本發明涉及材料制備
技術領域：
，具體的是一種小粒徑大松裝碳酸鈷的制備方法。
背景技術：
：碳酸鈷一般作為鈷酸鋰電池材料或者汽車尾氣催化劑的前驅體，碳酸鈷的粒徑很大程度上決定了鈷酸鋰電池材料或者汽車尾氣催化劑的性能。目前，生產粒度在D50＝10～12μm的碳酸鈷工藝較多，具體方法是將鈷液與碳酸氫銨水溶液并流加入反應器的方法(并加法)、鈷液加入碳酸氫銨水溶液中的方法(正加法)、碳酸氫銨水溶液中加入鈷液的方法(反加法)，以及重復并加法。中國專利文獻，申請公布號為CN105600839A的專利申請，名稱為“一種電池級碳酸鈷的制備方法”采用重復正加法制得碳酸鈷，制得的碳酸鈷的粒徑范圍在10～12μm，振實密度為1.9～2.g/cm3,該方法中碳酸鈷的粒徑范圍跨度大，可控性差。技術實現要素：本發明設計了一種碳酸鈷的制備方法，旨在提供一種小粒徑大松裝的碳酸鈷的制備方法，且可控度高。本發明是采用如下技術方案實現的：一種小粒徑大松裝碳酸鈷的制備方法，方法為，水浴加熱一定濃度的碳酸銨底液，同時將可溶性的鈷鹽與碳酸銨分別按照一定速率加入到碳酸銨底液中，邊加入邊攪拌使其反應，反應一段時間后，得到碳酸鈷的晶種漿料，再以碳酸鈷的晶種漿料作為底液，第二次加入鈷鹽與碳酸銨反應一段時間，得到目標碳酸鈷。優選地，鈷鹽為硫酸鈷、醋酸鈷、氯化鈷中的任意一種。優選地，碳銨底液的濃度小于注入碳銨的濃度。優選地，碳銨底液的濃度為10～80g/L，注入碳銨的濃度為200～240g/L、注入鈷鹽濃度為80～140g/L。優選地，鈷鹽的注入流量為600～1000L/h，碳銨的流量為900～1500L/h。優選地，攪拌溶液的轉速為150～220r/min。優選地，水浴的溫度為35～55℃。優選地，第一次鈷鹽與碳酸銨的反應時間為1～3h,第二次鈷鹽與碳酸銨的反應時間為7～10h。優選地，第二次鈷鹽與碳酸銨反應完成后，控制pH為7.3～7.5。一種碳酸鈷，應用以上任一所述的方法制備，粒徑范圍為2～3μm,松裝密度為0.6-0.8g/cm3，振實密度為1.0-1.5g/cm3。本發明中，采用兩次反應結晶的方式，制得目標碳酸鈷，其中第一次為生成晶種的過程，第一次形成的晶種粒徑小，數量多。在第一次形成晶種的基礎上再進行第二次晶體生長反應，制得可控的小粒徑高密度的碳酸鈷。附圖說明圖1為實施例1中晶種反應1h時的掃描電鏡圖圖2為實施例1中晶種反應1.5h時的掃描電鏡圖圖3為實施例1中制得碳酸鈷成品樣品的掃描電鏡圖圖4為實施例2中制得碳酸鈷成品樣品的掃描電鏡圖圖5為實施例3中制得碳酸鈷成品樣品的掃描電鏡圖圖6為實施例4中制得碳酸鈷成品樣品的掃描電鏡圖圖7為實施例5中制得碳酸鈷成品樣品的掃描電鏡圖具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。實施例1配制原料溶液，原料溶液分別為，濃度為120g/L的氯化鈷溶液，濃度為220g/L的碳酸氫銨溶液，濃度為60g/L的碳酸氫銨溶液。其中，碳銨底液的作用是為保持沉淀劑過量，在氯化鈷滴入的瞬間，過飽和很大，立馬成核為小顆粒的碳酸鈷，這樣成核數量多且小，有助于后期粒碳酸鈷生長時增大密實程度。向反應釜內加入濃度為60g/L的碳酸氫銨溶液作為底液1000L，升溫至40℃，并向底液內并流加入氯化鈷溶液和碳酸氫銨溶液，其中氯化鈷溶液的流量為600L/h，碳酸氫銨的流量900L/h，邊加入邊攪拌，攪拌速度為200r/min。反應1.5h后，調節pH值為7.20，停止攪拌，得到碳酸鈷晶種漿料。取以上晶種漿料少量過濾干燥，測得碳酸鈷晶種的粒徑為D50＝2.5μm，如圖1和圖2。取以上碳酸鈷晶種漿料1000L加入第二個反應釜中，作為底液，繼續加入原料氯化鈷溶液和碳酸氫銨溶液，控制加入流量，氯化鈷流量為200L/h，碳酸氫銨流量為380L/h，使得碳酸鈷晶種生長。反應11.5h后，控制碳酸氫銨流量，使得反應溶液中pH控制在7.3～7.35，反應終止。將反應釜內的漿液靜置陳化，陳化一段時間后進入板框壓濾機或微孔過濾器進行固液分離，收集晶體并干燥得碳酸鈷干樣。如圖3制得的碳酸鈷干樣的粒度為D50＝2.855μm,AD＝0.75g/cm3，TD＝1.45g/cm3。實施例2～5在實施例1的基礎上，將碳酸鈷的制備方法中的部分參數進行對比實驗，在實施例2～5中，采用與實施例1相同的反應液濃度參數，即：濃度為120g/l的氯化鈷溶液，濃度為220g/L的碳酸氫銨溶液，濃度為60g/L的碳酸氫銨溶液，其中濃度為60g/l的碳酸氫銨溶液作為底液。如下表1和2為實施例2～5反應過程參數。表1為實施例2～5生成晶種過程參數序號底液體積氯化鈷流量碳酸氫銨流量晶種生長時間反應終點pH值21000L600L/h900L/h1.5h7.131300L600L/h900L/h1.5h7.1541900L600L/h900L/h1.5h7.1551900L600L/h900L/h1.5h7.25表2為實施例2～5晶種生長過程參數序號晶種漿料氯化鈷流量碳酸氫銨流量晶種生長時間反應終點pH值21000L200L/h380L/h7h7.331000L200L/h380L/h7h7.3541000L200L/h380L/h7h7.3551000L200L/h380L/h7h7.5表3為實施例2～5反應與得碳酸鈷樣品的測試結果。表3實施例2～5碳酸鈷樣品的測試結果以上實施例，終點pH值對晶種成核和晶核生長過程影響很關鍵，但是其中適當改變原料濃度及加料流量，也可控制制得小粒徑高密度碳酸鈷。以上實施例還可用硫酸鈷或醋酸鈷代替作為鈷源，采用硫酸鈷作為鈷源制得碳酸鈷的樣品結果為D50＝3.242μm,AD＝0.78g/cm3，TD＝1.5g/cm3，采用醋酸鈷作為鈷源制得碳酸鈷的樣品結果為D50＝2.854μm,AD＝0.63g/cm3，TD＝1.19g/cm3。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。當前第1頁1 2 3