从低浓度钴料液中制取粗制氢氧化钴的研究

钴资源作为一种非常稀缺的金属，广泛应用于生产磁性材料、锂电池、高温合金、硬质合金等领域

。随着3C产业和新能源汽车产业的发展，钴的终端消费结构也在发生变化，在电池领域的比例快速提高，全球钴消费量持续增长

。虽然全球钴资源分布较为广泛，但我国钴资源匮乏

，目前约90%的钴原料来自非洲

。当前国内部分大型冶炼企业已在刚果（金）建立工厂制备粗制氢氧化钴

。

刚果（金）的钴资源多以铜钴共生氧化矿形式存在，钴湿法冶炼厂一般采用浸出-萃取除铜-除铁锰-二段沉钴-闪蒸干燥工艺生产粗制氢氧化钴

。现行的氧化镁沉钴工艺，沉钴前液钴浓度较高，普遍为2g/L～10g/L，对于含钴浓度在1g/L～2g/L的溶液中沉钴，产品质量较不稳定，所得氢氧化钴中钴品位偏低，镁含量偏高，为后续生产带来不利影响

。

为提高低钴溶液制取粗制氢氧化钴产品质量，提高产品主品位，降低各杂质含量，本文根据工业生产工艺，重点研究了氧化镁配置浓度、一段沉钴反应时间、反应温度、反应终点pH值等因素对粗制氢氧化钴产品主含量及杂质的影响，摸索最佳工艺条件。工业生产实践表明，稳定控制试验工艺参数，1-2g/L低钴料液可制取钴含量大于35%，镁含量低于6.5%的粗制氢氧化钴。

1 试验部分

1.1 原料及试剂

本实验所用低钴料液来自除铁后液，主要成分见表1。

高职教育是一种跨界教育，教师核心素养和能力的培养需要“政校行企”四方的联合培养，学校和企业需要参与教师的培养，在监督方面存在一定嫌疑。对此，行业应该发挥出考核官的作用，有效地监督高职院校教师核心素养和能力建设的情况。目前，随着教学改革以及人才培养需求的不断提升，高职院校的校企合作工作有了一定的进展，不断完善合作过程中的各种细节。然而，对高职教师核心素养和能力建设监督方面，行业并没有起到明显的监督作用。行业发展规划中并没有涉及职业教育教师能力的培养，缺乏对教师核心素养、能力和行业人才教育之间关系的梳理。行业应该把高职院校教师核心素养和能力作为企业认证的重要指标之一，加大校企双方合作的力度。

1.2 试验方法

量取除铁后液2000mL，开启机械搅拌（转速350rpm），小批量多次加入活性氧化镁（MgO含量大于85%）浆调节料液至目标pH后，持续反应一段时间，反应结束后抽滤，得沉钴后液装瓶送检；抽滤后粗制氢氧化钴用200ml深井水淋洗，放入鼓风干燥箱中进行烘干，采用原子吸收法测量滤液中钴和镁元素含量，采用电位滴定法测量滤饼中钴和镁元素含量。

反应条件：反应温度40℃、反应时间4h、pH值7.5-7.6，考察氧化镁配置浓度对氢氧化钴主品位及镁含量影响，实验结果见图1。

2 结果与讨论

2.1 氧化镁质量浓度对钴产品质量的影响

一段沉钴的主要反应如下：

洪泽湖设计最低通航水位为11.50 m，设计最高通航水位为：洪山头至老子山段为15.50 m，老子山至高良涧段为15.0m。当湖水位低于设计最低通航水位时，需要采取小船队或减载等措施。

2.2 一段沉钴反应时间对钴产品质量的影响

反应条件：反应温度40℃、氧化镁配置浓度5%、反应终点PH7.5-7.6，考察一段沉钴反应时间对氢氧化钴主品位及镁含量影响，实验结果见图2。

从图1可以看出，随着氧化镁配置浓度的增加，产品中的钴含量降低，但产品中的镁含量持续增加，说明当溶液中钴浓度1.73g/L时，氧化镁配置浓度对产品质量影响较大，原因主要是，在低钴浓度料液中，随着氧化镁配置浓度的增加，氧化镁未溶解反应部分增多，未能与溶液中的金属离子发生反应。考虑到系统水膨胀问题，推荐氧化镁配置浓度6%。

