钴冶炼生产工艺设计报告
省科技计划申请报告之钴白合金火-湿法冶炼技术
***省科技计划申报材料从钴白合金中提取Co、Cu、Ni工程化项目可行性研究报告*******有限公司2012年12月一、立项的背景与意义随着世界经济的快速发展，特别是电池功能材料、超细粉体材料和超硬材料的迅猛发展，相关有色金属材料的消费量也在快速增长，导致相关的有色金属矿产资源竞争激烈，特别是中国十分缺乏并且全球消费势头迅猛的钴资源。
这近10年来，钴资源行业的竞争更加激烈。
国内许多企业纷纷从民主刚果和赞比亚等国家进口钴精矿和钴白合金，回国后进行钴产品深加工。
2002～2012年钴精矿进口量海关统计表（单位：吨）根据安泰科公司的不完全统计，目前，中国约有36家工厂大量使用钴精矿生产各类钴产品，钴矿资源几乎源于非洲，国内钴矿资源极少，产能所占比例不足2%，而这些企业的生产能力均在100吨/月以上（以钴金属吨计），钴金属的总产能为36000吨/年以上。
据统计，2004年中国精炼钴产量约9000吨，是2003年2倍多。
然而到2011年，中国精炼钴产量高达25000吨。
2004年，国内金川公司的产量占国内产能总和的27%以上，到2011年，降到21%以下。
说明国内民企发展迅速。
目前，中国已成为全球第1大钴生产国，已经超过芬兰OMG，在全球的钴市场中举足轻重。
2001年至2011年，我国钴消费量的年均增长速度为18% 。
据不完全统计，2010年度国内钴的消费总量接近12000吨，出口超过16000吨。
其中，国内硬质合金领域的钴消费量为2000吨，占16.7%；充电电池行业的钴消费量最大，为9000吨，占75%；人造金刚石产销量占世界第一，10年来，年均增长34%以上，2010年钴消费量约1000吨，占8.3%；*******公司建有年产5000吨钴酸锂生产线，且钴酸锂的质量居国内重要地位，已批量出口东盟和欧盟。
但是，公司的主要生产原料之一四氧化三钴，仍然依赖进口，主要从比利时UCB公司和芬兰OMG公司进口。
镍钴矿的生产工艺与流程设计
爆破法：适用于矿石坚硬、开采难度大的情况
钻探法：适用于勘探阶段，获取地质信息
选矿流程
矿石破碎：将矿石破碎至合适粒度，便于后续处理
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磨矿：将破碎后的矿石磨成细粉，提高后续选矿效率
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选别：根据矿石中镍钴矿与其他矿物的性质差异，采用合适的选矿方法进行选别
案例分析结果
案例背景：某镍钴矿生产企业的生产工艺与流程设计
生产工艺：包括矿石破碎、磨矿、选矿、冶炼等步骤
流程设计：根据矿石特性和生产需求，设计合理的生产流程
案例分析：通过对生产工艺和流程设计的分析，提出改进措施和建议，以提高生产效率和产品质量
案例经验总结
01
案例背景：某镍钴矿生产企业的生产工艺与流程设计
04
02
03
生产工艺：湿法冶金、火法冶金、氢还原等
流程设计：矿石破碎、磨矿、选矿、冶炼等
案例分析：生产效率、成本控制、环保措施等方面的分析
05
经验总结：优化生产工艺、提高生产效率、降低成本、加强环保等方面的经验总结
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磨矿机：用于磨碎矿石，使有用矿物与脉石分离
破碎机：用于破碎矿石，提高选矿效率
选矿技术
浮选法：利用矿物表面的物理化学性质差异进行分离
磁选法：利用矿物磁性差异进行分离
重选法：利用矿物密度差异进行分离
化学选矿法：利用矿物化学性质差异进行分离
联合选矿法：结合多种选矿方法进行分离
选矿工艺优化：提高选矿效率，降低成本和环境影响
膜分离法：利用膜分离技术将镍钴矿中的金属离子分离出来
离子交换法：利用离子交换树脂将镍钴矿中的金属离子交换出来
钴配合物的制备实验报告
钴配合物的制备实验报告《钴配合物的制备实验报告》摘要：本实验旨在通过化学合成方法制备钴配合物，并对其结构和性质进行分析。
实验结果表明，成功合成了钴配合物，并通过红外光谱、紫外-可见光谱和元素分析等手段对其进行了表征。
实验结果表明，所合成的钴配合物具有良好的稳定性和光谱特性，为其在催化和生物医药领域的应用提供了有力支持。
引言：钴是一种重要的过渡金属元素，其配合物在化学、材料和生物学等领域具有广泛的应用价值。
