小粒径碳酸钴的制备方法

摘要

本发明公开了小粒径碳酸钴的制备方法，包括以下步骤：用去离子水将工业级的钴盐与添加剂配制成钴盐浓度为0.1M～10M、添加剂浓度为0.05M～5M的A溶液；用去离子水将工业级的沉淀剂与络合剂配制成沉淀剂浓度为0.1M～10M、络合剂浓度为0.05M～5M的B溶液；反应容器中投入容器1/10～3/10容积的去离子水，A溶液和B溶液按体积比1:1～1:5加入反应器中进行沉淀反应，控制pH值6～10，反应时间4～10h；反应生成的沉淀溢流进入洗涤过滤装置，将沉淀洗涤至洗涤水pH7±0.5，过滤，滤饼在80～120℃的烘箱中烘2～10小时，得小粒径碳酸钴粉体。本发明通过控制合成工艺制得的小粒径碳酸钴粉体流动性好，粒径小，粒度分布均匀，比表面积大，易于实现工业化生产。

权利要求

1.小粒径碳酸钴的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：①用去离子水将工业级的钴盐与添加剂配制成A溶液，A溶液中钴盐浓度为0.1M～

10M、添加剂浓度为0.05M～5M，所述添加剂为柠檬酸铵、草酸铵中的一种；

②用去离子水将工业级的沉淀剂与络合剂配制成B溶液，B溶液中沉淀剂浓度为

0.1M～10M、络合剂浓度为0.05M～5M，所述络合剂为氨水、柠檬酸、EDTA二钠中的一种；

③打开反应容器，投入容器1/10～3/10容积的去离子水作为底水，底水加热到

30℃～100℃，在强烈搅拌下，A溶液和B溶液按体积比1:1～1:5加入反应器中进行沉淀反应，控制pH值6～10，反应时间4～10h；

④反应生成的沉淀溢流进入洗涤过滤装置，将沉淀洗涤至杂质含量合格，洗涤水pH在

7±0.5，过滤，滤饼在80～120℃的烘箱中烘2～10小时，得小粒径碳酸钴粉体。

2.根据权利要求1所述的小粒径碳酸钴的制备方法，其特征在于：所述钴盐为氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中的一种。

3.根据权利要求1所述的小粒径碳酸钴的制备方法，其特征在于：所述沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种。

说明书

小粒径碳酸钴的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及小粒径碳酸钴的制备方法，主要用于制备钴粉、氧化钴、氧化亚钴、锂离子电池正极材料钴酸锂及其衍生产品。

背景技术

[0002] 碳酸钴粉末被广泛应用于生产钴盐、选矿剂、镍氢电池添加剂、伪装涂料和化学温度指示剂、微量元素肥料、饲料及陶瓷等行业，尤其在电池行业中用来作为高活性碳酸钴的必备材料，要求其纯度高、粒度细、粒度分布窄等。近年来，我国一直是钴的消费大国，由于国内外电池行业的迅猛发展，钴用量急剧上升。从2002年起，我国电池行业钴粉需求量已超过硬质合金行业，成为国内钴消费的第一大行业。小粒径碳酸钴作为高端钴酸锂的必备材料，特别是用作镍氢电池活化剂-氧化亚钴粉，不仅化学成分要求苛刻，而且物化性能要求更高。

[0003] 老式碳酸钴生产工艺多为间歇式反应，由于难于控制反应温度及反应溶液PH值，导致产品质量不稳定；同时生产过程容易产生碱过量，生成碱式碳酸钴，导致碳酸钴颗粒粒度分布不均，颗粒团聚及颗粒粒度过大的问题出现。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于：提供一种小粒径碳酸钴的制备方法，易于实现工业化生产，通过控制合成工艺合成的小粒径碳酸钴粉体流动性好，粒径小，粒度分布均匀，比表面积大，能合成出活性优良及比表面积大的氧化亚钴粉。

[0005] 本发明的技术解决方案是该制备方法包括以下步骤：

[0006] ①用去离子水将工业级的钴盐与添加剂配制成A溶液，A溶液中钴盐浓度为0.1M～10M、添加剂浓度为0.05M～5M；

[0007] ②用去离子水将工业级的沉淀剂与络合剂配制成B溶液，B溶液中沉淀剂浓度为0.1M～10M、络合剂浓度为0.05M～5M；

[0008] ③打开反应容器，投入容器1/10～3/10容积的去离子水作为底水，底水加热到30℃～100℃，在强烈搅拌下，A溶液和B溶液按体积比1:1～1:5加入反应器中进行沉淀反应，控制PH值6～10，反应时间4～10h；

