利用三价钴氢氧化物的低溶度积,使钴氧化水解沉淀,是生产上分离溶液中镍和钴的常用方法。
在酸性溶液中,Co2+比Ni2+优先氧化,且Co(OH)3的溶度积及水解沉淀的pH值明显低于Ni(OH)3,在强氧化剂作用下,Co2+被氧化而水解沉淀。在氧化水解沉钴过程中,即使少置Ni2+氧化而生成Ni(OH)3沉淀,也仍对Co2+具有氧化作用,发生产生Co(OH)3沉淀的置换反应,Ni2+进入溶液。常用的强氧化剂为氯气或次改氯酸钠。
水解沉淀过程中有H+产生,必须加碱进行中和。
在生产应用中,为了使钴和镍良好分离,应遵从以下基本原则:
(一)加入过量氧化剂和碱,如用次氯酸钠为氧化制,应使NaCl∶Na2CO3=(1.1~1.2)∶1。
(二)控制适当的析钴率,溶液含钴高时析钴率可高些。
(三)用二次沉钴代替一次沉钴,以获得较高纯度的氢氧化钴。
沉钴作业在空气搅拌槽中完成。NaClO作氧化剂时,二次沉钴的工艺过程为:一次沉钴→压滤→滤渣用二次沉钴母液淘洗→还原溶解→二次沉钴→压滤,如图1所示。二次沉钴的基本技术参数见表1。
图1 从氢氧化钴生产电钴的工艺流程图
表1 二次沉钴的主要技术参数
沉钴过程中,溶液用空气搅拌均匀,氧化剂必须用压缩空气雾化均匀喷洒在液面上。一次沉钴得到的氢氧化钴中,Co∕Ni≥10;二次沉钴得到的氢氧化钴中,Ca∕Ni≥350,Co∕Cu≥200,Co∕Fe≥100。如果要求生产1号电钴,Co∕Ni比须大于600。