钴的应用广泛,是一种重要的战略金属。随着钴消费量的日益增大,也产生了大量的钴废料。含钴废料是重要的二次资源,中国又是钴资源贫乏的国家,再生钴资源的回收利用是解决中国钴资源供给的有效途径。含钴废料种类多,主要有废高温合金、废硬质合金、废磁性合金、废可伐合金、废催化剂和废二次电池材料等。此外,炼过程中产生的钴渣也是回收的来源之一。
使含钴转炉渣中的钴与其他元素分离并制成钴产品的过程,为含钴铜镍矿回收钴的一种方法。含钴转炉渣通常先经过火法富集,再用湿法将其中的钴与镍、铜等金属分离,然后从净化后的钴溶液中制取金属钴或氧化钴。
废钴回收从源头上可分为新钴废料、生产性钴废料和旧钴废料。新钴废料是指钴材加工过程中实际产生的工艺废料和不合格废品。旧废钴是指社会消费后丢弃的钴料。还包括新废钴流入社会进行回收和实际利用的废钴回收产品。
锂电池回收钴利用技术主要集中在两个方面:一是对锂电池中的有价金属钴粉进行回收;二是利用废锂电池中进行梯次利用来生产新的锂电池。对于前者,目前常见的做法是将废弃锂电池中的有价金属通过冶炼、化学或物理方法分离出来,然后进行回收。对于后者,目前已经有一些公司开始尝试递次利用废旧锂电池的方法。
钴资源较为且主要集中在海外,在供应紧缺且价格持续上涨的趋势下,未来随着三元材料的普及,其回收市场规模将快速增加。因此从废旧锂电池中回收获取钴、锂资源就具有广阔的发展前景,产生的经济效益也显著提升。
钴有众多的化合物形态,包含金属制品、钴氧化物、钴氢氧化物和钴盐,不同的钴产品性质不同,应用的领域与方向不同。其中氢氧化钴是生产钴盐、钴粉的原料,也是含钴新能源动力电池等的基础原材料。
钴的产业链上游以钴矿开采及其初冶炼为主,其中包含了铜钴矿、镍钴矿和其他钴矿,从中可以获得钴精矿、钴中间产品、其他含钴产品,同时含钴废料也是钴来源之一。钴的产业中游为冶炼,包含各种钴粉、电解钴和钴化合物等,其中钴化合物主要有氧化钴、氢氧化钴、硫酸钴等产品。
钴的下游应用广泛,主要涉及锂电池、合金行业,同时还用做磁性材料、催化剂等多个领域。目前钴的需求主要集中在消费电池及动力电池领域,用于生产钴酸锂及三元正极材料。
四氧化三钴是一种重要的无机化合物,通常用于制备其他钴化合物或作为催化剂,该化合物的化学式为C0304,可以回收合有四氧化三钴的废料,通过物理-化学方法对其进行处理,将其中的四氧化三钴提取出来,以便后续的利用。