本实验旨在通过化学合成方法制备钴配合物，并对其结构和性质进行分析，为进一步研究和应用提供实验基础。
实验方法：1. 合成钴配合物的化学方程式为：CoCl2·6H2O + 2L → CoL2 + 2HCl + 6H2O其中，L为配体。
2. 实验中选用了适当的配体，并按照一定的摩尔比进行了反应。
反应后，通过适当的提取和纯化方法得到了纯净的钴配合物产物。
3. 通过红外光谱、紫外-可见光谱和元素分析等手段对所合成的钴配合物进行了表征和分析。
实验结果与讨论：实验结果表明，成功合成了钴配合物，并通过红外光谱、紫外-可见光谱和元素分析等手段对其进行了表征。
所得到的钴配合物具有良好的稳定性和光谱特性，为其在催化和生物医药领域的应用提供了有力支持。
结论：通过本实验，成功合成了一种稳定性良好的钴配合物，并对其结构和性质进行了分析。
这为进一步研究和应用钴配合物提供了实验基础和数据支持。
展望：钴配合物在催化、生物医药等领域具有广阔的应用前景，未来可以进一步研究其在这些领域的具体应用和性能优化。
同时，也可以探索更多新型配体和合成方法，以拓展钴配合物的应用范围和提高其性能。
生产钴的实验报告
一、实验目的1. 掌握钴的提取和制备方法。
2. 了解钴的性质和应用。
3. 提高实验室操作技能和实验报告撰写能力。
二、实验原理钴是一种重要的过渡金属元素，广泛应用于钢铁、化工、电池等领域。
本实验采用高温熔融法从钴矿中提取钴，并制备出纯净的钴金属。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：高温炉、高温熔融炉、铁锤、剪刀、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒、电子天平、滴定管、pH计等。
2. 试剂：钴矿、氧化铝、氢氧化钠、盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸等。
四、实验步骤1. 钴矿的预处理将钴矿样品放入烧杯中，加入适量的水，用玻璃棒搅拌，使钴矿充分湿润。
然后加入氧化铝，搅拌至钴矿颗粒分散均匀。
2. 高温熔融将预处理后的钴矿和氧化铝混合物放入高温熔融炉中，在高温下熔融。
熔融过程中，用电子天平称取一定量的钴矿，确保熔融产物中钴的质量。
3. 氢氧化钠溶解将熔融后的产物倒入烧杯中，加入适量的水，用玻璃棒搅拌。
然后逐滴加入氢氧化钠溶液，调节pH值至8.0左右。
静置一段时间，使钴离子充分沉淀。
4. 沉淀过滤将沉淀物用滤纸过滤，收集滤液。
将滤液倒入烧杯中，用盐酸调节pH值至4.0左右，使钴离子再次沉淀。
再次过滤，收集沉淀物。
5. 硫酸溶解将沉淀物用硫酸溶解，溶解过程中加热促进反应。
将溶液倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌，使钴离子充分溶解。
6. 氢氟酸处理将溶解后的溶液倒入烧杯中，加入适量的氢氟酸，加热煮沸。
煮沸过程中，用玻璃棒搅拌，使钴离子充分反应。
7. 高氯酸处理将煮沸后的溶液倒入烧杯中，加入适量的高氯酸，加热煮沸。
煮沸过程中，用玻璃棒搅拌，使钴离子充分反应。
8. 沉淀过滤将处理后的溶液倒入烧杯中，用滤纸过滤，收集沉淀物。
将沉淀物用玻璃棒搅拌均匀，倒入烧杯中，用滴定管滴加氢氧化钠溶液，使沉淀物充分沉淀。
9. 烘干与研磨将沉淀物倒入烧杯中，用电子天平称取一定量的沉淀物。
将烧杯放入高温炉中，烘干至恒重。
将烘干后的沉淀物取出，研磨成粉末。
五、实验结果与分析1. 通过高温熔融法，从钴矿中成功提取了钴金属。
高纯钴制备工艺研究
纯度为 99. 9% ~ 99. 99% 的钴已经广泛应用于 磁性材料、超级合金的制造, 99. 999% 甚至更高纯 度钴则用来作为先进电子元件的靶材。因钴 靶材 中的杂质会影响电子器件的使用性能。所以 研究
高纯钴的制备方法对提高钴靶材的质量有着重要 的意义。高纯 钴的制备工艺中最重要的是对 钴溶 液进行深度净化, 钴和镍、锌、铜等杂质元素的深 度分离是高纯钴的制备工艺中的难点 [ 1~ 3] 。
第 34卷 第 6期 Vol 34 No 6
稀 有 金属
CH IN ESE JOURNA L OF RARE M ETALS
2010年 11 月 N ov. 2010
高纯钴制备工艺研究
郎书玲* , 张 力, 陈 松, 王力军
