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WO2017073392A1 - コバルト粉の種結晶の製造方法 - Google Patents

コバルト粉の種結晶の製造方法 Download PDF

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WO2017073392A1
WO2017073392A1 PCT/JP2016/080690 JP2016080690W WO2017073392A1 WO 2017073392 A1 WO2017073392 A1 WO 2017073392A1 JP 2016080690 W JP2016080690 W JP 2016080690W WO 2017073392 A1 WO2017073392 A1 WO 2017073392A1
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solid
powder
solution
cobalt powder
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修 池田
龍馬 山隈
佳智 尾崎
高石　和幸
伸一 平郡
陽平 工藤
安夫 土居
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住友金属鉱山株式会社
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    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing cobalt powder from a solution containing a cobalt sulfate ammine complex.
  • the present invention relates to a method for obtaining a seed crystal used for crystal growth.
  • cobalt salts used as electronic materials and heat-resistant alloys.
  • These cobalt salts are generally produced by dissolving cobalt metal in an acid, but the conventional sheet and block form such as general electric cobalt are easy to handle, but dissolution in acid is extremely slow.
  • the shape of the fine powder is difficult to handle because it is easy to dissolve in acid, but it is difficult to handle, and in order to take advantage of both, it is preferable to obtain a powder or powder obtained by compacting or sintering briquettes. It is rare.
  • Non-Patent Document 1 a method of obtaining cobalt powder by supplying hydrogen gas to a cobalt sulfate ammine complex solution in which cobalt is in the form of an ammonia complex to reduce cobalt ions in the complex solution.
  • Industrially inexpensive and useful since particles are generated and grown from an aqueous solution by a wet reaction, a large number of crystal nuclei are generated non-uniformly and the growth is hindered in the same manner as each of the prior arts described above. There is. In other words, it is indispensable to control the number of derived crystal nuclei within an appropriate range for efficient growth.
  • a method is generally used in which a reducing agent is supplied to a slurry in which a small amount of fine crystals called seed crystals coexist and a target product is grown on the surface of the seed crystals to obtain a powder having a predetermined particle size.
  • the seed crystals added in the above are often used after being subjected to a treatment such as pulverizing a part of the product repeatedly.
  • a treatment such as pulverizing a part of the product repeatedly.
  • the optimum grain size and properties of the seed crystal cannot always be obtained simply by pulverization. That is, a method for stably obtaining a seed crystal used for crystal growth has been demanded.
  • the present invention provides a production method for efficiently obtaining cobalt powder by a method for increasing the reduction reaction efficiency in producing cobalt powder from a solution containing a cobalt ammine sulfate complex.
  • the first invention of the present invention that solves such problems is to add a solution containing a cobalt sulfate ammine complex by adding ammonia, an ammonia compound solution, or both ammonia and an ammonia compound solution to a cobalt sulfate solution.
  • a complexing step to be obtained, a mixing step in which a solid is added to the solution containing the cobalt ammine sulfate complex obtained in the complexing step to form a mixed slurry, and the mixed slurry obtained in the mixing step are placed in a reaction vessel.
  • the obtained cobalt powder slurry is subjected to a solid-liquid separation process to obtain a cobalt precipitate and a post-reduction liquid in order.
  • the solid material in the first invention is made of a material insoluble or hardly soluble in the solution containing the cobalt ammine sulfate complex, and the average particle size thereof is 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. It is the manufacturing method of the seed crystal of cobalt powder characterized by these.
  • a method for producing a seed crystal of cobalt powder wherein the cobalt concentration in the solution containing the cobalt ammine sulfate complex in the first and second aspects is 75 g / L or less. It is.
  • the fourth invention of the present invention is a method for producing a seed crystal of cobalt powder, characterized in that the solid material in the first to third inventions is nickel powder.
  • the solid-liquid separation step in the first to fourth inventions comprises a solid-liquid separation process for separating the cobalt deposit and the post-reduction liquid from the cobalt powder slurry, and the obtained cobalt deposit.
