一种高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法与流程

本发明属于有色冶金，特别涉及一种高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法。

背景技术：

1、钴是具有光泽的钢灰色金属，熔点1493℃、比重8.9，在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质与电化学行为方面与铁和镍相类似。钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。

2、目前工业上制备金属钴的方法有火法熔炼与湿法冶炼。由于金属钴具有磁性，选矿时不能与铁、镍等分离，火法熔炼时杂质含量较高、能耗较大，无法直接用于工艺，需电解精炼。湿法冶炼是一种制备金属的成熟工艺。将矿石粉碎后，利用化学试剂可将主金属与杂质金属分离，通过电积可获得高纯金属。

3、从水溶液中电积钴的体系包括盐酸体系与硫酸体系。其中，盐酸体系电积钴时溶液粘度低、离子活性强、晶体颗粒细小、电流效率较高，然而盐酸体系中cl-达100-150g/l，电解时阳极析出大量氯气，恶化现场环境、腐蚀设备、需用隔膜袋与真空管道收集氯气，还需用大量液碱吸收氯气，现场不安全因素较多。硫酸体系电积钴大多采用分隔阴阳极室，阴极室ph、液位高于阳极室，操作要求高、体系控制难度大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，包括以下步骤，

4、（1）将硫酸、硫酸钴晶体与添加剂混合均匀后得到硫酸钴溶液。

5、（2）将预处理的基体作为阴极，清洗后的电极作为阳极，采用双电极体系，电解液为步骤（1）制备的硫酸钴溶液，在一定温度和电流密度下电积，阴极清洗干燥后得到表面平整、具有金属光泽的钴沉积层。

6、作为优选的，步骤（1）中，硫酸钴溶液中钴离子的浓度为60-100g/l。

7、作为优选的，步骤（1）中，硫酸钴溶液中h+2-3 mol/l。

8、作为优选的，步骤（2）中，同极间距10-15cm，温度控制在50-80 ℃，电流密度为200-400a/m2，电沉积24h。

9、作为优选的，步骤（1）中，添加剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硼酸、柠檬酸、硫脲。

10、作为优选的，步骤（1）中，添加剂浓度为0.15-0.25mol/l。

11、作为优选的，步骤（2）中，阴极基体为钛片、铜片或钴片中的一种。

12、作为优选的，步骤（2）中，阳极为钛涂二氧化铅板、钛涂二氧化铱板或铂片中的一种。

13、本发明具有以下有益效果：

14、本发明提供一种高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，采用硫酸介质电积，相较于传统氯化体系电积，体系中未引入氯离子，不产生氯气，现场环境良好。无需使用液碱吸收氯气，有利于节省化工试剂，从而减少废水排放。阳极电解产生h+，使得体系内h+富集，将一部分贫化后的电解液（高酸低钴）开路用于配制硫酸钴溶液，有利于节省硫酸、硫酸钴晶体与新水用量。阴阳极室酸度变化不大，未对阴阳极反应造成影响，无需分隔，操作便利。

技术特征：

1.一种高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，包括以下步骤，

2.如权利要求1所述的高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，其特征在于，步骤（1）中，硫酸钴溶液中钴离子的浓度为60-100g/l。

3. 如权利要求1所述的高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，其特征在于，步骤（1）中，硫酸钴溶液中h+ 2-3 mol/l。

4. 如权利要求1所述的高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，其特征在于，步骤（2）中，同极间距10-15cm，温度控制在50-80 ℃，电流密度为200-400a/m2，电沉积24h。

5.如权利要求1所述的高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，其特征在于，步骤（1）中，添加剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硼酸、柠檬酸、硫脲。

6.如权利要求1所述的高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，其特征在于，步骤（1）中，添加剂浓度为0.15-0.25mol/l。

7.如权利要求1所述的高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，其特征在于，步骤（2）中，阴极基体为钛片、铜片或钴片中的一种。

8.如权利要求1所述的高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，其特征在于，步骤（2）中，阳极为钛涂二氧化铅板、钛涂二氧化铱板或铂片中的一种。

技术总结本发明公开一种高酸硫酸钴溶液中电积钴的方法，属于有色冶金技术领域，（1）将硫酸、硫酸钴晶体与添加剂混合均匀后得到硫酸钴溶液；（2）将预处理的基体作为阴极，清洗后的电极作为阳极，采用双电极体系，电解液为步骤（1）制备的硫酸钴溶液，在一定温度和电流密度下电积，阴极清洗干燥后得到表面平整、具有金属光泽的钴沉积层。本发明采用硫酸介质电积，相较于传统氯化体系电积，体系中未引入氯离子，不产生氯气，现场环境良好，无需使用液碱吸收氯气，有利于节省化工试剂，从而减少废水排放。技术研发人员：岳志洲,周林华,李海元,芦小芳,钱崇磊受保护的技术使用者：金川集团镍钴有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17