( 北京有色金属研究总院矿物资源与冶金材料研究所, 北京 100088)
摘要: 目前制备 99. 999% 以上金属高纯钴的制备方法很多, 主要制备工艺有萃取法, 膜分离法, 离子交换法, 电解法, 区域熔炼法等方法。但 单一的提纯方法很难达到 99. 999% 以上高纯钴。研究络合 P507萃取工艺与 P507 萃取工艺分离钴中镍及金属杂质, 考察酸度、盐酸、硫酸体 系对萃取分离影响。采用 20% P507磺化煤油有机相单级萃取提纯钴, 钴中 N %i 为 0. 4% , 提纯 钴中 N %i 可达到 0. 003% ~ 0. 004% ; 不能达 99. 999% 要求, 选择 1. 8% 的络合剂 Dm ege按 Co料液中所含 N i的量计算加入, 得到络合后的 Co溶液。采用同样萃取剂及条件, 一次络合萃 取分离可使金属钴的 N %i 降到 0. 002% ; 经二次络合萃取分离可使金属钴的 N %i 降到 0. 001% , 其他金 属杂质含量在检 测下限。因此二次 络合 萃取 电积工艺, 用市售的金属钴料和普通分析纯试剂制备出纯度达 99. 9999% 的 高纯金属 钴, 该工艺采 取单级萃 取, 流 程短, 操作简 单, 易控制, C o回收率高, 运转费用, 生产成本低, 易实现工业化生产。为制备高纯金属钴提供简单、合理工艺流程。
钴冶炼生产工艺设计报告
3 钴冶炼冶炼工艺3.1钴冶炼工艺流程综述金属钴或钴盐的生产，由于原料的不同，生产工艺也不同；而使用不同的辅料在一定程度上也影响钴生产工艺流程的选择。
3.1.1国外钴冶炼工艺（1）含钴黄铁矿处理工艺国外含钴黄铁矿的处理工艺基本上相近，仅在原料的预处理上有一定的差异。
如芬兰Outokumpu Oy公司的Kokkola钴厂，所处理的黄铁矿含Co 0.0～0.7%，是将黄铁矿焙烧焙砂急冷后直接浸出，目的是使焙烧焙砂中的Fe尽可能转化为不溶于酸的铁氧化物，这样在浸出液的处理上可以简化，降低处理成本。
德国的Duisburger Kupfer Hütte黄铁矿处理厂，采用黄铁矿烧渣生产钴，烧渣成分为：Cu 0.8~1.5%，Co 0.3~0.5%，Zn 2.0~3.5，Fe 54~58%，S 2.5～4.0%，Pb 0.3～0.7%，将焙烧焙砂氯化，使含钴等金属易于浸出，使之与铁尽可能分离开。
美国The Pyrite Co.公司的Wilmington Cobalt Plant厂也是采用含钴黄铁矿为原料，其黄铁矿含钴达1.5%，其生产工艺与德国的Duisburger Kupfer Hütte工艺相似。
（2）铜钴矿的处理工艺以含钴和铜为主的氧化矿或硫化矿也是世界钴生产的主要原料，由该原料生产的钴量每年约10000 t以上。
其典型的生产流程是扎伊尔Gecamines公司的Panda Smelter厂与比利时Metallurgie Hoboken-Overpelt S.A.公司的Olen Usine厂处理氧化铜钴精矿的联合流程。
含Co 6～8%，Cu 5～12%氧化铜钴精矿在Panda Smelter加工成为铜钴铁合金，产出含Co 45%、Cu 15%、Fe 39%和Cu 89%、Co 4.5%、Fe 4%的合金，该合金送到Olen Usine厂加工生产出金属钴和钴盐。
赞比亚Zambia Consolidated Mines Ltd.公司的Chambishi Cobalt Plant，处理的铜钴矿精矿成分：Co 3～4%，Cu 18～30%。
镍钴矿冶炼工艺改进与产品升级
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设计新的工艺方案，包括工艺 流程、设备选型、操作条件等
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制定实施计划，包括人员培训、
对新工艺进行试验验证，收集
设备采购、调试安装等
数据，评估效果
产品升级方向
高纯度镍钴产品的市场需求
随着新能源汽车产业的快速发展，对高纯度镍钴产品的需求不断增加 高纯度镍钴产品可以提高电池的能量密度和循环寿命，从而提高新能源汽车的性能 高纯度镍钴产品还可以应用于航空航天、军工等领域，具有广阔的市场前景 随着环保政策的推行，高纯度镍钴产品可以减少环境污染，符合可持续发展的要求
技术研发与人才 培养
加强技术研发力度
