鈷的制備方法
鈷的制備一般先用火法將鈷精礦砷鈷精礦含鈷硫化鎳精礦銅鈷礦鈷硫精礦中的鈷富集或轉化為可溶性狀態然后再用濕法冶煉方法制成氯化鈷溶液或硫酸鈷溶液再用化學沉淀和萃取等方法進一步使鈷富集和提純最后得到鈷化合物或金屬鈷
鈷礦物的賦存狀態復雜礦石品位低所以提取方法很多而且工藝復雜回收率較低鈷礦的選礦對一般是將鈷礦石通過手選重選泡沫浮選可提取到含鈷15～25%的鈷精礦鈷精礦冶煉方法主要有硫化鎳礦冶煉和砷鈷礦冶煉[13]
硫化鎳礦制備
硫化鎳精礦一般含鎳4～5%含鈷0.1～0.3%鎳的火法熔煉過程中由于鈷對氧和硫的親合力介于鐵鎳之間在轉爐吹煉高冰鎳時可控制冰鎳中鐵的氧化程度使鈷富集于高冰鎳或富集于轉爐渣分別用下述方法提取[8]
1富集于高冰鎳中的鈷在鎳電解精煉過程中鈷和鎳一起進入陽極液在凈液除鈷過程中鈷以高價氫氧化鈷的形態進入鈷渣鈷渣含鈷6～7%含鎳25～30%從此種鈷渣提鈷的一種方法是將鈷渣加入硫酸溶液中通二氧化硫使之溶解制得含硫酸鎳硫酸鈷和少量銅鐵砷銻等雜質的溶液再用活性鎳粉置換除去銅通空氣氧化水解除去鐵通氯氣氧化加蘇打中和沉淀鈷若所得氫氧化鈷含鎳較高可再次溶解沉淀分離鈷鎳使其含鎳小于1%經煅燒制得氧化鈷出售也可將氧化鈷制成粗金屬鈷經電解精煉得電解鈷加拿大和蘇聯的鎳廠都用此法回收鈷中國的工廠也有類似作法從鈷渣提鈷的另一種方法是以亞硫酸鈉作還原劑將鈷渣溶解于硫酸溶液中得到含硫酸鎳硫酸鈷和少量銅鐵錳鋅等雜質的溶液而后用黃鈉鐵礬法除去溶液中的鐵用烷基磷酸類如二-2-乙基己基磷酸（D-2-EHPA）或其他烷基磷酸酯類萃取劑萃取其中的銅鐵錳鋅等并分離鈷鎳萃取過程中獲得的氯化鈷溶液用氟化銨除鈣鎂后再用草酸銨沉淀鈷所得草酸鈷在450℃下煅燒得到的氧化鈷粉可作為最終產品也可用氫還原法制取金屬鈷粉[13]
2富集于煉鎳轉爐渣中的鈷在還原硫化熔煉過程中與鎳一起轉入鈷冰銅轉爐渣成分一般為鈷0.25～0.35%鎳1～1.5%鈷冰銅成分一般為鈷1～1.5%,鎳5～13%鈷冰銅可以直接浸取（常壓或加壓酸浸）也可以將鈷冰銅焙燒成可溶性化合物后再酸浸浸出液可按鈷渣提鈷工藝流程處理
加拿大舍利特高爾頓公司（Sherritt Gordon MinesLtd）用高壓氨浸法處理硫化鎳精礦和高冰鎳時鈷留于鎳的氫還原尾液中通硫化氫于尾液得硫化鈷和硫化鎳的混合沉淀物此混合物用硫酸高壓浸出凈化除雜質后通氧加氨加壓使二價鈷氧化成可溶性的[CoNH??H?O]2SO??而鎳則以鎳銨硫酸鹽形態沉淀出來實現鎳鈷分離溶液用高壓氫還原產出鈷粉也可用萃取法凈液分離出鎳后電積得電鈷含鈷黃鐵礦提鈷世界上從含鈷黃鐵礦中提鈷較有代表性的工廠是芬蘭科科拉鈷廠（ Kok－kola Cobalt Plant）精礦焙燒脫硫后再配以部分精礦在流態化爐內進行硫酸化焙燒再經浸出濃密洗滌浸出液通硫化氫使鈷呈硫化鈷沉淀再利用上述舍利特高爾頓的高壓浸出法和高壓氫還原法生產鈷粉
