一种七水硫酸钴的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种七水硫酸钴的生产方法，包括以下步骤：（1）向装有硫酸钴溶液的结晶槽中加入溶析剂，使硫酸钴溶析结晶析出成核并生长；（2）当结晶槽中的硫酸钴溶液中钴浓度<10g/L时，停止加入溶析剂，进行固液分离；（3）将所得的固体干燥筛分，筛下物作为晶种，筛上物为七水硫酸钴；（4）将结晶槽中的硫酸钴溶液进行蒸馏，馏液作为溶析剂返回结晶步骤，残液返回钴湿法冶炼车间。本发明专利技术所述方法一次结晶率高达99.6%以上，生产的七水硫酸钴产品颗粒大，有光泽，无需蒸发浓缩工序，降低了蒸汽消耗，避开蒸发浓缩工序时水不溶物的形成，使产品中水不溶物大大降低；母液中的溶析剂稀释结晶前钴液中的酸和油份，产品pH高、油份低；溶析剂蒸馏回收率>98%，蒸馏后可作为溶析剂循环利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及七水硫酸钴的生产方法，具体涉及一种低沸点溶剂溶析结晶生产七水硫酸钴的方法。技术背景现行的七水硫酸钴是采用蒸发浓缩-冷却结晶方法生产，传统的蒸发技术有单效蒸发、多效蒸发，结晶为单槽间歇操作。传统技术存在以下缺点：（1）蒸发浓缩能耗大；（2）结晶产品颗粒细；（3）自动化程度低、生产效率低。CN104192917A公开了硫酸钴连续结晶的方法，将反萃后硫酸钴液经过MVR蒸发浓缩后通过改进的冷却型内循环连续结晶器进行结晶，相对于传统工艺具有能耗低、颗粒均匀、自动化程度高等优点，但存在设备投资高、工艺控制参数多、技术操作复杂、对人员素质要求高等缺点，同时也不能解决传统蒸发结晶过程中的如下缺点：（1）一次结晶率低，母液需要返回再蒸发，能耗高；（2）没有避开蒸发浓缩工序水不溶物形成的过程，水不溶物高；（3）原液中的游离酸在母液中聚集，母液蒸发的产品pH值偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决目前蒸发浓缩-冷却结晶生产七水硫酸钴方法中存在的不足，提供一种低沸点溶剂溶析结晶生产七水硫酸钴的方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案予以实现：一种七水硫酸钴的生产方法包括以下步骤：（1）向装有硫酸钴溶液的结晶槽中加入溶析剂，使硫酸钴溶析结晶析出成核并生长；（2）当结晶槽中的硫酸钴溶液（即母液）中钴浓度<10g/L时，停止加入溶析剂，搅拌陈化0.5~5h后进行固液分离；（3）将所得的固体干燥筛分，筛下物作为晶种，筛上物为七水硫酸钴；（4）将结晶槽中的硫酸钴溶液进行蒸馏，馏液作为溶析剂返回结晶步骤，残液返回钴湿法冶炼车间；其中，步骤（1）所述溶析剂为可与水互溶但不溶于硫酸钴的有机溶剂，其沸点低于水的沸点；所述硫酸钴溶析结晶时的温度为0~40℃。作为一种优选的技术方案，步骤（1）中，所述溶析剂包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙腈、丙酮或四氢呋喃。更进一步地，步骤（1）中，所述溶析剂为甲醇或乙醇等恒沸时气相中低沸点组分较高的溶剂。更进一步地，步骤（1）中，所述硫酸钴溶析结晶时的温度为室温。作为一种优选的技术方案，步骤（2）中，当结晶槽中的硫酸钴溶液中钴浓度<1g/L时，停止加入溶析剂，进行固液分离。作为一种优选的技术方案，步骤（1）中的结晶和步骤（2）中的固液分离均在密闭环境下进行，挥发的有机溶剂经冷凝后收集。作为一种优选的技术方案，步骤（4）中，所述馏液中的溶析剂浓度为恒沸点浓度。作为一种优选的技术方案，步骤（4）中，所述残液中的溶析剂浓度＜1.0%。，残液返回钴湿法冶炼车间用于矿浆浆化，也可直接进行萃取或沉淀收钴。本专利技术中溶析结晶的技术原理在于：在原来的水溶液中，与Co2+、SO42-溶剂化作用的水分子部分或全部被溶析剂分子取代，使溶液体系的自由能增加，导致CoSO4过饱和而析出。本专利技术中溶析剂回收采用的技术是蒸馏，其原理在于：溶液经加热后部分气化，由于各个组分具有不同的挥发性，致使液相和气相的组成不一样。挥发性高的组分在气相中的浓度比在液相中的浓度要大；挥发性较低的组分在液相中的浓度比在气相中的浓度要大。经过多次蒸馏或多塔板回流馏液中产品纯度达到恒沸点组分，残液中基本低挥发性组分。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术无蒸发过程，不需要单/多效蒸发或二次蒸汽压缩蒸发等蒸发设备；加入比溶液体积小得多的溶析剂，即可达到完全析出的效果，所以蒸馏设备的规模也要比蒸发设备小，再加上溶析剂的比热容和汽化热均为水的20%，蒸馏的运行成本远比蒸发水低；（2）本专利技术与现有技术相比，没有蒸发过程，也就避免了蒸发阶段水不溶物水不溶物的形成过程，产品水不溶物<0.0005%；（3）本专利技术与现有技术相比，本专利技术七水硫酸钴产品粒度较大，+24目占90%以上，溶解后pH（Co120g/L）>4.0。