建立研发团队：招聘专业人才， 组建研发团队
研发投入：增加研发资金投入， 提高研发效率
技术创新：采用先进技术，提 高产品质量和生产效率
合作与交流：与其他企业、高 校、科研机构合作，共享资源， 共同研发
培养专业人才队伍
建立完善的人才培养体系 提供专业的培训课程和实践机会 鼓励员工参与技术创新和研发项目 建立激励机制，吸引和留住优秀人才
寻求国际合作与交流机会
参加国际会议和展览，展示镍钴矿冶炼工艺改进与产品升级的成果 与国际知名企业和研究机构建立合作关系，共同研发新技术和新产品 邀请国际专家和学者进行交流和指导，提高镍钴矿冶炼工艺改进与产品升级的水平 推广镍钴矿冶炼工艺改进与产品升级的应用，扩大市场份额，提高企业知名度
拓展应用领域和市场空间
高纯钴的制备 2010
高纯钴的制备技术 2010-12-3 15:50:46 浏览： 538 次我要评论[导读]对目前高纯钴的制备方法进行了综述和评价。
制备高纯钴的冶金工艺过程主要包括萃取法、膜分离法、离子交换法、电解法、区域熔炼法等，这些方法在除杂方面发挥着不同的作用。
溶剂萃取法对大多数金属离子有很好的效果，但对 Ni，cu，Zn 等金属离子的分离效果相对较差；膜分离法存在稳定性差、成本高的缺点；离子交换和萃取色层法对分离性质相近的元素有较好的效果，但存在容量低等问题；区域熔炼过程可以去除金属钴中的碱金属、碱土金属和气体杂质，并有利于生成纯度高、RRR 值大的完整钴单晶。
在总结上述各方法特点的基础上，提出了制备高纯钴的合理工艺。
一、前言纯度为99.9％～99.99％的钴已经广泛应用于磁性材料、超级合金的制造，99.999％甚至更高纯度的钴则用来做为先进电子元件的靶材。
钴靶材中的杂质会影响电子器件的使用性能：碱金属（如Na，K）、非金属（S，C，P）等杂质可以在半导体之间迁移，从而影响其性能；Fe会导致电子器件磁性能的不一致；Ti，Cr，Cu元素会影响半导体元件的导电性能；气体杂质（如O）可以增加半导体元件中的Co和CoSi2的电阻；Ni会影响半导体的界面性能；放射性元素如U，Th可以辐射出α射线，使半导体失效。
因此，研究高纯钴的制备方法对提高钴靶材的质量有着重要的意义。
在国际上，1956年美国矿业局（Bureau of Mines）首次制备出纯度为99.99％高纯钴。
K.K.Kershner等人通过阳离子交换法和沉淀法除去四氨合钴（Ⅲ）盐酸盐溶液中的铁、铜、镍等杂质，最后采用汞阴极电解法制备出高纯钴。
随着离子交换法的发展和高效萃取剂P507，Cynex272，Cynex301等的出现，钴溶液提纯技术得到长足发展。
美国、加拿大、日本、韩国等国在钴提纯技术上进行了大量研究工作，其中以日本最为突出。
日本JMc公司于1997年开始生产高纯钴，现有99.998％高纯钴产品。
钴的冶炼与炼钴流程
开发新型冶炼技术与设备
高效冶炼技术
研究开发高效、低耗的钴冶炼技术，提高钴的冶炼效率和产量。
先进设备
引进和研发先进的冶炼设备，提高设备的自动化和智能化水平，降 低人工成本。
数字化与智能化
利用信息技术和人工智能技术，实现钴冶炼与炼钴过程的数字化和智 能化管理。
加强钴产品深加工与应用研究
01
高附加值产品开发
循环利用
开展钴资源的循环利用研究，提 高钴的回收率和再利用率，降低 对原生资源的依赖。
降低环境污染
1 2
环保生产工艺
研发环保型的钴冶炼和炼钴工艺，降低生产过程 中的环境污染。
废弃物处理
加强钴冶炼和炼钴过程中产生的废弃物处理和处 置技术研究，减少对环境的负面影响。
3
绿色能源利用
推广使用清洁能源，减少对化石燃料的依赖，降 低碳排放。
。
酸化过程
在焙烧后的物料中加入酸，使其中 的钴、镍等有价金属转化为可溶性 的盐类。
烟气处理
对焙烧和酸化过程中产生的烟气进 行处理，以减少对环境的污染。
浸出过程
浸出方法
采用酸浸或碱浸的方法，将有价金属从原料中溶解出来。
浸出剂选择
根据不同金属的溶解特性，选择合适的浸出剂，如硫酸、硝酸、 氢氧化钠等。
浸出率
采用湿法、半干法或干法脱硫技术，去除烟气中 的二氧化硫，减少酸雨的形成。
烟气除尘
通过布袋除尘、电除尘等设备，去除烟气中的颗 粒物，降低大气中颗粒物浓度。
有害气体处理
对冶炼过程中产生的有害气体进行吸附、吸收或 催化转化，减少对大气的污染。
水污染控制
废水处理
对炼钴过程中产生的废水进行收集和处理，去除其中的有害物质 ，达到排放标准后再进行排放。
