于金刚 龙长江 （江西核工业兴中科技有限公司， 江西 南昌 330000 ）摘 要: 阐述了一种对碱式碳酸钴合成工艺的改进方案通过大量实验， 证明了合成效果是影响产品品质的关键因素， 确定了判断 合成效果的最直接有效的方法， 并对各种合成条件进行了比对、优化， 得出了较为适宜的生产工艺参数按照此工艺参数进行生产， 可 以得到品质优良的碱式碳酸钴产品 关键词: 碱式碳酸钴； 浓度； 粒； 降速度； 洗涤水； PH 值碱式碳酸钴[2CoCO3·3Co（OH）2·H2O]是一种紫红色棱柱状粉 末， 溶于稀酸及液氨， 几乎不溶于冷水， 在热水中分解用于催化 剂及制钴盐原料， 陶瓷工业着色剂， 电子、磁性材料的添加剂本 文所提出的工艺是先合成过程产品浆状碱式碳酸钴， 然后洗涤除 杂， 压干， 烘干得到成品经过大量实验发现， 使用该工艺生产， 其 第一步合成浆状碱式碳酸钴是至关重要的一步， 碱式碳酸钴颗粒 越大越易于沉降， 洗涤效果越好， 得到的产品杂质就越低温度 80℃， PH=7.2 时， 反应沉淀较完全， 碱式碳酸钴转化率高， 过滤、洗 涤水清澈不出现红色， 减少钴的流失同时还发现了简单检验合 成效果的方法,即沉降速度法， 这个方法可初步判断合成效果。
其 次， 洗涤中间产品浆状碱式碳酸钴时， 通过对洗涤水电导率的监 控， 也可初步判断洗涤效果如果碱式碳酸钴洗涤合格， 烘干成碱 式碳酸钴粉末产品质量就可以得到保证使用改进后工艺所制得 的碱式碳酸钴， 杂质 （特别是 Na+） 含量明显比改进前低， 产品品 质达到国内同行业领先水平 1 反应机理 该工艺反应过程较为简单， 经过中和反应就可以得到目的产 品反应方程式如下： CoCl2 6H2O＋ Na2CO3→2CoCO3 3Co（OH）2 H2O＋NaCl 2 工艺流程图 图 1 生产工艺流程图Cmin:碱式碳酸钴最小成核时的浓度 Cs:碱式碳酸钴溶质的溶解度 过饱和度使溶液处在一种极不稳定的状态下,在这种状态下 成核迅速,成核速度大于生长速度， 最终形成细小的晶体颗粒 当生长速度大于成核速度时, 晶核生长最终形成颗粒较粗的 晶粒 2） 物料浓度、加料方式、合成温度、终点 PH 值的影响 表 1 试验方案及结果注： a.15g 氯化钴、9g 纯碱分别溶于 170ml 水时的物料浓度记为 122.5g 氯化钴、13.5g 纯碱分别溶于 170ml 水时的物料浓度记为 1.5。
30g 氯化钴、18g 纯碱分别溶于 170ml 水时的物料浓度记为 2b.把沉淀剂加到金属盐溶液中,统称为“顺加法”,把金属盐加 到沉淀剂中, 统称为“逆加法”,而把盐溶液和沉淀剂同时按比例 加到中和反应器中,则统称为“并加法” 由表 1 可知， 反应原料浓度为 1.5,终点 PH 值控制在 7.20， 反 应温度 80℃时，Na+含量较低、沉淀较完全转化率较高 根据上述结论， 我们相应的在生产合成工艺参数上进行了改 进，合成的碱式碳酸钴能在 250ml 的量筒里， 1 小时沉降 120～ 200ml,过滤洗涤水清澈无红色，Na+低， 这比以往工艺有了较大的 提高通过实验与平常的生产数据可以得出， 合成碱式碳酸钴颗 粒越大， 越易于沉降， 洗涤效果也越好， 得到的产品纯度就越高 （杂质就越低 ） 3.2 简单监控洗涤效果的方法1） 测量流出板框的洗涤水的电导率由于 Na2CO3,NaCl 是全 电离的盐类， 如果洗涤水里这两种盐少， 则电导率低， 说明洗涤效 果好 2 ） 定性测定中间产品碱式碳酸钴中的 Na+通过抽样在实验 室里用原子吸收标准加入法测钠， 由此判断中间产品是否合格。
通过上述的一些简单方法， 就可以检测监控洗涤效果及中间 产品的合格性 4 结果与讨论 4.1 工艺过程讨论及分析 本文提出的工艺是从钴盐出发， 先制备中间过程产品浆状碱 式碳酸钴， 再经洗涤、压干、烘干制备出产品， 所得 （下转 89 页 ）3 工艺改进过程的条件试验、生产过程监控 3.1 碱式碳酸钴合成的影响因素 经过反复实验， 发现碱式碳酸钴合成效果是决定最终产品质 量的最关键因素， 而合成效果最直观的表现就是沉淀物颗粒的大 小通过查阅了大量有关资料.了解到影响碱式碳酸钴沉淀粒度有 很多因素， 主要有以下几点： 1 ） 过饱和度的影响 图中，Cmax:碱式碳酸钴临界极限过饱和时的浓度图 2 过饱和度的影响科技论坛89民营科技 2 0 1 2 年第 5 期EDTA 定量释放出来，且过量的部分不影响交流示波极谱图形， 在本分析中为理想的掩蔽剂. 3.3 沉淀剂的选择 焦磷酸盐及正磷酸盐的连续测定中， 在 pH 为 3.8 时， 锌标准表 1 测得值及相对标准偏差溶液中的 Zn2+ 离子与 P2O7 离子生成 Zn2P2O7 沉淀， 沉淀完全4-在氨性溶液中,Mg2+ 与 PO4 离子生成沉淀 MgNH4PO4·6H2O,3-KSP（MgNH4PO4）=2.5×10-13， 沉淀得很完全。