从上表可以看出，随着反应终点pH值的增加，产品中的钴含量先升高后降低，镁含量先降低后增加，主要原因为pH值＜7.5时，随着pH值升高，钴沉淀率逐渐升高，氧化镁反应程度高，产品钴浓度增加，氧化镁含量降低。当pH值超过7.5时，钴沉淀率提升不明显，而氧化镁提升溶液pH值的效率较低，导致氧化镁用量大幅增加，造成产品钴浓度降低，镁含量升高。推荐反应终点pH值控制在7.4-7.6左右。

2.3 一段沉钴反应温度对钴产品质量的影响

反应条件：反应时间4h、氧化镁配置浓度5%、反应终点pH7.5-7.6，考察一段沉钴反应温度对氢氧化钴主品位及镁含量影响，实验结果见图3。

在实际组建电力调度监控网络的过程中，无论是软件还是硬件的选取，都应留有一定的富余量，即贴近主流技术、稍有超前，确保设备的兼容性和可拓展性，在满足具体调度监控要求的基础上，减少后续系统升级产生的成本投入。

2.4 一段沉钴反应终点PH对钴产品质量的影响

结合上述单因素实验结果，第一段沉钴在反应时间4h，反应温度40℃、反应终点pH值7.5-7.6，氧化镁配置浓度5%的条件下，进行平行验证实验，试验结果见表2。

从表3可以看出，当溶液中的钴离子浓度为1.73g/L时，随着反应温度的升高，产品中的钴含量呈缓慢上升趋势，当温度在40℃时，产品中钴品位可达35%以上，但产品比重逐渐降低，主要原因随着温度的增加，氢氧化钴的粒度随反应温度的升高而变小，氢氧化钴晶粒的成核速率大于其长大速率，导致产品比表面积增加，比重变小。综合考虑氢氧化钴产品质量及发运成本，在上述实验条件范围内，推荐一段沉钴反应温度控制在40℃左右。

从表2可以看出，反应终点pH值控制在7.5-7.6时，随着反应时间的延长，滤液中的钴含量逐渐降低，产品钴含量逐渐升高，当反应时间达到4小时，沉钴后液的钴浓度可降低至0.5g/L左右，氢氧化钴沉淀率可控制在70%左右。考虑基建及设备费用，反应时间推荐4h,产品中含钴35.93%，滤液含钴0.53g/L。

2.5 综合条件试验

反应条件：反应温度40℃、反应时间4h、氧化镁配置浓度5%，考察反应终点pH值对氢氧化钴主品位及镁含量影响，实验结果见图4。

通用土壤流失方程计算得到的土壤侵蚀量为流域年均土壤侵蚀量，而水体悬浮泥沙浓度遥感定量反演获取结果的时间分辨率与遥感影像相一致，因此，需要对这二者进行时间尺度上的统一.对水体悬浮泥沙浓度反演结果求取年平均，以达到时间尺度上的统一，对比结果见图4.

从表2可以看出，反应时间4h，控制反应终点pH值7.5-7.6，氧化镁配置浓度5%，可得到高品质氢氧化钴，产出氢氧化钴氢氧化钴主含量≥35%，镁含量≤6.5%，满足销售要求。

3 生产实践

根据试验优化条件，在沉钴车间开展氢氧化钴工业生产，产出粗制氢氧化钴主含量≥35%，镁含量≤6.5%，满足销售要求。工业生产粗制氢氧化钴低铜萃余液成分见表3；低萃余液经除铁工段后，主要成分见表4；一段沉钴后液主要成分见表5；一段沉钴后所得滤饼经烘干后主要成分见表6。

种群的性比是反映种群结构特点的一个重要指标，它受该物种的自身遗传因素和外界环境的影响［19］。同其他生物一样，雌雄比例是影响草海云南鳅种群密度大小的重要因素之一。草海云南鳅在不同的繁殖季节性比不同，总体的雌雄比约等于1∶5，其中7月的性比为 1∶4.71，3 月性比为 1∶5.12。 由这三个比例推知，在草海云南鳅繁殖季节雄鱼比雌鱼活跃，在所捕获的渔获物中雄鱼的数量较多。雄多雌少的比例充分反映出雄鱼主要集中在产卵的地方，与此同时大幅度提高了雌鱼受精的几率，保证后代的数量，有利于该物种的繁衍。根据解剖的结果得知云南鳅雄性的比例较大，雌性的比例相对较小。

4 结论

低浓度钴料液（1-2g/L）进行沉钴生产作业，通过控制氧化镁配置浓度5%，反应时间4小时，反应温度40℃，反应终点pH值7.4-7.6，可得到高品位氢氧化钴产品，产出粗制氢氧化钴主含量≥35%，镁含量≤6.5%。

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