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过程控制对氢还原法生产钴粉性质的影响

2021-01-24朱治军王朝安韩厚坤张志平

世界有色金属 2020年21期

朱治军,王朝安,韩厚坤,2,张志平

(1.安徽寒锐新材料有限公司,安徽 滁州 239000;2.南京寒锐钴业股份有限公司,江苏 南京 211100)

近年来,金刚石工具、硬质合金产品、磁性材料和新能源电池材料等行业的发展迅速,作为重要添加成分的钴粉的地位也随之水涨船高。目前钴粉制造领域内常见的生产方法包括高压氢法、还原法、水雾法、草酸盐分解法等,但最成熟、应用范围最广的仍是氢还原法。

氢还原法使用的原料主要为草酸钴、碳酸钴和氧化钴,还原的设备有单管炉、双管炉、十五管炉等。原料的性质、还原的工艺参数等对钴粉的性质存在着较大的影响。本文通过系列实验探究还原反应机理、寻找合适的工艺参数,控制钴粉产品颗粒形貌、粒度、松比、氧含量、相成分等理化性能指标。

1 试验

1.1 试验过程

选用公司自产的氧化钴及外购的国内某厂生产的草酸钴作为原料,在还原炉内实现高温氢气还原,还原后的钴粉因状似海绵故称为“海绵钴”。取刚出炉的海绵钴真空包装,进行氧含量测定和X射线衍射分析,取适量的海绵钴经研磨后过250目标准筛,要求通过率在95%以上,对筛下物取样分析。

为准确对比各项因素对还原钴粉性能的影响,采用控制变量的方法,逐一进行验证分析。初始试验条件为:还原温度设定400℃~600℃,多带分段控温;还原时间以推舟速度代替,设定10~20分钟/次;还原气体流量设定14m³/h~18m³/h;还原气体为氢气氮气混合气,氢气含量设定50%~100%;装舟量设定1.0kg~1.8kg。

1.2 试验设备

(1)单管还原炉。……

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