如果磷酸氨镁沉淀不 多， 可以不过滤， 冷至 30~40℃ 就可直接滴定 3.4 滴定剂的选择EDTA 与 Zn2 + 配位生成配合物的稳定常数 lgK 为 16.50； 与 Mg2+配位生成配合物的稳定常数 lgK 为 8.7， 在氨性缓冲剂中可以 进行准确滴定 3.5 镀液分析结果表 1 数据说明， 本方法测得的数据精密度高； 表 2 数据说明， 本方法与指示剂法分析结果进行比较，分析结果的准确度较好 因此， 该法经济实用且无污染， 可满足工业分析的要求， 是一种快 速、简便、能准确测定镀铜锡合金电镀液中铜、锡及正磷酸盐、焦 磷酸盐含量的新方法表 2 本法与指示剂法分析结果对照参考文献 [ 1] 高鸿示波极谱滴定[ M ] 上海: 上海科学技术出版社1985. [ 2] 秦淑琪, 何英. 汞膜电极交流示波极谱滴定法快速分析锌电解 液[ J ] 化学世界1998. [ 3] 戴永盛. 电镀溶液分析基础知识 （Ⅰ） [ J ] . 电镀与精饰， 2003 （04 ） . [ 4] 吴双成. 电镀溶液分析中的取样[ J ] . 电镀与涂饰， 1994 （02 ） .（上接 87 页 ）扎实的专业基础知识背景， 需要各个行业方向的专家、学者共同 探讨、实践， 带动防雷技术的发展进步， 保障智能建筑及其内部各 个系统可靠、安全运行。
参考文献 [ 1] G B50057一 94 （2000版 ）建筑物防雷设计规范[ S] . 国家技术 监督局, 中华人民共和国建设部联合发布, 1994.[ 2] 钟万强, 肖稳安等. 建筑物雷电灾害风险评估的标准, 体系和方 法[ J ] 防雷,2003. [ 3] 傅正财, 叶蜚誉译. 低压系统防雷保护[ M ] . 北京: 中国电力出版 社2005. [ 4] 姚斯里， 吴俊宁， 顾晓现代智能建筑及其雷电防护探析[ J ] 大科 技， 2011.（上接 95 页 ）的产品成本低， 质量稳定通过对过程产品进行快捷、有效监控， 确保最终产品的合格通过实验， 碱式碳酸钴合成效果是决定产 品质量的最关键因素， 对各种反应条件进行了比对、优化， 得出了 较为适宜的工艺参数特别是通过沉降速度就可以反应出合成效 果的好坏， 沉降快， 则合成的碱式碳酸钴颗粒大， 易于洗涤， 产品 质量就更容易得到保证， 以下是日常生产监控中， 测得的沉降高 度 （250ml 量筒中进行沉降 ） 与洗涤效果的关系表 （部分 ） ： 表 2 沉降高度与洗涤效果表 3 的数据表明， 用改进后的工艺生产出来的产品合格率大 大提高。
5 结论 通过合成条件的分析、对比、优化， 确立反应体系的物料浓度 为 1.5,终点 PH 值为 7.20， 反应温度 80℃， 所得产品浆状碱式碳酸 钴再通过洗涤、压干、烘干， 最终得到产品该工艺生产出的产品 中杂质含量 （主要是 Na） 低， 工艺简捷易操作， 生产成本低， 生产效 率高， 产品质量稳定， 投入市场后， 深得用户的信赖和好评， 为公 司创造良好的经济效益和社会效益参考文献 [ 1] 张立， 王振波， 余贤旺， 吴冲浒等. 碱式碳酸钴的热离解过程与 形貌继承性[ J ] 粉末冶金材料科学与工程2010 （6 ） . [ 2] 周世昌.永磁铁氧体纳米添加剂的研究[ J ] .磁性材料与器件， 2002， 33 （2 ） : 8-13. [ 3] 陈丽娟. 负载型 Co-s al en 催化剂制备及其苯胺氧化羰化性能 研究[ J ] 华中科技大学2008. [ 4] 李冠军, 王同敏. 液相法合成碳酸钴的过程控制[ J ] . G AN SU M ET ALLU R GY Vol29 N o.4 .Aug ,2007 . [ 5] 蔡秀兰， 林维明.沉淀方式对 N i -Cu/ZrO 2-CeO 2-Al 2O 3 催 化剂甲烷自热重整制氢性能的影响[ J ] . 石油化工2010 （4 ） .由表 2 的数据可以看出， 沉降的好坏直接影响产品 Na+的含量。
4.2 与以前产品的比较 按上述改进后工艺所生产的产品与改进前产品的质量进行 比较， 比较结果如下： 表 3 工艺改进前后产品合格率矍。