合劑濃度為0. 05M 5M ；③打開反應容器，投入容器1/10 3/10容積的去離子水作為底水，底水加熱到30°C IOO0C，在強烈攪拌下，A溶液和B溶液按體積比1 1 1 5加入反應器中進行沉淀反應，控 制PH值6 10，反應時間4 IOh ；④反應生成的沉淀溢流進入洗滌過濾裝置，將沉淀洗滌至雜質(zhì)含量合格，洗滌水PH在 7士0. 5，過濾，濾餅在80 120°C的烘箱中烘2 10小時，得小粒徑碳酸鈷粉體。
2.根據(jù)權利要求1所述的小粒徑碳酸鈷的制備方法，其特征在于所述鈷鹽為氯化鈷、 硫酸鈷、硝酸鈷中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的小粒徑碳酸鈷的制備方法，其特征在于所述添加劑為檸檬 酸銨、草酸銨中的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的小粒徑碳酸鈷的制備方法，其特征在于所述沉淀劑為碳酸 鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨中的一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的小粒徑碳酸鈷的制備方法，其特征在于所述絡合劑為氨水、 檸檬酸、EDTA 二鈉中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了小粒徑碳酸鈷的制備方法，包括以下步驟用去離子水將工業(yè)級的鈷鹽與添加劑配制成鈷鹽濃度為0.1M～10M、添加劑濃度為0.05M～5M的A溶液；用去離子水將工業(yè)級的沉淀劑與絡合劑配制成沉淀劑濃度為0.1M～10M、絡合劑濃度為0.05M～5M的B溶液；反應容器中投入容器1/10～3/10容積的去離子水，A溶液和B溶液按體積比1:1～1:5加入反應器中進行沉淀反應，控制pH值6～10，反應時間4～10h；反應生成的沉淀溢流進入洗滌過濾裝置，將沉淀洗滌至洗滌水pH7±0.5，過濾，濾餅在80～120℃的烘箱中烘2～10小時，得小粒徑碳酸鈷粉體。本發(fā)明通過控制合成工藝制得的小粒徑碳酸鈷粉體流動性好，粒徑小，粒度分布均勻，比表面積大，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C01G51/06GK102115214SQ20111002753
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權日2011年1月26日
發(fā)明者伍儒鋒, 喻國強, 左小虎, 昌旭初 申請人:江蘇方舟新能源股份有限公司