  • a seed of cobalt powder characterized by having a solids separation treatment for separating the added solids and cobalt powder deposited on the surface of the solids, and forming the post-reduction liquid and solids and cobalt powders It is a manufacturing method of a crystal.
  • a seed of an appropriate size is added to the cobalt sulfate ammine complex solution as a seed crystal to form the cobalt powder. Crystals can be obtained efficiently.
  • the present invention is a method for efficiently producing a seed crystal to be added when producing cobalt powder by blowing hydrogen gas into a cobalt sulfate ammine complex solution.
  • cobalt powder is obtained by passing the cobalt sulfate solution used as an original liquid through a complexing process, a mixing process, a reduction / precipitation process, and a solid-liquid separation process.
  • the reduction rate as used in the field of this invention was defined by the ratio which remove
  • the cobalt sulfate solution that can be used in the present invention is not particularly limited, but is a kind selected from cobalt and cobalt-containing mixed sulfide, crude cobalt sulfate, cobalt oxide, cobalt hydroxide, cobalt carbonate, cobalt powder, and the like, Alternatively, a cobalt leaching solution obtained by leaching and dissolving a cobalt-containing material such as an industrial intermediate composed of a plurality of mixtures with sulfuric acid or ammonia can be used.
  • the cobalt leachate generally contains various impurities, and the leachate described above is contained in the leachate by performing a liquid purification process such as solvent extraction, ion exchange, and neutralization. In general, it is used after removing the impurity element.
  • aqueous ammonia or ammonium sulfate is added to the cobalt leaching solution to obtain a cobalt sulfate ammine complex solution.
  • the ammonium sulfate concentration in the solution is preferably in the range of 10 to 500 g / L. If the concentration is 500 g / L or more, the solubility may be exceeded and crystals may be deposited, which may cause operational troubles. Moreover, since ammonium sulfate newly produces
  • the cobalt concentration in the cobalt sulfate ammine complex solution is 75 g / L or less. This is because, when adding and reacting a solid in the subsequent step, if the cobalt concentration in the cobalt sulfate ammine complex solution is too high, the reaction field is insufficient and the reduction rate is lowered.
  • a solid substance that serves as a base material for precipitation is added to the cobalt sulfate ammine complex solution prepared above.
  • the solid substance to be added is not particularly limited as long as it is insoluble in the cobalt sulfate ammine complex solution, the ammonium sulfate aqueous solution, or the alkali solution, or is hardly soluble and has low solubility.
  • nickel powder When cobalt powder is used as a solid substance, it is the same as cobalt precipitate, so it is not necessary to peel them off in the subsequent process and is optimal for use as a seed crystal, but industrially fine cobalt powder is inexpensive and stable. It is difficult to obtain.
  • Iron powder has the advantage of being inexpensive and easily available, but has the disadvantage of being easily dissolved in an acidic solution and difficult to form crystal nuclei. Also, the dissolved iron ion is not suitable because it causes new contamination. Also, in the method of depositing cobalt on a hardly soluble or insoluble solid as in the present invention, a method of depositing cobalt using a seed crystal that has been conventionally used to produce a product together with the seed crystal. Unlike the process, the effect of redissolving is negligibly avoided and there is no need to repeat a part of the product, so that the cobalt complex ions contained in the ammine complex solution can be reduced almost completely in terms of the process quantity balance. There are features that can be done.
  • the solid has a gentle shape so that the precipitated cobalt powder can be effectively separated, and the amount added is an amount that is equal to or more than the amount of cobalt present in the solution, as described above. More specifically, when nickel powder is used as a solid material, 75 g / L or more must be added.
  • the temperature of the mixed slurry at this time is preferably in the range of 150 to 200 ° C. If it is less than 150 degreeC, reduction
  • the pressure in the gas phase which is a gap with the solution in the reaction vessel, is preferably maintained in the range of 1.0 to 4.0 MPa by supplying hydrogen gas.
  • the pressure is less than 1.0 MPa, the reaction efficiency is lowered because the amount of gas mixed into the solution from the gas phase is small.
  • the pressure exceeds 4.0 MPa, there is no influence such as that the reaction is promoted. Rather, the loss of hydrogen gas only increases, which is not advantageous.