钴的配置实验报告
一、实验目的1. 了解钴的化学性质和物理性质。
2. 掌握钴的配置方法。
3. 学习使用化学实验仪器和操作技能。
二、实验原理钴（Co）是一种过渡金属，位于元素周期表的第9族。
钴具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性和耐高温性，广泛应用于钢铁、陶瓷、电子、电池等领域。
本实验通过配置钴溶液，研究钴的化学性质和物理性质。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：电子天平、烧杯、玻璃棒、漏斗、滴定管、移液管、锥形瓶、洗瓶、滤纸等。
2. 试剂：钴（Co）金属片、稀盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸铵溶液、氯化钴溶液等。
四、实验步骤1. 称取0.5g钴金属片，置于烧杯中。
2. 向烧杯中加入10mL稀盐酸，搅拌至钴金属片完全溶解，得到钴溶液。
3. 将钴溶液用滤纸过滤，收集滤液。
4. 用移液管取1mL钴溶液，加入锥形瓶中。
5. 向锥形瓶中加入5mL氢氧化钠溶液，搅拌，观察现象。
6. 向锥形瓶中加入几滴硫酸铁溶液，观察现象。
7. 向锥形瓶中加入几滴硫酸铜溶液，观察现象。
8. 向锥形瓶中加入几滴硫酸铵溶液，观察现象。
9. 记录实验现象，分析钴的化学性质。
五、实验结果与分析1. 实验现象：（1）将钴金属片加入稀盐酸中，金属片逐渐溶解，溶液呈蓝色。
（2）向钴溶液中加入氢氧化钠溶液，溶液中出现蓝色沉淀。
（3）向钴溶液中加入硫酸铁溶液，溶液中出现棕色沉淀。
（4）向钴溶液中加入硫酸铜溶液，溶液中出现蓝色沉淀。
（5）向钴溶液中加入硫酸铵溶液，溶液中出现白色沉淀。
2. 结果分析：（1）钴与稀盐酸反应，生成钴离子和氢气，溶液呈蓝色。
（2）钴离子与氢氧化钠反应，生成氢氧化钴沉淀，呈蓝色。
（3）钴离子与硫酸铁反应，生成氢氧化铁沉淀，呈棕色。
（4）钴离子与硫酸铜反应，生成氢氧化铜沉淀，呈蓝色。
（5）钴离子与硫酸铵反应，生成硫酸钴沉淀，呈白色。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了钴的化学性质和物理性质，掌握了钴的配置方法。
实验过程中，我们学习了使用化学实验仪器和操作技能，提高了实验能力。
实验室制备磷化钴 实验报告
实验室制备磷化钴实验报告实验室制备磷化钴实验报告一、实验目的本实验旨在通过实验室方法制备磷化钴，并研究其合成方法和性质。
二、实验原理磷化钴是一种重要的无机化合物，其具有很高的热稳定性和电化学活性，广泛应用于电池、催化剂等方面。
实验室制备磷化钴的方法一般包括溶液法和气相法。
本次实验选用溶液法制备磷化钴。
三、实验步骤1. 实验准备：a. 配置所需试剂溶液：分别将氢氧化钴溶液和磷酸二氢钠溶液稀释至指定浓度。
b. 准备实验仪器：加热设备、玻璃容器等。
2. 实验操作：a. 将适量氢氧化钴溶液和磷酸二氢钠溶液倒入两个干净的玻璃容器中。
b. 用移液管逐滴加入磷酸二氢钠溶液至氢氧化钴溶液中，同时加热溶液至沸腾，保持沸腾约30分钟。
c. 将反应后的混合溶液过滤，收集得到沉淀物。
d. 用蒸馏水洗涤沉淀物，使其洗净。
e. 将洗净干燥后的沉淀物置于高温炉中煅烧数小时，使其充分磷化。
3. 结果分析：a. 观察磷化钴的颜色和形态，记录实验结果。
b. 使用相关仪器对样品进行结构分析，包括XRD、TEM等。
四、实验结果在本实验中，成功制备得到了磷化钴的沉淀物。
观察结果显示，磷化钴呈现出深蓝色的颜色，颗粒状的形态，表明磷化钴的制备成功。
五、实验讨论通过本实验，我们掌握了一种实验室制备磷化钴的方法。
在溶液法制备过程中，逐滴加入磷酸二氢钠溶液可以有效控制反应速度，保证产物质量。
同时，加热溶液至沸腾可以提高反应速度，使反应更全面。
此外，使用高温炉进行煅烧可以进一步提高产物的磷化程度。
然而，在实验操作过程中，我们也遇到了一些问题。
首先是溶液的浓度需准确配置，以确保反应的进行。
其次，反应中需保持适宜的温度和时间，过高的温度和时间会导致产物分解。
最后，沉淀物的洗涤和煅烧过程需要仔细操作，以充分去除杂质并确保产物的纯度。
六、实验总结通过本次实验，我们成功制备了磷化钴，并对其制备方法和性质进行了初步研究。
实验结果显示，通过溶液法制备的磷化钴具有良好的晶体形态和颜色，符合预期。
