钴粉水雾法

水雾化法是指使用压力在5~50MP的高压水流，击碎处于融熔状态的金属液流，制取金属粉末的方法。由于水雾化法只要克服液体金属原子间的键合力就能使之分散成粉末，因而是一种简便、经济的金属粉末的生产方法。由于使用杂质含量极低钴片作为原料，作为雾化介质的水也经过净化处理，所以生产的金属钴粉纯度高。其生产过程大致是：钴板在中频感应熔炼炉中熔化后静置片刻，在静置时启动高压水雾化制粉装置，然后将金属钴液倒入漏包，漏包底部装有漏嘴，用以控制金属液流的大小。金属钴液经漏嘴、熔穿密封片后进入雾化装置，在来自环孔的高压水流（速度为70~100m/s） 的冲击下，被击碎成细小的液珠并迅速冷凝，形成水、粉混合物下坠，在射吸器的作用下，进入水力旋流器，并形成约2000 r/min 的旋流，在离心力的作用下，固液分离。钴粉浓缩后经排粉口排出，水经溢流管流回贮水池。收集到的湿粉经脱水、干燥、筛分后即为成品钴粉。水雾法制取钴粉工艺流程如图1 所示。

钴粉还原法

以草酸钴为原料生产钴粉的方法，主要有3种方式：一是草酸钴煅烧成氧化物，再用氢气还原；二是用氢气一步还原；三是热离解。3 种方法的制取工艺如图2 所示。

1. 煅烧还原法

草酸钴原料先经煅烧，再用氢气还原。在煅烧前应先加热脱去水分，然后在600～700℃下煅烧3～3.5h，使CoC₂O₄分解成纯Co₂O₃，反应过程是：

2CoC₂O₄ 3/2O₂=Co₂O₃ 4CO₂↑

2CoC₂O₄ O₂=2CoO 4CO₂↑

2CoC₂O₄ 1/2O₂=Co₂O₃ 2CO₂↑ 2CO↑

3CoC₂O₄ 2O₂=Co₃O₄ 6CO₂↑

CoC₂O₄的干燥和煅烧可分别在干燥柜和回转管式电炉中进行。若煅烧温度过高，氧化钴颗粒容易长大。在500～550℃煅烧制得的氧化钴的松装密度为0.6～0.7g/cm³，呈灰黑色粉末。如果煅烧温度控制在450～500℃，则氧化钴的松装密度低于0.6g/cm³。分解提纯的氧化钴经直热式四管还原炉逆氢还原制得钴粉，其反应式为：

Co₂O₃ 3H₂=2Co 3H₂O↑

Co₃O₄ 4H₂=3Co 4H₂O↑

CoO H₂=Co H₂O↑

2. 氢气一步还原法

氢气一步还原法化学式为：

2CoC₂O₄ 3H₂=2Co CO₂↑ 3CO↑ 3H₂O↑

还原得到的钴粉容易氧化，成品采用真空包装。

3.高温热离解法

高温热离解是国际上较流行且相对成熟的制取钴粉的工艺，国内使用不是很多，大多停留在实验室阶段。其原理是：草酸钴在密闭条件下，将草酸根裂解成二氧化碳并以气体形式溢出，在密闭式裂解还原炉中直接将草酸钴裂解成金属钴粉。

采用此法生产钴粉不仅降低成本，减少污染，而且钴粉的纯度达99.9%，平均粒度为1μm，非常适合于硬质合金生产，对提高硬质合金产品质量十分有益。最早使用此法的是芬兰的Outokumpu Kokkolar厂。另外，比利时的Hoboken-overpelt 厂，英国的MH-Carolmet 公司，法国的Eurotungstan 公司、德国的HerennCstareck 公司和加拿大的SherrittGolden公司，也先后采用此法生产硬质合金用钴粉。

钴粉电解法

电解法制备金属钴粉的基本原理是：当向含有金属离子的水溶液中通入直流电时，金属离子便在阴极放电沉积。金属离子一般由被电解的金属制成的阳极和含有这种金属的盐的电解质供给。但是，有时也采用不溶阳极，这时金属离子就仅靠电解质供给。金属离子向阴极移动时是依靠扩散、对流和迁移来实现的。这3 个过程的进行和温度、电解质组成、溶液的粘度以及离子的大小等因素有关。电解质浓度、电极的距离、溶液中胶体添加剂的存在、某些副反应的进行、待沉积金属的性质、阴极的形状以及其它一些因素等都对阴极沉积物的结构和性能有影响。

钴粉γ射线辐照制备法

配制一定浓度的钴溶液，加入适量异丙酮和聚乙烯醇分别作为自由基清洗剂和分散剂，用CH₃COOH和NaOH 调节pH值，再将配制好的溶液进行超声脱气，以及通入氮气降低溶液中的氧含量后进行γ射线辐照。γ射线辐照采用剂量率为70Gy/min 的60Co 源辐照不同剂量后，按常规方法收集产物。此种方法很易制得纯净的α-Co 多晶超细粒子，平均粒径30nm。制备条件易控制，可使用多种原料，其中以醋酸钴为佳。所得超细粒子粒度分布窄，抗氧化性强，产率高。

钴粉多元醇法

将钴的固体化合物悬浮在一种液体多元醇中，然后将悬浮体加热到液相的沸点，于是这些化合物被还原产出金属钴粉。多元醇的作用是作为液相使初始化合物处于悬浮态。其次，它还是一种溶剂和还原剂。该工艺制得的钴粉主要特征是球形颗粒，粒度均匀而细微。该法的另一个特点是生产工艺简单易行，生产原料多种多样，产品粒度可以调节控制 。