背景及概述^[1][2]

氧化鈷化學(xué)式CoO，棕綠色立方晶系粉末?？捎免挿墼谘鯕饣蚩諝庵醒趸?，或由Co₃O₄在空氣中于1160℃熱分解，也可由二價(jià)鈷的硝酸鹽、碳酸鹽或氫氧化物在真空中熱分解制得。 在無(wú)機(jī)酸中溶解變?yōu)榧t色溶液(濃鹽酸、濃硫酸中變?yōu)樗{(lán)色)，在常溫下吸收空氣中的氧變?yōu)樽厣M(jìn)一步變?yōu)楹谏?。在空氣中焙燒時(shí)于390～590℃氧化變?yōu)?Co₃O₄，容易被H₂、CO和C還原為金屬。在高溫時(shí)為氯化鈉型結(jié)構(gòu)，低溫時(shí)為Co₃O₄?？捎免挿墼谘鯕饣蚩諝庵醒趸?，或由Co₃O₄在空氣中于1160℃熱分解，也可由二價(jià)鈷的硝酸鹽、碳酸鹽或氫氧化物在真空中熱分解制得。 

應(yīng)用^[3-4]

隨著鈷生產(chǎn)的發(fā)展，鈷的制品如金屬鈷、氧化鈷 、鈷鹽及鈷有機(jī)物等的產(chǎn)量和質(zhì)量不斷提高，對(duì)鈷制品的應(yīng)用發(fā)展創(chuàng)造了極有利的條件。目前我國(guó)鈷制品應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，用量日增，品種增多。預(yù)計(jì) 2000 年時(shí)氧化鈷的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，特別是在冶金、化工 、電氣及建材等將會(huì)得到迅速地發(fā)展。目前我國(guó)氧化鈷產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

1. 其它產(chǎn)品原料
例如用氫在一定溫度下還原氧化鈷生產(chǎn)金屬鈷粉，用于制造硬質(zhì)合金； 用酸溶解氧化鈷制成水溶液進(jìn)行電解獲得金屬鈷錠，作為高溫高強(qiáng)度合金鋼添加劑；將氧化鈷制成酸性鈷溶液，經(jīng)不同的化學(xué)加工后可生產(chǎn)鈷鹽，如 CoCl₂，CoSO ₄，CoCO₃ 和 CoC₂O₄等。因此，純氧化鈷作為中間原料，應(yīng)用廣泛。

2. 搪瓷和陶瓷顏料
在化工搪瓷生產(chǎn)設(shè)備等方面，搪瓷材料中加入氧化鈷后，可耐腐蝕和提高耐磨度。在各種建材和日用陶瓷中，用氧化鈷制成藍(lán)色的顏料或釉料涂于陶瓷制品，經(jīng)焙燒后呈現(xiàn)了鮮艷藍(lán)色的陶瓷品，更具有藝術(shù)性。

3. 油漆添加劑
在制造各種油漆時(shí)加入氧化鈷，生產(chǎn)的油漆性能有所提高，特別是在油漆中起著催干劑的作用，即是在油漆使用中易于快速?zèng)龈?，以提高?yīng)用速率，這對(duì)油漆的快速施工大有益處

4. 精煉石油催化劑
鈷制品在石油煉制中作為催化劑有著較長(zhǎng)的歷史，且在促進(jìn)煉油的發(fā)展中起著重要的作用。如有的用金屬鈷與鋁、鐵等制成合金催化劑，應(yīng)用日益發(fā)展； 而用氧化鈷作為石油催化劑也是十分重要的，它對(duì)于加速石油煉制的作用是不可缺少的。因此，近年來(lái)氧化鈷催化劑的使用躍居重要地位。此外，氧化鈷在電氣工業(yè)如彩電粉的添加劑及其它化工方面的使用，也迅地在發(fā)展之中?？偟目磥?lái)，氧化鈷的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉焕^開(kāi)拓?cái)U(kuò)大，前景是樂(lè)觀的。