[0009] ④反应生成的沉淀溢流进入洗涤过滤装置，将沉淀洗涤至杂质含量合格，洗涤水PH在7±0.5，过滤，滤饼在80～120℃的烘箱中烘2～10小时，得小粒径碳酸钴粉体。

[0010] 其中，所述钴盐为氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中的一种。

[0011] 其中，所述添加剂为柠檬酸铵、草酸铵中的一种。

[0012] 其中，所述沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种。

[0013] 其中，所述络合剂为氨水、柠檬酸、EDTA二钠中的一种。

[0014] 本发明具有如下优点：

[0015] 1、在制备的过程中可有效的控制产品的粒度、密度，生产出粒径小、粒度分布均匀及比表面积大的产品。

[0016] 2、本方法制备的碳酸钴的化学成份和物理性能均可满足镍氢电池活化剂的化学成份和物理性能的要求。

[0017] 3、本方法制备的碳酸钴是一种粒径小、粒度分布均匀及比表面积大的化合物，该材料合成工艺简单、成本低、粒径可以控制，并且容易实现工业化。

[0018] 具体的实施方式

[0019] 下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。

[0020] 实施例1：

[0021] 用去离子水将氯化钴配成0.1M、柠檬酸铵配成0.05M的A溶液，用去离子水将碳酸钠配成0.1M、氨水配成0.05M的B溶液，打开反应容器的搅拌，投入容器1/10容积的去离子水作为底水，将底水加热到30℃，A溶液以5ml/min的流速加入到反应容器中，B溶液以5ml/min的流速加入到反应容器中，控制PH值为6，反应10小时，反应生成的沉淀溢流到洗涤过滤设备，将沉淀洗涤至杂质含量合格，洗涤水PH在6.5，过滤，滤饼80℃烘10小时，烘干后过80目筛得纯度为≧99％的小粒径碳酸钴粉体。

[0022] 实施例2：

[0023] 用去离子水将氯化钴配成2.5M、草酸铵配成1.75M的A溶液，用去离子水将碳酸氢铵配成2.5M、氨水配成1.75M的B溶液，打开反应容器的搅拌，投入容器1/5容积的去离子水作为底水，将底水加热到50℃，A溶液以5ml/min的流速加入到反应容器中，B溶液以10ml/min的流速加入到反应容器中，控制PH值为7，反应8小时，反应生成的沉淀溢流到洗涤过滤设备，将沉淀洗涤至杂质含量合格，洗涤水PH在7，过滤，滤饼在100℃烘6小时，烘干后过80目筛得纯度为≧99％的小粒径碳酸钴粉体。

[0024] 实施例3：

[0025] 用去离子水将硝酸钴配成5.0M、柠檬酸铵配成2.5M的A溶液，用去离子水将碳酸氢钠配成5.0M、柠檬酸配成2.5M的B溶液，打开反应容器的搅拌，投入容器3/10容积的去离子水作为底水，将底水加热到60℃，A溶解以5ml/min的流速加入到反应容器中，B溶液以15ml/min的流速加入到反应容器中，控制PH值为8，反应6小时，反应生成的沉淀溢流到洗涤过滤设备，将沉淀洗涤至杂质含量合格，洗涤水PH在7.5，过滤，滤饼在120℃烘2小时，烘干后过80目筛得纯度为≧99％的小粒径碳酸钴粉体。

[0026] 实施例4：

[0027] 用去离子水将硫酸钴配成7.5M、草酸铵配成3.75M的A溶液，用去离子水将碳酸钠配成7.5M、EDTA二钠配成3.75M的B溶液，打开反应容器的搅拌，投入容器1/10容积的去离子水作为底水，将底水加热到80℃，A溶解以10ml/min的流速加入到反应容器中，B溶液以40ml/min的流速加入到反应容器中，控制PH值为9，反应5小时，反应生成的沉淀溢流到洗涤过滤设备，将沉淀洗涤至杂质含量合格，洗涤水PH在7，过滤，滤饼在100℃烘4，烘干后过80目筛得纯度为≧99％的小粒径碳酸钴粉体。

[0028] 实施例5：

[0029] 用去离子水将硝酸钴配成10M、草酸铵配成5M的A溶液，用去离子水将碳酸氢铵配成10M、柠檬酸配成5M的B溶液，打开反应容器的搅拌，投入容器3/10容积的去离子水作为