  • the hydrogen gas may be blown into the gas phase portion in the reaction tank or directly into the slurry.
  • Solid-liquid separation process The solid matter having cobalt precipitates on the surface obtained in the reduction / precipitation step is taken out from the pressure vessel together with the post-reduction liquid in the pressure vessel, and solid-liquid separated from the post-reduction solution.
  • This solid-liquid separation may be any method such as a method using Nutsche and a filter bottle, a method using a centrifuge, or a method using a filter press.
  • an operation of separating the solid and the cobalt deposit on the surface may be performed.
  • the method of specifically separating can be appropriately performed by giving an impact to the solid and the cobalt precipitate.
  • the size of the cobalt precipitate containing the solid matter and the cobalt precipitate after being separated from the solid matter is too small for the use to be used as a seed crystal, repeat the above mixing step again to precipitate cobalt.
  • the size of the object can be increased.
  • recovered here can be repeatedly used for the said mixing process again.
  • the solution after reduction can be regenerated to ammonia as it is or by treatment such as heating / distillation and repeatedly used as a complexing agent in the complexing step.
  • generates the seed crystal for obtaining the cobalt powder of this invention below is demonstrated.
  • the average particle size was measured using a commercially available laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (Microtrack).
  • a solution containing a cobalt sulfate ammine complex was obtained by adding 191 ml of 25% aqueous ammonia to 330 g of cobalt sulfate and 75 g of cobalt corresponding to 75 g of cobalt and dissolving the solution, and adjusting the total liquid volume to 1000 ml.
  • 75 g of nickel powder having a particle size of 1 ⁇ m serving as a precipitation matrix was added to obtain a mixed slurry.
  • the mixed slurry in the inner cylinder can was filtered to take out an insoluble solid having a cobalt precipitate formed on the surface, and then solid-liquid separation was performed by suction filtration using a filter bottle and Nutsche.
  • the reduction reaction rate of cobalt at this time was 99%.
  • the hydrogen gas was blown in a state where the temperature was raised and maintained at 185 ° C. while stirring, and the pressure in the inner cylinder can of the autoclave was changed. Hydrogen gas was supplied so as to maintain the pressure at 3.5 MPa. After 60 minutes had passed since the supply of hydrogen gas, the supply of hydrogen gas was stopped and the inner cylinder can was cooled.
  • the mixed slurry in the inner cylinder can was filtered to take out an insoluble solid with a cobalt precipitate formed on the surface, and then solid-liquid separation was performed by suction filtration using a filter bottle and Nutsche. At this time, the cobalt reduction reaction rate was 72%, which was not as efficient as the examples of the present invention.
  • Example 2 After the prepared mixed slurry was charged into the inner can of the autoclave used in Example 1, the temperature was raised to 185 ° C. while being stirred, and hydrogen gas was blown into the autoclave so that the pressure in the inner can of the autoclave was increased. Hydrogen gas was supplied so as to maintain the pressure at 3.5 MPa. After 60 minutes had passed since the supply of hydrogen gas, the supply of hydrogen gas was stopped and the inner cylinder can was cooled.
  • the mixed slurry in the inner cylinder can was filtered to take out iron powder with cobalt precipitates formed on the surface, and then solid-liquid separation was performed by suction filtration using a filter bottle and Nutsche.