5. 氧化鈷多孔薄膜。

鈷因其在電催化、電池、超電容 、磁性材料等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而受到重視。CoOx 用作超電容器電極材料可與其它電極材料復(fù)合使用，如與 NiO x、RhO x，MnO x等復(fù)合均有報(bào)道。多孔氧化鈷材料用作單一超電容器電極材料時(shí)，常用制備方法有溶膠凝膠法，軟模板法，高溫濺射法等。通過(guò)溶膠凝膠法制得 Co3O 4 電極材料，但溶膠凝膠法制備過(guò)程比較復(fù)雜且不易控制。用十二烷基磺酸鈉作為軟模板在溶液中水解合成多孔Co(OH) ₂，但此法在多孔 Co(OH) ₂ 后續(xù)利用中需要去除模板，制備過(guò)程比較復(fù)雜。利用高溫濺射法制得多孔Co₃O₄ 納米粒子薄膜，但存在內(nèi)阻較大，導(dǎo)致電極功率特性不佳等問(wèn)題。有實(shí)驗(yàn)利用氣泡模板法在石墨電極表面沉積出 CoO x·yH₂O 多孔結(jié)構(gòu)薄膜，此方法操作簡(jiǎn)單，適合較大規(guī)模生產(chǎn)。

制備^[3，5]

1. 磁鋼渣為原料制備氧化鈷

目前國(guó)內(nèi)外的含鈷合金廢料種類(lèi)繁多，成分復(fù)雜，如高溫合金( Co 13 % )，永磁合金( Co 25 % )，合金鋼( Co 5 %~15 % )，硬質(zhì)合金( Co <10 % )，磁鋼( Co 15 % ) 和可伐合金( Co 16% ) 等的合金廢料，其來(lái)源多，組分較雜。為符合工廠的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝技術(shù)，操作方法，主要設(shè)備狀況及化工材料供應(yīng)等條件因素，有研究選擇了磁鋼渣為原料 ( 切屑及磨料狀)。多年生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)證明，該磁鋼渣作為工廠的原料較為合適，保證了氧化鈷的產(chǎn)品質(zhì)量。磁鋼渣的化學(xué)成分如下Co15 ~16，Ni9 ~1 0，F(xiàn)e67~69，Cu 0.5 ~0.6，Mn 0.2 ~0.3，Al 5 ~6，
Ca +Mg 0.6~0.7，含油和水 0.08 ~0.10。生產(chǎn)工藝流程如下：經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，用含鈷合金廢料生產(chǎn)氧化鈷的工藝是合理可行的，且穩(wěn)定可靠，詳見(jiàn)圖：

2. 以低品位銅鈷礦制取氧化鈷。根據(jù)銅鈷礦的化學(xué)成分及物相確定了處理銅鈷礦的原則工藝流程 ：銅鈷礦--磨礦--還原酸溶--萃取分離銅--中和除鐵--沉鈷--溶解--凈化-- P 204 深度除雜-- P 507 萃分鈷鎳--沉鈷--煅燒--氧化鈷。在水鈷礦中，鈷以高價(jià)的形態(tài)存在，為使其有效地轉(zhuǎn)入溶液，可用亞硫酸鈉作為還原劑，在硫酸介質(zhì)中進(jìn)行還原溶解。鈷在進(jìn)行還原溶解過(guò)程中，大部分的銅及部分鐵、鈣、鎂等雜質(zhì)亦隨鈷進(jìn)入溶液。

浸出液采用萃取的方法將其中的銅萃取，負(fù)載有機(jī)相反萃所得的硫酸銅溶液可用于制備硫酸銅或進(jìn)行銅電積。萃銅后所得的萃余液先氧化中和除鐵再用碳酸鈉沉淀富集，得到碳酸鈷。

主要參考資料

[1] 中國(guó)中學(xué)教學(xué)百科全書(shū)·化學(xué)卷

[2] 化合物詞典

[3] 林河成. "論述氧化鈷的生產(chǎn)及應(yīng)用." 有色礦冶 15.2 (1999): 29-32.

[4] 陳金華, et al. "氧化鈷多孔薄膜的電化學(xué)制備及其超電容性能." 湖南大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版) 34.6 (2007): 44-48.

[5] 徐遠(yuǎn)志. "以低品位銅鈷礦制取氧化鈷的工藝研究." 云南冶金 39.5 (2010): 35-39.