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。
对于经过严格分类的纯净含钴合金废料,可根据具体情况直接熔炼成相应的合金使用,也可降级作为其它合金的配料使用。而对于不能直接利用的废料,可根据具体情况采用火法和湿法联合流程,或全湿法流程进行处理。采用火法流程时可以将含钴低的物料配入高冰镍转炉吹炼成高冰镍,在高冰镍处理过程中来综合 回收钴;也可以在电炉中熔炼成合金阳极送电解处理。采用湿法流程时,金属的溶解可采用化学法或电化学法溶解;从溶液中分离和富集金属,可根据具体情况采用化学沉淀法(中和水解沉淀、硫化沉淀、置换沉淀以及盐沉淀法等)、溶剂萃取和离子交换等技术。
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。
电池领域,钴酸锂、三元正极材料中钴可以用于提升电池的稳定性,循环寿命、电池倍率性能等;合金领域,钴可以提升合金的耐磨性、高温强度、磁性、硬度等特性,用来生产硬质合金、高温合金等,同时可以添加在耐磨合金、超级合金中,提升合金的整体性能。
锂电池是钴产品的大终端消费领域。钴主要用于电池材料钴酸锂前驱体——四氧化三钴、三元正极材料前驱体的生产中。其中四氧化三钴——钴酸锂主要用于3C锂电池生产,三元材料主要用于动力电池等生产。