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Abstract

硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液からコバルト粉を製造する上で還元反応効率を上げる方法により効率良くコバルト粉を得る製造方法を提供。　硫酸コバルト溶液に、アンモニア、アンモニア化合物の溶液、或いはアンモニア及びアンモニア化合物の溶液の両者を添加して硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液を得る錯化工程と、その錯化工程で得た硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液に、固形物を加えて混合スラリーとする混合工程と、その混合工程で得た混合スラリーを反応槽内に装入し、反応槽に水素ガスを吹き込んで混合スラリーに含まれるコバルトを還元してコバルト成分がコバルト粉として固形物表面に析出したコバルト析出物を含有するコバルト粉スラリーを得る還元・析出工程と、その還元・析出工程で得たコバルト粉スラリーを固液分離してコバルト析出物と還元後液を得る固液分離工程を順に経ることを特徴とするコバルト粉の種結晶の製造方法。

Description

コバルト粉の種結晶の製造方法
　本発明は、硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液から、コバルト粉末を製造する方法に関する。特に結晶成長に用いる種結晶を得る方法に関する。
　電子材料や耐熱合金として用いられるコバルトを得る様々な方法が知られている。近年は、電池材料などの原料になるコバルト塩類の需要が高まっている。
　これらのコバルト塩類は、コバルトメタルを酸に溶解して製造することが一般であるが、従来から一般的な電気コバルトなどシートや塊状の形態は取扱いしやすいものの酸への溶解が極端に遅く、一方で微粉末の形状は、酸には溶解しやすいものの飛散しやすいなど取扱いに難があり、両者の長所を生かすためにブリケットと呼ばれる粒ないし粉末を圧密あるいは焼結して得たものが好まれている。
　このような小サイズのコバルト粒や粉末を得る方法として、溶融させたコバルトをガスまたは水中に分散させ微細粉を得るアトマイズ法や、特許文献１に示されるような、コバルトを揮発させ、気相中で還元することでコバルト粉を得るＣＶＤ法などの乾式法が知られている。
　また、湿式プロセスによりコバルト粉を製造する方法として特許文献２に示されるような、還元剤を用いて生成する方法や、特許文献３に示されるような高温で還元雰囲気中にコバルト溶液を噴霧することにより、熱分解反応によりコバルト粉を得る噴霧熱分解法などがある。
　しかし、これらの方法は高価な試薬類や多量のエネルギーを必要とするため、上記の電池材料など大量の物量を工業的に得る方法としては経済的ではない。
　また、特許文献４に示されるような、種結晶としてコバルト粉末を使用し成長させる方法では、ｐＨが４以下の酸性溶液中で反応させるために、種結晶や成長したコバルト粉が再溶解して実収率が下がってしまう課題があった。
　さらに、原料の硫酸コバルト溶液に水酸化ナトリウム水溶液を添加し、水素還元を行う方法では、ｐＨ４を維持できずにｐＨが上昇してしまうと、コバルトの水酸化物が発生して還元反応が進まなくなり、その結果、還元反応での効率が低下する課題があった。
　一方で、非特許文献１に示されるような、コバルトをアンモニア錯体の形態とした硫酸コバルトアンミン錯体溶液に、水素ガスを供給して錯体溶液中のコバルトイオンを還元してコバルト粉を得る方法は、工業的に安価であり有用である。
　けれども、この方法でも、湿式反応により水溶液中から粒子を発生させ成長させようとすることから、上記の各先行技術と同じように不均一に多数の結晶核が発生し、成長が阻害される課題がある。つまり派生する結晶の核の数を適正な範囲に制御し、効率よく成長させることが欠かせない。
　そこで前述したように種結晶と呼ばれる微細な結晶を少量共存させたスラリーに還元剤を供給し、種結晶の表面に目的物を成長させ所定の粒径の粉末を得る方法が一般に用いられている。
　上記において添加する種結晶は、製品の一部を繰り返して粉砕するなどの処理を行って使用することが多い。しかし、加工には手間も要し、また繰り返す分だけ収率が減少するので、コスト増加につながる課題があった。さらに、単純に粉砕によってだけでは必ずしも最適な粒径や性状の種結晶を安定して得ることができるとは限らないなどの課題もあった。
　すなわち結晶成長に用いる種結晶を安定して得る方法が求められていた。