附图说明图1本专利技术的具体工艺流程之一；图2是本专利技术的具体工艺流程之二。具体实施方式为进一步说明本专利技术的技术手段、新颖性和目的效果，结合实际阐述实施例，但以下实施例为示例性的，仅用于解释此专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例1以Co130g/L的硫酸钴蒸发结晶母液为钴液（空气温度为20oC），将硫酸钴溶液泵入结晶槽，开启搅拌，不进行加热或冷却，再泵入乙醇作为溶析剂；随时监控母液中Co2+浓度，至母液中Co浓度0.5g/L时，停止加入乙醇，搅拌陈化0.5h后利用离心机进行固液分离；所得固体经干燥、30目筛筛分，筛下物返回结晶工序作为晶种，筛上物打包销售，所得母液进行蒸馏；蒸馏的溜液返回结晶工序作为溶析剂，残液返回钴湿法冶炼的浸出车间用来浆化矿浆。具体工艺流程见图1.。此溶析结晶的结晶率为99.9%，所得硫酸钴产品+24目占95%，产品水不溶物<0.0005%，溶解后pH（Co120g/L）为5.5。母液蒸馏后馏液中乙醇含量为95.0%(v/v)，残液中乙醇余量为0.05%(v/v)，乙醇回收率为97.5%。实施例2水钴矿浸出液经P204萃取除杂、P507镍钴分离后反萃得到Co120g/L的硫酸钴溶液（空气温度为40oC），开启搅拌，泵入异丙醇作为溶析剂，加至饱和时，筛下物作为晶种返回结晶槽，继续泵入异丙醇；随时监控母液中Co2+浓度，至母液中Co浓度5g/L时，停止加入苯，搅拌陈化2h后利用离心机进行固液分离；所得固体经干燥、30目筛筛分，筛下物返回结晶工序作为晶种，筛上物打包销售，所得母液进行蒸馏；蒸馏的溜液返回结晶工序作为溶析剂，残液返回钴湿法冶炼的萃取车间进行P507萃取回收Co。具体工艺流程只是在图1.的溶析结晶之前增加溶析至饱和的操作。此溶析结晶的结晶率为95.0%，所得硫酸钴产品+24目占80%，产品水不溶物<0.0005%，溶解后pH(Co120g/L)为5.7。母液蒸馏后馏液中异丙醇含量为87.9%(v/v)，残液中异丙醇余量为0.02%(v/v)，异丙醇回收率为98.5%。实施例3水钴矿浸出液经P204萃取除杂、P507镍钴分离后反萃得到Co60g/L的硫酸钴溶液，冷冻至0oC泵入结晶槽，开启搅拌，再泵入四氢呋喃作为溶析剂；随时监控母液中Co2+浓度，至母液中Co浓度10g/L时，停止加入异丙醇，搅拌陈化1h后利用离心机进行固液分离；所得固体经干燥直接打包销售，所得母液进行硫化沉淀后蒸馏；蒸馏的溜液返回结晶工序作为溶析剂，残液外排。具体工艺流程见图2.。此溶析结晶的结晶率为80.0%，产品水不溶物<0.0005%，溶解后pH（Co120g/L）为5.0。结晶母液蒸馏后馏液中四氢呋喃含量为98.0%(v/v)，残液中四氢呋喃余量为0.01%(v/v)，四氢呋喃回收率为99.0%。实施例4本实施例与实施例1基本相同，只是改用乙腈作为溶析剂。实施例5本实施例与实施例2基本相同，只是改用正丙醇作为溶析剂。实施例6本实施例与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种七水硫酸钴的生产方法，其特征在于所述生产方法包括以下步骤：（1）向装有硫酸钴溶液的结晶槽中加入溶析剂，使硫酸钴溶析结晶析出成核并生长；（2）当结晶槽中的硫酸钴溶液中钴浓度<10g/L时，停止加入溶析剂，搅拌陈化0.5~5h后进行固液分离；（3）将所得的固体干燥筛分，筛下物作为晶种，筛上物为七水硫酸钴；（4）将结晶槽中的硫酸钴溶液进行蒸馏，馏液作为溶析剂返回结晶步骤，残液返回钴湿法冶炼车间；其中，步骤（1）所述溶析剂为可与水互溶但不溶解硫酸钴的有机溶剂，其沸点低于水的沸点；所述硫酸钴溶析结晶时的温度为0~40℃。

【技术特征摘要】
1.一种七水硫酸钴的生产方法，其特征在于所述生产方法包括以下步骤：
（1）向装有硫酸钴溶液的结晶槽中加入溶析剂，使硫酸钴溶析结晶析出成核并生长；
（2）当结晶槽中的硫酸钴溶液中钴浓度<10g/L时，停止加入溶析剂，搅拌陈化0.5~5h后进行固液分离；
（3）将所得的固体干燥筛分，筛下物作为晶种，筛上物为七水硫酸钴；
（4）将结晶槽中的硫酸钴溶液进行蒸馏，馏液作为溶析剂返回结晶步骤，残液返回钴湿法冶炼车间；
其中，步骤（1）所述溶析剂为可与水互溶但不溶解硫酸钴的有机溶剂，其沸点低于水的沸点；所述硫酸钴溶析结晶时的温度为0~40℃。
2.根据权利要求1所述七水硫酸钴的生产方法，其特征在于步骤（1）中，所述溶析剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙腈、丙酮或四氢呋喃。
3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：付海阔，钟晖，张鞍，梁卫春，陈亮，
申请(专利权)人：广东佳纳能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44