中國含鈷黃鐵礦的鈷品位較低僅為0.02～0.09%浮選產出的鈷硫精礦含鈷0.3～0.5%,硫30～35%,鐵35～40%鈷硫精礦在流態化焙燒爐內于580～620℃下進行硫酸化焙燒使鈷鎳銅等金屬轉化為可溶性的鹽類焙砂用水或稀硫酸浸出用氯酸鈉將浸出液中的鐵氧化成高價鐵后用脂肪酸鈉依次萃取鐵和銅然后通入氯氣使鈷氧化加堿水解生成高價氫氧化鈷沉淀而與鎳分離在反射爐內使氫氧化鈷脫水燒結燒結塊配以石油焦和石灰石在三相電弧爐內還原熔煉成粗金屬鈷粗鈷澆鑄成陽極進行隔膜電解得到純度較高的金屬鈷鈷硫精礦也可先經900～950℃氧化焙燒再配以氯化鈉或氯化鈣以及少量的鈷硫精礦于 680℃下進行硫酸化氯化焙燒焙砂按上述流程提鈷
砷鈷礦制備
砷鈷礦經選礦得到含鈷10～20%的精礦其中含砷20～50%處理砷鈷礦的方法主要有兩種一種是先用火法熔煉產出砷冰鈷再用濕法提鈷另一種是用加壓浸出法制得含鈷溶液再從中提取鈷中國采用前者將精礦配以焦炭和熔劑在反射爐或電爐內熔煉使部分砷呈三氧化二砷揮發產出砷冰鈷（舊稱黃渣）如原料含硫高還產出部分鈷冰銅砷冰鈷和鈷冰銅磨細后焙燒進一步脫砷和硫焙砂用稀硫酸浸出用次氯酸鈉氧化浸出液中的鐵再用蘇打調整pH為3～3.5,使鐵成為氧化鐵和砷酸鐵沉淀濾液用鐵屑置換除銅后用次氯酸鈉使鈷氧化加堿水解生成高價氫氧化鈷沉淀而與鎳分離所得氫氧化鈷在反射爐內于1000～1200℃下煅燒獲得氧化鈷并使其中的堿式硫酸鹽分解將硫除去然后配入木炭在回轉窯內于1000℃左右還原成金屬鈷粉也可將氫氧化鈷熔煉成粗金屬鈷再進行電解得電鈷焙砂的浸出液也可和前述硫化鎳礦提鈷一樣采用萃取法凈液分離提鈷[13]
加壓酸浸法處理砷鈷精礦是將精礦用稀硫酸漿化用高壓釜浸出操作壓力35公斤力/厘米2溫度190℃浸出時間3～4小時鈷的浸出率95～97%浸出液除砷鐵銅鈣等雜質后加入液氨使鈷形成鈷氨絡合物在高壓釜內用氫還原得到鈷粉操作壓力50～55公斤力/厘米2溫度190℃此法流程簡單回收率高勞動條件好銅鈷礦提鈷扎伊爾的盧伊盧廠 Luilu CobaltPlant）是世界上處理銅鈷礦最大的鈷廠銅鈷礦經選礦獲得氧化精礦和硫化精礦氧化精礦品位為銅25%,鈷1.5%硫化精礦品位為銅45%鈷2.5%首先將硫化精礦在流態化焙燒爐內進行硫酸化焙燒然后將焙砂和氧化精礦一起用銅電解廢液浸出氧化精礦中的鈷主要呈三價氧化物形態在硫酸中溶解度很小但在銅電解廢液中可由其中的亞鐵離子將鈷還原溶于電解廢液中Co? （不溶性） Fe?→Co?（可溶性）Fe?鈷的浸出率可達95～96%含鈷和銅的浸出液用電解法析出銅而鈷和其他金屬雜質留在溶液中除雜質后將溶液中的鈷用石灰乳沉淀為氫氧化鈷再溶于硫酸中得到高濃度的硫酸鈷溶液最后用不溶陽極電積金屬鈷[13]
