氧化鎂如何“抓牢”鈷離子?
氧化鎂提鈷的核心,是利用氧化鎂的化學特性與鈷離子發生“定向反應”,簡單來說就是“水解產堿→捕捉鈷離子→分離提純”三步,沒有復雜的玄學,全是基礎化學的應用。
1.第一步:氧化鎂“變身”,釋放關鍵“捕鈷劑”
氧化鎂本身是一種白色粉末,常溫下性質穩定,但遇水后會發生水解反應。這個反應會緩慢釋放出氫氧根離子,讓溶液呈現弱堿性——而這個弱堿性環境,正是“捕捉”鈷離子的關鍵前提。
這里有個關鍵優勢:氧化鎂的水解反應很溫和,不會像氫氧化鈉那樣讓溶液pH值驟升驟降,而是像“緩沖劑”一樣維持穩定的堿性范圍。這就避免了其他雜質因pH波動而提前沉淀,為后續鈷的提純打下基礎。
2.第二步:定向反應,鈷離子“抱團”沉淀
當溶液中存在鈷離子,多來自鈷礦浸出液、鋰電池廢料溶解液等)時,氧化鎂水解產生的OH?會與Co²?精準結合,發生沉淀反應。生成的氫氧化鈷是一種淺粉色固體,會從溶液中“抱團”沉淀下來,而其他雜質離子(如鎂、鈉)則留在溶液中,實現“鈷與雜質的初步分離”。
舉個直觀的例子:在紅土鎳礦浸出液中,鈷濃度通常只有1-3g/L,還混有大量鎂離子。用氧化鎂處理時,鈷離子會優先與OH?結合沉淀,而鎂離子因“反應優先級低”,幾乎不參與沉淀——這就是氧化鎂提鈷“選擇性強”的核心原因。
3.第三步:提純優化,得到高品位鈷產品
初步沉淀的氫氧化鈷中,可能夾雜少量雜質(如微量鐵、硅),只需通過簡單的“洗滌-過濾”工序,就能去除這些雜質。最終得到的氫氧化鈷品位可達32%-45%,遠超傳統碳酸鈉沉鈷的水平,后續只需經過焙燒、還原等步驟,就能轉化為電池級鈷鹽,直接用于鋰電池生產。
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