特開２００５－５０５６９５号公報 特開２０１０－２４２１４３号公報 特許４２８６２２０号公報 特開昭５７－５４２０７号公報
　このような状況の中で、本発明は、硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液からコバルト粉を製造する上で還元反応効率を上げる方法により効率良くコバルト粉を得る製造方法を提供する。
　このような課題を解決する本発明の第１の発明は、硫酸コバルト溶液に、アンモニア、アンモニア化合物の溶液、或いはアンモニア及びアンモニア化合物の溶液の両者を添加して硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液を得る錯化工程と、前記錯化工程で得た硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液に、固形物を加えて混合スラリーとする混合工程と、その混合工程で得た混合スラリーを反応槽内に装入し、反応槽に水素ガスを吹き込んで混合スラリーに含まれるコバルトを還元してコバルト成分がコバルト粉として固形物表面に析出したコバルト析出物を含有するコバルト粉スラリーを得る還元・析出工程と、次いで得られたコバルト粉スラリーを固液分離処理してコバルト析出物と還元後液を得る固液分離工程を順に経ることを特徴とするコバルト粉の種結晶の製造方法である。
　本発明の第２の発明は、第１の発明における固形物が、前記硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液に不溶又は難溶性の材質からなり、その平均粒径が、０．１μｍ以上、５μｍ以下であることを特徴とするコバルト粉の種結晶の製造方法である。
　本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明における硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液中のコバルト濃度が、７５ｇ／Ｌ以下であることを特徴とするコバルト粉の種結晶の製造方法である。
　本発明の第４の発明は、第１から第３の発明における固形物が、ニッケル粉であることを特徴とするコバルト粉の種結晶の製造方法である。
　本発明の第５の発明は、第１から第４の発明における固液分離工程が、コバルト粉スラリーからコバルト析出物と還元後液を分離する固液分離処理と、得られたコバルト析出物を、加えた固形物と固形物の表面に析出したコバルト粉とに分離する固形物分離処理を有し、前記還元後液と、固形物とコバルト粉を形成することを特徴とするコバルト粉の種結晶の製造方法である。
　本発明によれば、硫酸コバルトアンミン錯体溶液を水素ガスで還元してコバルト粉を製造する際に、硫酸コバルトアンミン錯体溶液に種結晶として添加してコバルト粉を形成するのに適切なサイズの種結晶を効率よく得ることができる。
本発明に係るコバルト粉の製造方法の製造フロー図である。
　本発明は、硫酸コバルトアンミン錯体溶液に、水素ガスを吹き込んでコバルト粉を製造する際に添加する種結晶を効率よく製造する方法である。
　以下、本発明のコバルト粉の製造方法を、図１に示す製造フロー図を参照して説明する。本発明では、元液となる硫酸コバルト溶液を錯化工程、混合工程、還元・析出工程、固液分離工程を経ることで、コバルト粉を得る。
　なお、本発明でいう還元率は、得たコバルト粉の重量（ｇ）を、供給した硫酸コバルト溶液（Ｌ）中に含有されるコバルト物量（ｇ／Ｌ）で除した割合で定義した。
［錯化工程］
　本発明で用いることのできる硫酸コバルト溶液は、特に限定はされないが、コバルトおよびコバルトを含有する混合硫化物、粗硫酸コバルト、酸化コバルト、水酸化コバルト、炭酸コバルト、コバルト粉などから選ばれる一種、または複数の混合物から成る工業中間物などのコバルト含有物を、硫酸あるいはアンモニアにより浸出・溶解して得たコバルト浸出液を用いることができる。なお、工業的には上記のコバルト浸出液には様々な不純物も含有されるのが普通であり、上述の浸出液は溶媒抽出法、イオン交換法、中和などの浄液工程を施すことにより浸出液中の不純物元素を除去して用いることが一般である。
　次に上記のコバルト浸出液に、アンモニア水や硫酸アンモニウムを添加し、硫酸コバルトアンミン錯体溶液を得る。
　なお、溶液中の硫酸アンモニウム濃度は１０～５００ｇ／Ｌの範囲とすることが好ましい。５００ｇ／Ｌ以上の濃度にすると、溶解度を超えてしまい結晶が析出する場合があり操業上のトラブルを生じるので好ましくない。また、１０ｇ／Ｌ未満の濃度は反応により硫酸アンモニウムが新たに生成するため、工業的に１０ｇ／Ｌ未満は困難である。