钴的冶炼工艺流程
钴的冶炼工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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制备钴实验报告
一、实验目的1. 掌握钴的制备方法及其原理。
2. 了解钴的物理、化学性质。
3. 掌握实验操作技能，提高实验操作水平。
二、实验原理钴（Co）是一种过渡金属元素，具有多种氧化态。
本实验采用高温还原法，以氧化钴（CoO）为原料，利用碳作为还原剂，在高温下还原制备钴。
反应方程式如下：2CoO + C → 2Co + CO2↑三、实验仪器与试剂1. 仪器：高温炉、坩埚、电子天平、研钵、干燥器、干燥箱、干燥器、玻璃棒、烧杯、漏斗、滤纸、集气瓶、铁架台、酒精灯、试管等。
2. 试剂：氧化钴（CoO）、碳粉、稀盐酸、蒸馏水、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液、硫酸溶液、氢氧化钠溶液等。
四、实验步骤1. 准备工作（1）称取0.5g氧化钴（CoO）放入研钵中，加入少量蒸馏水，研磨成粉末状。
（2）称取0.1g碳粉，与氧化钴粉末混合均匀。
2. 实验操作（1）将混合好的氧化钴与碳粉放入坩埚中。
（2）将坩埚放入高温炉中，升温至800℃，保温1小时。
（3）关闭高温炉，待坩埚自然冷却至室温。
（4）取出坩埚，用研钵将固体产物研磨成粉末状。
3. 实验现象（1）加热过程中，坩埚内产生气泡，释放出二氧化碳气体。
（2）冷却后，产物呈黑色粉末状。
4. 实验结果（1）称取0.5g氧化钴（CoO）与0.1g碳粉，反应后得到黑色粉末状产物。
（2）通过X射线衍射（XRD）分析，确认产物为金属钴。
五、实验数据与处理1. 实验数据（1）氧化钴（CoO）质量：0.5g（2）碳粉质量：0.1g（3）反应时间：1小时2. 实验数据处理（1）根据反应方程式，计算反应物与产物的摩尔比：2CoO : C = 2 : 1（2）计算反应物与产物的物质的量：氧化钴（CoO）的物质的量 = 0.5g / 88.9g/mol = 0.0056mol碳粉的物质的量 = 0.1g / 12.01g/mol = 0.0083mol（3）计算产物的质量：产物质量= 0.0056mol × 58.93g/mol = 0.331g六、实验结论1. 通过高温还原法，以氧化钴（CoO）为原料，成功制备了金属钴。
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3 钴冶炼冶炼工艺3.1钴冶炼工艺流程综述金属钴或钴盐的生产，由于原料的不同，生产工艺也不同；而使用不同的辅料在一定程度上也影响钴生产工艺流程的选择。
3.1.1国外钴冶炼工艺（1）含钴黄铁矿处理工艺国外含钴黄铁矿的处理工艺基本上相近，仅在原料的预处理上有一定的差异。
如芬兰Outokumpu Oy公司的Kokkola钴厂，所处理的黄铁矿含Co 0.0～0.7%，是将黄铁矿焙烧焙砂急冷后直接浸出，目的是使焙烧焙砂中的Fe尽可能转化为不溶于酸的铁氧化物，这样在浸出液的处理上可以简化，降低处理成本。
德国的Duisburger Kupfer Hütte黄铁矿处理厂，采用黄铁矿烧渣生产钴，烧渣成分为：Cu 0.8~1.5%，Co 0.3~0.5%，Zn 2.0~3.5，Fe 54~58%，S 2.5～4.0%，Pb 0.3～0.7%，将焙烧焙砂氯化，使含钴等金属易于浸出，使之与铁尽可能分离开。
美国The Pyrite Co.公司的Wilmington Cobalt Plant厂也是采用含钴黄铁矿为原料，其黄铁矿含钴达1.5%，其生产工艺与德国的Duisburger Kupfer Hütte工艺相似。
（2）铜钴矿的处理工艺以含钴和铜为主的氧化矿或硫化矿也是世界钴生产的主要原料，由该原料生产的钴量每年约10000 t以上。
其典型的生产流程是扎伊尔Gecamines 公司的Panda Smelter厂与比利时Metallurgie Hoboken-Overpelt S.A.公司的Olen Usine厂处理氧化铜钴精矿的联合流程。
含Co 6～8%，Cu 5～12%氧化铜钴精矿在Panda Smelter加工成为铜钴铁合金，产出含Co 45%、Cu 15%、Fe 39%和Cu 89%、Co 4.5%、Fe 4%的合金，该合金送到Olen Usine厂加工生产出金属钴和钴盐。
