七水硫酸钴

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。

CN 104192917 A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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明中溶析结晶的技术原理在于：在原来的水溶液中，与Co2+、SO4 2-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。

本发明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，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明无蒸发过程，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）本发明与现有技术相比，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）本发明与现有技术相比，本发明七水硫酸钴产品粒度较大，+24目占90%以上，溶解后pH（Co 120g/L）>4.0。

图1本发明的具体工艺流程之一

具体实施方式

为进一步说明本发明的技术手段、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，仅用于解释此发明，而不能理解为对本发明的限制。

以Co 130g/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0.5 h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（Co 120g/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%。

来源：CN105668651B