　また、硫酸コバルトアンミン錯体溶液でのコバルト濃度は７５ｇ／Ｌ以下の濃度とする。これは、後工程で固形物を添加して反応させる際に、硫酸コバルトアンミン錯体溶液中のコバルト濃度が高すぎると反応場が不足して還元率が低下するためである。
［混合工程］
　この工程では、上記で作製された硫酸コバルトアンミン錯体溶液に、析出の母体となる固形物を添加する。
　添加する固形物は、硫酸コバルトアンミン錯体溶液、硫酸アンモニウム水溶液或いはアルカリ溶液に対して不溶、若しくは溶解度が小さい難溶なものであれば、特に限定はない。
　具体的にはニッケル粉を用いる事が好ましい。
　コバルト粉を固形物に用いると、コバルト析出物と同一なので、後工程でこれらを引き剥がす必要がなく、種晶として用いるには最適であるが、工業的に微細なコバルト粉を低価格かつ安定して入手することは困難である。
　なお、鉄粉は安価・容易に入手できる利点があるが、酸性溶液に容易に溶解し、結晶核となり難い欠点がある。また、溶解した鉄イオンが新たなコンタミの原因となるなど適さない。
　また本発明のように難溶ないし不溶性の固形物を用いて、その上にコバルトを析出させる方法では、従来一般に使われてきた種結晶を用いてコバルトを析出させ、種結晶ごと製品とする方法と異なり、再溶解の影響を無視できるほど避けられ、製品の一部を繰り返す必要もないので、プロセスの物量バランス上ではアンミン錯体溶液中に含有されるコバルト錯イオンをほぼ完全に還元する事が出来る特徴がある。
　なお、固形物は、析出したコバルト粉が効果的に分離できるように表面がなだらかな形状であるものが好ましく、添加量は前述したように、溶液中に存在するコバルト量と当量以上となる量が必要で、具体的には固形物にニッケル粉を用いる場合には、７５ｇ／Ｌ以上の添加が必要となる。
［還元・析出工程］
　次に、混合工程でニッケル粉を添加して形成したスラリーを、圧力容器の反応槽内に装入し、その反応槽内に水素ガスなどの還元剤を吹き込み、そのスラリー中のコバルト錯イオンを還元し、前記の固形物の表面にコバルトを析出させる。
　このときの混合スラリーの温度、即ち反応温度は、１５０～２００℃の範囲が好ましい。１５０℃未満では還元効率が低下し、２００℃以上にしても反応への影響はなく、むしろ熱エネルギー等のロスが増加する。
　また、反応槽内の溶液との隙間である気相部の圧力は、水素ガスの供給により１．０～４．０ＭＰａの範囲に維持することが好ましい。１．０ＭＰａ未満の圧力では気相部から溶液へのガスの混入量が少ないので反応効率が低下する。一方、４．０ＭＰａを超えた圧力でも反応が促進されるなどの影響はなく、むしろ水素ガスのロスが増加するだけで有利にはならない。
　なお、水素ガスは反応槽内の気相部に吹き込んでもスラリー中に直接吹き込んでもいずれでも構わない。
［固液分離工程］
　還元・析出工程で得た表面にコバルト析出物を有する固形物を、圧力容器内の還元後液と共に圧力容器から取り出し、還元後液と固液分離する。
　この固液分離は、例えばヌッチェと濾瓶を使う方法や、遠心分離機を用いる方法、フィルタープレスを用いる方法などいずれでも構わない。
　次に固形物にコバルト以外の物質を使用する場合は、固形物と表面のコバルト析出物を分離する操作を行ってもよい。
　具体的に分離する方法は、固形物とコバルト析出物に衝撃を与えるなど適宜おこなうことができる。
　なお、固形物を含んだままのコバルト析出物や固形物と分離したあとのコバルト析出物の大きさが、種晶として用いる用途に対して小さすぎる場合は、再度上記混合工程に繰り返してコバルト析出物の大きさを増加させることができる。
　また、ここで回収した固形物は再度上記混合工程に繰り返して使用することができる。
　還元後液は、そのままあるいは加熱・蒸留等の処理によってアンモニアに再生し、前記錯化工程の錯化剤として繰り返し使用することができる。
　以下に本発明のコバルト粉を得るための種結晶を生成する実施例を説明する。
　なお、平均粒径は市販のレーザ回折・散乱式粒子径分布測定装置（マイクロトラック）を用いて測定した。
　コバルト７５ｇに相当する硫酸コバルトと硫酸アンモニウム３３０ｇに２５％アンモニア水を１９１ｍｌ加えて溶解し、さらに合計の液量が１０００ｍｌになるように調整して、硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液を得た。
　この溶液に、析出母体となる粒径１μｍのニッケル粉７５gを添加して混合スラリーを得た。