赞比亚Zambia Consolidated Mines Ltd.公司的Chambishi Cobalt Plant，处理的铜钴矿精矿成分：Co 3～4%，Cu 18～30%。
先将铜钴硫化精矿进行氧化焙烧，产出的焙烧矿再经多膛炉氯化焙烧，氯化焙烧矿经湿法处理得到钴盐，钴盐经锻烧和电炉熔炼产出金属钴，金属钴经电解精炼得到商品钴。
（3）砷钴矿的处理工艺每年全世界以砷钴精矿为原料生产的钴估计为3000~5000 t。
加拿大的Deloro Smelting and Refining Co.公司的Deloro Cobalt Plant厂，处理摩洛哥的砷钴矿和加拿大自产的银砷钴矿，电炉熔炼产出的黄渣先经焙烧后成为可溶性的钴，电炉渣则经鼓风炉熔炼产出砷冰铜，鼓风炉和黄渣焙烧烟尘回收As2O3，砷冰铜和黄渣浸出后的浸出液合并采用化学法净化，然后生产金属钴。
（4）铜镍钴矿的处理工艺大量的钴是从镍生产系统中综合回收的。
每年全世界以此类含钴料为原料生产的钴在10000 t左右。
从镍冶金工艺中回收钴根据镍冶金工艺的不同而不同。
在镍的电解工艺中基本上采用非常类似的工艺，只是在最近将新工艺溶剂萃取技术用于Ni-Co的分离上。
加拿大International Metals Co.公司的Port Colborne Cobalt Plant厂，从含Co 0.1 g/l，Ni 50 g/l，Cu 0.3 g/l，Fe 0.1 g/l镍电解废液中回收钴，先采用化学方法净化含钴溶液，然后综合沉淀产出Co(OH)3，经锻烧得到氧化钴，氧化钴经反射炉还原熔炼得到阳极钴，再经电解精炼后产出商品钴。
是英国的International Metals Co.公司的Clydach Nickel Refinery厂，从镍羰基法生产工艺的残渣中回收钴，采用的生产工艺流程为：羰基钴渣经氧化焙烧，焙砂浸出，浸出经化学净化，NaOCl和苏打沉钴产出粗氢氧化钴，粗氢氧化钴又经复溶、净化和二次沉钴，产出精氢氧化钴，氢氧化钴经锻烧得商品氧化钴。
这两个工艺在一定程度上相似。
首先将钴转化到富钴溶液中，然后用化学的方法净化处理，最后得到金属钴或氧化钴。
（5）锌冶金含钴料钴回收工艺少数钴处理厂以锌冶金过程中净化处理时得到的含钴料为原料生产金属钴或氧化钴。
澳大利亚的Elect. Zinc Corp. of Audtralia Ltd.公司的Risdon Zinc Plant厂用α—亚硝基β萘酚除钴得到的钴渣提钴。
这种钴渣经过选矿获得钴精矿后煅烧得到氧化钴。
而意大利的Monteponie Montevecchio SPA 公司的Marghera Zinc Plant厂则用α—亚硝基β萘酚除钴得到的钴渣经过直接煅烧，然后用硫酸进行调浆－硫酸化焙烧－浸出－除铁－除铜、锌、镉－沉CoCO3－溶解－电解的工艺得到电解钴。
从上述分析可知，世界上各国由于含钴原料的不同采用的生产方法各不一样。
但基本上都是将含钴的物料溶解使钴进入溶液(或已经在各种废液中)，然后采用化学净化法或萃取等方法除去各种杂质特别是Fe、Cu、As 等，然后进行Ni、Co分离，镍钴分离通常利用Co(III)有较低的溶度积，用各类氧化剂将Co(II)氧化为Co(III)后与Ni分离或萃取分离Ni、Co。
分离过程有时要反复进行，使得钴中的杂质能有效地被分离。
3.1.2 国内钴冶炼工艺我国主要由钴土矿、砷钴矿、硫钴矿、铜镍钴矿等含钴原料提取钴。
（1）钴土矿处理工艺我国钴土矿主要在云南、江西、广东、福建、浙江等地，随着近年来的开采和冶金处理，矿源基本上枯竭。
云南易门有色选冶厂的钴土矿的处理工艺是硫酸浸出－萃取净化－草酸沉钴－煅烧。
（2）砷钴矿的处理工艺我国砷钴矿的处理厂以赣州冶炼厂处理工艺为代表。
它所处理的砷钴矿是从摩洛哥进口。
砷钴矿火法焙烧使砷以As2O3形态从物料中挥发出来，钴转化为易于酸浸的氧化物，再进行溶液净化-分离除杂后得到钴盐，然后还原钴盐得到金属钴。
（3）硫钴矿的处理工艺我国硫钴精矿的处理厂较多，如山东淄博钴业有限公司、海南金亿新材料有限公司、葫芦岛锌厂、湖北光化磷肥厂、老河口光磷化工有限公司。
在我国的钴资源中，硫钴精矿的钴占现有钴资源总量的30～40%，是重要的钴资源之一。
以硫钴精矿为原料的生产处理厂所采取的工艺流程基本上相似，如图3-1。
