在现代工业生产中，去除硫酸钴溶液中的金属杂质是至关重要的一步。
简介：硫酸钴产品在工业中用途比较广泛，在涂料工业用作油漆催干剂。陶瓷工业用作彩色瓷器釉药。化学工业用于制造含钴的颜料和作为生产各种钴盐的原料。电池工业用作碱性电池和立德粉的添加剂。此外还可用于电镀钴，制蓄电池、钴颜料、陶瓷、搪瓷、釉彩以及用作催化剂、泡沫稳定剂、催干剂等。
1. 背景
由于国内外钴土矿缺乏，能开发利用的钴资源非常少，钴金属多数是伴生在其他金属矿物中，在提取主金属过程中以钴渣富集物形式产出，国内钴冶炼生产原料主要来源于含钴较高的金属矿物的二次沉钴渣。从钴渣中通过硫酸浸出得到的粗制硫酸钴溶液往往金属杂质含量比较高，硫酸钴溶液需经过深度净化才能生产出合格的硫酸钴产品，常用的钴与镉和锰等金属杂质的的分离方法有沉淀法、萃取法、离子交换法等。
2. 去除硫酸钴溶液中金属杂质
（1）报道一
彭学斌等人研究了用P204萃取脱除硫酸钴溶液中微量金属元素萃取工艺，试验结果表明，在P204有机相组成为25%P204+75%航空煤油，4级逆流萃取，30%NaOH皂化，皂化率75%，萃前液pH值3.5，萃取温度2535℃，萃取相比O/A=1.52/1，混合萃取5min的条件下，P204萃取除杂后硫酸钴溶液中Co/Zn、Co/Mg、Co/Cd、Co/Mn、Co/Fe、Co/Ca的浓度比分别为87516/1、31918/1、79794/1、82212/1、64595/1、67825/1萃取除杂效果均比较好，均可满足生产精制硫酸钴和电钴的要求，且钴直收率可达96.17%。
（2）报道二
彭学斌等人研究了通过控制溶液氧化还原电位氧化脱除粗CoSO4溶液中的Mn2+。利用Na2S2O8(2.08V)、Mn2+(1.3V)、Co2+(1.8V)在溶液中最高氧化还原电位之间的差异，通过控制CoSO4溶液Me-H2O系的氧化还原电位，以Na2S2O8作氧化剂，氧化脱除溶液中的Mn2+。结果表明:在溶液电位为0.4～1.3V、Na2S2O8用量为4倍锰理论物质的量、溶液氧化终点pH为5.0～5.5、Na2S2O8浓度为0.1mol/L、温度为60℃、反应时间为1h、搅拌速度为250r/min条件下，Mn2+最高脱除率达99.5%，钴氧化损失率在5%以内，Mn2+的氧化脱除效果较好。
（3）报道三
彭学斌等人采用Cyanex 272萃取剂从硫酸钴溶液中分离去除镍，在有机相组成为25%Cyanex 272+75%航空煤油(用30%NaOH皂化，皂化率75%)、萃原液pH值4.5～5.0、温度25～35℃、相比1.5～2条件下，经5级逆流萃取，混合萃取时间5 min，然后用1 mol/L硫酸溶液4级反萃取获得反萃取液，钴直收率达99.86%，Ni去除率达95.20%，钴镍分离效果较好。反萃取后的硫酸钴溶液中杂质含量很低，Co/Ni比达368 95，可以满足生产精制CoSO4和电钴的要求。
（4）报道四
徐靖宸等人针对从高浓度硫酸钴料液中分离钴锰相关研究较少的问题，采用P204与TBP形成的混合萃取体系从工业高浓度硫酸钴溶液中萃取分离Ca2+、Co2+、Mn2+，考察了萃取平衡pH、TBP体积分数、萃取相比、有机相皂化度对Ca2+、Co2+、Mn2+萃取率的影响，并通过对有机相的洗涤来分离Ca2+、Co2+、Mn2+。结果表明，以25%P204+10%TBP为萃取剂，65%煤油为稀释剂，在水相平衡pH为3.7，皂化率为45%和相比O/A为1∶2的条件下，Ca2+、Co2+及Mn2+的萃取率分别为88.1%、69.8%和19.3%；再以30g/L硫酸锰溶液为洗涤液，在水相平衡pH为3.5、相比O/A为20∶1、洗涤级数为4的洗涤条件下，负载有机相中Mn2+浓度为7.14g/L，Ca2和Co2+浓度分别仅为0.05g/L和0.14g/L。该工艺有效实现了高浓度硫酸钴溶液中钴、锰、钙的分离。
（5）报道五
彭学斌等人研究了用氟化法沉淀脱除硫酸钴溶液中Ca2+、Mg2+的方法，该方法用NaF作沉淀剂，考察了NaF用量，反应终点pH值，反应温度，搅拌转速等因素对CoSO4溶液中Ca2+、Mg2+脱出率的影响。试验结果表明，在NaF加入量为Ca2+、Mg2+摩尔理论总量的4倍，终点pH值5.5～6.0，反应温度80℃～90℃，搅拌转速300 r/min，反应时间1 h，到达终点pH值后，稳定0.5 h的条件下，Ca2+、Mg2+脱除率分别可达到96.67%，99.54%；Co损失率可以控制在2%以内。
（6）报道六
杨斌等人研究不同吸附条件下新型螯合树脂Monophos对硫酸钴溶液中痕量铁的吸附效果，从热力学角度分析了树脂的吸附机理。结果表明，Monophos吸附除铁后，初始料液中痕量铁的浓度分别从1.12.1mg/L降至0.4-0.9mg/L，铁脱除率可达57%-63%。Monophos对料液中铁的吸附为自发的物理吸附，更符合Langmiur等温吸附模型，随着吸附温度的升高，Monophos对料液中杂质铁的吸附更充分。
参考文献：
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