　次いで、上記の混合スラリーを容量３リットルのオートクレーブの内筒缶内に装入後、撹拌しながら１８５℃に昇温、保持した状態で、混合スラリー中に水素ガスを吹き込み、オートクレーブの内筒缶内の圧力を３．５ＭＰａに維持するように水素ガスを供給した。水素ガスの供給から６０分が経過した後に水素ガスの供給を停止し、内筒缶を冷却した。
　室温まで冷却後、内筒缶内の混合スラリーを濾過して表面にコバルトの析出物を生成した不溶体固体を取り出し、次いで濾ビンとヌッチェを使用し、吸引濾過によって固液分離した。
　このときのコバルトの還元反応率は９９％であった。
（比較例１）
　コバルト７５ｇと硫酸アンモニウム３３０ｇと２５％アンモニア水を１９１ｍｌ含む溶液を得、これに本発明の種結晶の固形物の代わりに、濃度４０ｗｔ％のポリアクリル酸３．７３ｇを分散剤として添加し、合計の液量が１０００ｍｌになるように調整して、硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液を作製した。
　この溶液に、析出母体となるコバルト粉７５gを添加して混合スラリーを作製した。
　その作製した混合スラリーを実施例１と同じオートクレーブの内筒缶内に装入後、撹拌しながら１８５℃に昇温、保持した状態で、水素ガスを吹き込み、オートクレーブの内筒缶内の圧力を３．５ＭＰａに維持するように水素ガスを供給した。
　水素ガスの供給から６０分が経過した後に水素ガスの供給を停止し、内筒缶を冷却した。
　室温まで冷却後、内筒缶内の混合スラリーを濾過して表面にコバルトの析出物が生成した不溶体固体を取り出し、次いで濾ビンとヌッチェを使用し、吸引濾過による固液分離を行なった。このときのコバルト還元反応率は７２％と本発明の実施例ほどの効率は得られなかった。
（比較例２）
　コバルト７５ｇの硫酸コバルト溶液に、硫酸アンモニウム３３０ｇを含む溶液に２５％アンモニア水を１９１ｍｌ、合計の液量が１０００ｍｌになるように調整して、硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液を作製した。
　この溶液に、この溶液に溶解する固形物として市販の平均粒径１μｍの鉄粉７５gを添加して混合スラリーを作製した。
　作製した混合スラリーを実施例１で用いたオートクレーブの内筒缶内に装入後、撹拌しながら１８５℃に昇温、保持した状態で、水素ガスを吹き込み、オートクレーブの内筒缶内の圧力を３．５ＭＰａに維持するように水素ガスを供給した。水素ガスの供給から６０分が経過した後に水素ガスの供給を停止し、内筒缶を冷却した。
　室温まで冷却後、内筒缶内の混合スラリーを濾過して表面にコバルトの析出物を生成した鉄粉を取り出し、次いで濾ビンとヌッチェを使用し吸引濾過による固液分離を行なった。
　この比較例２に係るコバルト還元反応率は、７６％と従来の分散剤を用いた場合よりは高いものの、溶解しやすい固形物を添加しても本発明の実施例ほどの効果は得られないことがわかった。

Claims (5)

  1. 　硫酸コバルト溶液に、アンモニア、アンモニア化合物の溶液、或いは前記アンモニア及びアンモニア化合物の溶液の両者を添加して硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液を得る錯化工程と、
    　　前記錯化工程で得た硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液に、固形物を加えて混合スラリーとする混合工程と、
    　　前記混合工程で得た混合スラリーを反応槽内に装入し、反応槽に水素ガスを吹き込んで混合スラリーに含まれるコバルトを還元してコバルト成分がコバルト粉として固形物表面に析出したコバルト析出物を含有するコバルト粉スラリーを得る還元・析出工程と、
    　　次いで得られたコバルト粉スラリーを固液分離処理してコバルト析出物と還元後液を得る固液分離工程を順に経ることを特徴とするコバルト粉の種結晶の製造方法。
  2. 　前記固形物が、前記硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液に不溶又は難溶性の材質からなり、
    　　前記平均粒径が、０．１μｍ以上、５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のコバルト粉の種結晶の製造方法。
  3. 　前記硫酸コバルトアンミン錯体を含有する溶液中のコバルト濃度が、７５ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコバルト粉の種結晶の製造方法。
  4. 　前記固形物が、ニッケル粉であることを特徴とする請求項1～３のいずれか１項に記載のコバルト粉の種結晶の製造方法。