图3-1a是葫芦岛锌厂的硫钴精矿生产氧化钴及金属钴的的工艺流程，多数以硫钴精矿为原料的厂家采用这种工艺。
图3-1b是老河口光磷化工有限公司的处理工艺流程，它所处理的硫钴精矿是湖北大冶的含钴黄铁矿。
部分黄铁矿用来焙烧生产硫酸，其产出的焙砂与黄铁矿精矿再混合配成含硫12%的混合矿，然后进入沸腾炉焙烧。
硫钴精矿和烧渣平均含钴各为0.245%、0.258%。
山东淄博钴业有限公司生产工艺与老河口光磷化工有限公司的处理工艺相似，它所处理的矿为山东金岭铁矿的硫钴精矿为主，外购海南、中条山、大冶等的硫钴精矿，金岭铁矿的硫钴精矿含钴0.25～0.35%。
a图3-1 硫钴精矿的处理工艺流程（4）镍钴矿的处理工艺伴生钴的铜镍矿是我国重要的钴资源之一，其占可供应钴资源量的50%以上。
在镍的冶金过程中，矿石在造锍熔炼时90%以上的钴随镍一道进入高镍锍中，高镍锍电解或加压浸出时进入溶液，溶液或电解液中的钴用黑镍氧化沉淀钴得到钴渣，这种含钴渣即为提钴的原料。
镍钴渣的处理工艺如图3-2。
它是金川有色公司的处理工艺流程，采用纯化学和萃取的方法处理钴渣。
虚线框中的工艺为萃取工艺。
阜康冶炼厂也采用萃取工艺，但镍钴分离所使用的萃取剂不是P507，而是Cyanex272，其它基本上相似。
图3-2 镍钴渣处理工艺流程四川铜镍公司所采用的工艺与金川公司不同。
在四川铜镍公司中，镍钴渣用HCl还原溶解，黄钠铁矾(或仲辛醇萃取除铁)除铁，再用N235萃取分离镍钴，HCl反萃后的钴溶液用330树脂除铅，717树脂除锌，再用330树脂除镍等一系列离子交换技术进行深度净化后电解得到电解钴。
重庆冶炼厂又与四川铜镍公司、金川公司不同。
镍钴渣用HCl还原溶解，用N235、TBP及溶剂油萃取除铁，溶液浓缩后用N235萃取分离镍钴，反萃后的钴溶液H2S除铜，氯气氧化除As、Fe，然后加高锰酸钾除锰，活性炭吸附有机物，330树脂除微量镍，最后电解得到金属钴。
对于富钴锍则采用加压氧化浸出，然后硫代硫酸钠除去部分铜，除铜后液用P204深度除铜，再用P507进行镍钴分离，HCl反萃，反萃液氯化钴用草酸沉淀，得到草酸钴。
草酸钴用回转窑煅烧得到氧化钴。
我国的钴冶金工艺与国外的钴冶金工艺相比，技术水平基本上相当，所采取的工艺流程相似，仅原料相差比较大。
综合上述钴生产工艺可知，不论采用何种钴原料，钴的生产工艺均可分解为三部分。
1）可溶性钴的制取。
根据原料的不同，采用氧化或还原使钴成为酸溶性的物质。
2）含钴溶液的化学净化或萃取净化。
化学净化是利用Co(III)的氢氧化物具有较低的溶度积，同时氢氧化钴(III)可以还原溶解于酸溶液中，这样反复可以得到比较纯净的钴盐溶液；萃取除杂是利用不同的萃取剂对不同金属离子的选择性溶解而使得钴溶液得到净化。
3）净化得到的钴盐溶液可直接生产各类钴盐，或草酸沉淀得到草酸钴，然后煅烧得到各类氧化物，或不溶阳极电解得到电解钴，或对得到的氧化钴还原，然后进行可溶阳极电解得到电解钴。
净化后的钴盐溶液可根据市场需求的不同有效地调整产品结构以满足市场的需求。
3.2 冶炼工艺流程选择3.2 流程选择根据前面的不同钴物料的处理工艺和现有处理钴铜精矿的处理工艺，结合永平县弥勒山钴铜精矿及老炉渣的物料特点，我们采用图1的处理工艺流程。
该工艺一方面使废的老炉渣和铜钴精矿中的钴和现有的铜钴精矿中的钴得以回收，使含钴资源得以充分利用，也使物料中的其它有价金属如铜得以回收，资源得到综合利用，另一方面，该工艺流程简短，适合地方工业化生产。
同时，该钴处理工艺流程也适合处理砷钴矿、锌生产过程的钴渣及各类钴的中间物料，具有较强的钴原料的实应性，拓宽企业的生产原料的来源，有利于企业的稳定生产。
硫酸化焙烧使老炉渣中的钴和钴铜中的钴转化为可溶性的钴盐或化合物，并充分利用物料中元素硫，使有价金属和脉石矿物形成可分离的不同物相。
硫酸化焙烧的回转窑可根据钴原料的不同性质，可进行氧化焙烧或还原焙烧，使钴转化为酸可溶的钴盐或钴化合物。
浸出过程由二段逆流浸出组成。
浸出过程实现有价金属与脉石矿物的分离，也使钴转化到溶液中，实现提取钴或钴盐的第一步。
一段采用低酸浸出，浸出液的pH值2~3，这样减少或消除浸出液净化时碱的消耗，二段浸出采用高酸浸出，使物料中的有价金属能充分溶解，提高焙砂中的有价浸出率，从而提高该工艺的钴等金属的回收率。
焙砂浸出液主要由Co、Cu有价金属和Fe、Zn等杂质的硫酸盐和砷酸盐和锑酸盐所组成。