钴氧化物无氨草酸沉淀：热分解制备新工艺研究

　　本书介绍了钴氧化物粉体材料制备的研究现状和工业生产实践情况，特别针对工业生产所面临的现实问题进行了探讨和分析，并对传统工业化生产采用的草酸铵沉淀—热分解工艺进行了改进，从源头上避免氨水的加入，系统研究了无氨草酸直接沉淀—热分解制备钴氧化物及含草酸废水循环利用的工艺流程，实现了溶液闭路循环且生产过程环境友好。

　　田庆华，男，四川宜宾人，工学博士，博士后，副教授，硕士生导师，中南大学冶金与环境学院副院长，中南大学资源循环研究院常务副院长。兼任湖南省环境保护有色金属危险废物处置工程技术中心主任，中国有色金属工业清洁冶金工程研究中心副主任，中国材料研究学会环境材料分会副干事长，美国TMS学会、中国有色金属学会会员。湖南省高校青年骨干教师，中南大学升华育英人才。主要研究方向为难处理有色金属资源高效分离与提取、有色金属再生资源循环利用、材料制备与应用。联合编写出版书籍2部，申请专利28项，获得授权专利14项，发表论文40余篇，SCI、EI收录近30篇次，主持国家国际科技合作项目、国家自然科学基金面上项目/青年基金、中国博士后科学基金、中央高校基本科学业务专项、湖南省自然科学基金、湖南省科技计划、湖南省环保科技专项及企业科技攻关项目12项，参与国家自然科学基金重点项目、省市重点科技计划及企业攻关课题15项，获国家科技进步二等奖1项，中国有色金属工业科技进步奖、中国青少年科技创新奖、湖南省优秀硕士论文等省级以上奖励10余项。先后承担专业课程《有色冶金概论》、《资源循环工程学》、《有色冶金专业外语》、《冶金资源工程》等课程教学任务。连续十年担任本科班级班导师，先后2次获评“优秀班导师”。先后指导学生获得全国“挑战杯”竞赛特等奖、一等奖、全国创业大赛金奖、湖南省“挑战杯”竞赛特等奖，指导学生获批大学生创新创业启航行动、大学生创新性实验、米塔尔学生创新项目等计划支持。

1文献评述1.1 钴及其化合物概述1.1.1 钴及其化合物的性质1.1.2 钴及其化合物的应用1.1.3 钴资源状况1.1.4 钴生产消费现状1.2 钴氧化物粉体制备的研究现状1.2.1 溶液直接沉淀法1.2.2 溶胶-凝胶法1.2.3 水热合成法1.2.4 喷雾热解法1.2.5 化学沉淀-热分解法1.2.6 其它制备方法1.3 钴氧化物工业生产现状1.3.1 工业生产实践1.3.2 工业生产存在的问题1.3.3 含氨工业废水处理现状1.4 拟研究的基本问题及研究思路1.4.1 研究目的和意义1.4.2 本研究的主要内容2 金属离子草酸沉淀体系热力学平衡分析2.1 前言2.2 Me2+-C2O42--Cl--H2O体系热力学行为2.2.1 热力学基本数据2.2.2 计算方法原理及数学模型2.2.3 各金属浓度对数与pH关系2.2.4 各金属在溶液中存在形式分析2.2.5 各金属热力学行为分析比较2.3 不同添加剂对沉淀体系的影响2.3.1 热力学数据2.3.2 热力学分析及结果讨论2.4 不同钴盐-草酸体系热力学分析2.4.1 热力学数据2.4.2 热力学分析及结果讨论2.5 本章小结3无氨草酸沉淀法制备草酸钴实验研究3.1 引言3.2 实验方案3.2.1 实验原料及试剂3.2.2 实验方法和装置3.2.3 分析检测方法3.3 实验结果与讨论3.3.1 钴盐体系的影响3.3.2 加料方式的影响3.3.3 反应物浓度的影响3.3.4 沉淀剂过量系数的影响3.3.5 反应温度的影响3.3.6 加料速度的影响3.3.7 添加剂的影响3.3.8 超声强化的影响3.3.9 钴溶液初始pH值的影响3.4 优化条件实验及产物性能表征3.4.1 沉淀产物物相分析3.4.2 沉淀产物的粒度及其分布3.4.3 沉淀产物的化学组成及松装密度3.4.4 沉淀产物的微观形貌3.5 本章小结4 草酸钴后处理过程研究4.1 引言4.2 草酸钴产品洗涤干燥行为研究4.2.1 实验方案4.2.2 实验结果与讨论4.3 草酸钴热分解热力学研究4.3.1 实验方案4.3.2 热力学计算方法原理4.3.3 惰性气氛下热分解热力学分析及实验验证4.3.4 氧化性气氛下热分解热力学分析及实验验证4.4 草酸钴热分解动力学研究4.4.1 动力学分析方法及原理4.4.2 氩气气氛下热分解行为动力学分析4.4.3 空气气氛下热分解行为动力学分析4.5 本章小结5 草酸钴沉淀母液中草酸选择萃取研究5.1 引言5.2 萃取体系的筛选5.3 萃取草酸机理研究5.3.1 萃取草酸的相平衡描述5.3.2 萃取草酸模型5.3.3 萃合物组成分析5.2.4 萃取草酸的作用机制5.4 单级萃取实验研究5.4.1 萃取实验方案5.4.2 萃取分配系数影响因素研究5.4.3 反萃再生实验研究5.5 多级逆流萃取研究5.5.1 概述5.5.2 实验过程及分析检测5.5.3 逆流萃取过程研究5.5.4 反萃过程研究5.5.5 洗涤过程研究5.6 优化工艺选择5.7 本章小结6 结论与展望6.1 结论6.2 下一步工作展望参考文献