  5. 　前記固液分離工程が、コバルト粉スラリーからコバルト析出物と還元後液を分離する固液分離処理と、
    　　得られたコバルト析出物を、加えた固形物と前記固形物の表面に析出したコバルト粉とに分離する固形物分離処理を有し、前記還元後液と固形物とコバルト粉を形成することを特徴とする請求項1～４のいずれか１項に記載のコバルト粉の種結晶の製造方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020183728A1 (ja) * 2019-03-14 2020-09-17 住友金属鉱山株式会社 ニッケル粉の製造方法
CN116199270B (zh) * 2022-12-20 2023-08-11 科立鑫(珠海)新能源有限公司 一种减少钴氧化物生产过程废水的处理工艺
CN116177614B (zh) * 2023-03-23 2023-11-21 科立鑫(珠海)新能源有限公司 一种钴氧化物制备过程降低废料率的工艺方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3775098A (en) * 1971-12-27 1973-11-27 Sherritt Gordon Mines Ltd Cobalt precipitation from aqueous solutions
US4761177A (en) * 1987-06-26 1988-08-02 Amax Inc. Production of cobalt and nickel powder
JPH08503999A (ja) * 1992-10-26 1996-04-30 シェリット インコーポレイテッド 金属コバルト粉の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3730756A (en) * 1971-04-28 1973-05-01 Sherritt Gordon Mines Ltd Method of producing cobalt-coated composite powder
US4545814A (en) * 1984-05-23 1985-10-08 Amax Inc. Production of cobalt and nickel powder
CN1060703C (zh) * 1996-05-30 2001-01-17 北京有色金属研究总院 纳米级金属粉的制备方法
CN100374231C (zh) * 2006-04-06 2008-03-12 北京工业大学 一种纳米钴粉的制备方法
CN101298102B (zh) * 2008-06-13 2011-03-23 上海师范大学 一种纳米钴颗粒的制备方法
CN101428349B (zh) * 2008-07-29 2011-06-22 张建玲 一种镍钴金属粉末的制备方法
JP6099601B2 (ja) * 2014-02-17 2017-03-22 国立大学法人高知大学 ニッケル粉の製造方法
CN104439280A (zh) * 2014-12-09 2015-03-25 英德佳纳金属科技有限公司 一种同时制备氢氧化钴和钴粉的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3775098A (en) * 1971-12-27 1973-11-27 Sherritt Gordon Mines Ltd Cobalt precipitation from aqueous solutions
US4761177A (en) * 1987-06-26 1988-08-02 Amax Inc. Production of cobalt and nickel powder
JPH08503999A (ja) * 1992-10-26 1996-04-30 シェリット インコーポレイテッド 金属コバルト粉の製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3369499A4 *
W.KUNDA ET AL.: "THE REDUCTION OF COBALT FROM ITS AQUEOUS AMMINE AMMONIUM SULPHATE SYSTEM USING HYDROGEN UNDER PRESSURE", HYDROMETALLURGY, vol. 4, no. 4, 1979, pages 347 - 375, XP055380158 *

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