(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コバルトハイドロオキサイドオキサイドを硫酸で溶解する硫酸コバルトの製造方法において、コバルトハイドロオキサイドオキサイドに金属コバルトを添加して溶解を行うことを特徴とする硫酸コバルトの製造方法。
【請求項２】
金属コバルトの添加量をコバルトハイドロオキサイドオキサイド中のコバルト１００モル部に対し、金属コバルト中のコバルト０．０１モル部から１００モル部とする請求項１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コバルトハイドロオキサイドオキサイドから硫酸コバルトを製造する方法を改良し、硫酸で良好に溶解させる方法に関するもので、硫酸コバルトを製造する工程において、コバルトハイドロオキサイドオキサイドの硫酸での溶解時間を著しく短縮すると同時に、その製造において安全に硫酸コバルトを製造する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コバルトハイドロオキサイドオキサイドから硫酸コバルトを製造する方法としてはこのコバルトハイドロオキサイドオキサイドを硫酸に溶解する方法が知られている。
【０００３】
しかし、このコバルトハイドロオキサイドオキサイドは、著しく硫酸に溶解しにくいため、硫酸コバルトの製造は、長時間となり、硫酸コバルト製造工程において生産性が低いことが大きな問題点であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、硫酸コバルトの製造方法として、従来のコバルトハイドロオキサイドオキサイドを硫酸で溶解する方法に較べて、溶解時間を著しく短縮すると同時に、より安全に製造する技術を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決しようとするための手段】
本発明者らは上記課題を鋭意検討した結果、コバルトハイドロオキサイドオキサイドを硫酸で溶解して硫酸コバルトを製造する工程において、金属コバルトを溶解前もしくは溶解途中で添加すれば硫酸での溶解時間が著しく短縮でき、さらに、コバルトハイドロオキサイドオキサイドが硫酸で溶解されるときに発生する酸素と、添加した金属コバルトが硫酸で溶解されるときに発生する水素は、反応系内において速やかに反応し、安全な水に化学変化することを見いだし、コバルトハイドロオキサイドオキサイドの硫酸での溶解時間の短縮の新規な技術と、安全な溶解方法を見いだし本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち本発明は次の発明を提供するものである。
（１）コバルトハイドロオキサイドオキサイドを硫酸で溶解する硫酸コバルトの製造方法において、コバルトハイドロオキサイドオキサイドに金属コバルトを添加して溶解を行うことを特徴とする硫酸コバルトの製造方法。
【０００７】
（２）金属コバルトの添加量をコバルトハイドロオキサイドオキサイド中のコバルト１００モル部に対し、金属コバルト中のコバルト０．０１モル部から１００モル部とする上記（１）記載の製造方法。
【０００８】
本発明で用いるコバルトハイドロオキサイドオキサイド(Cobalt Hydroxide Oxide)は、ＣＡＳ１２０１６−８０−７に登録された、化学式ＣｏＯＯＨで表される常温固体の化学物質である。市販品では、コバルト純度６５重量％程度のものがあり、例えばクイーンズランドニッケル社製のものが使用できる。
【０００９】
また、このコバルトハイドロオキサイドオキサイドを溶解させる硫酸としては、公知慣用のものがいずれも使用できる。硫酸は、一般的には水溶液として入手し易いが、極力高濃度のもの８０〜１００重量％のものが単位体積当たりの硫酸コバルトの製造量を高めることが出来る点で好ましい。
【００１０】
本発明に用いる金属コバルトは、市場に通常に流通しているものがいずれも使用可能であり粉末でも粒状でも塊状のものでもよく、また粉末を焼結等により粒状にしたものでもよい。一般にコバルトの粒子径が小さくなるに従い、硫酸との接触面積が増加して相対的には溶解時間が短くなるため、絶対的溶解時間との兼ね合いで、金属コバルトの添加量は金属コバルトの形状により変えることもできる。
【００１１】
通常、市販の金属コバルトは不純物金属を含むことがあるが、硫酸コバルトの品位を損なわないものであれば、他の不純物金属たとえば鉄、ニッケル、銅、マンガン、亜鉛などが含まれていてもよい。
【００１２】
本発明においては、硫酸に溶解する成分としては、コバルトハイドロオキサイドオキサイドを主成分とし金属コバルトを副成分として用いる。
【００１３】
金属コバルトの添加時期はコバルトハイドロオキサイドオキサイドの溶解前に予め添加してもよく、またコバルトハイドロオキサイドオキサイドを溶解している途中で添加してもよく、また溶解前と溶解途中の両方で添加してもよい。溶解途中で添加する場合も、複数回に分割して添加してもよい。
【００１４】
さらにまた、金属コバルトを溶解している途中でコバルトハイドロオキサイドオキサイドを添加してもよく、この場合複数回に分割添加してもよい。しかしながら、金属コバルトは、コバルトハイドロオキサイドオキサイドと同時に硫酸に加えるか、必要な添加量全量を溶解前に予め硫酸に添加しておくのが作業上好ましい。
【００１５】
金属コバルトの添加量は、金属コバルトの形状を鑑み、必要とする溶解速度に応じて調整すればよいが、例えばコバルトハイドロオキサイドオキサイド中のコバルト１００モル部に対し、金属コバルト中のコバルト０．０１モル部から１００モル部である。望ましくは金属コバルト中のコバルト０．１モル部から３０モル部である。
【００１６】
コバルトハイドロオキサイドオキサイドを硫酸で溶解して硫酸コバルトにする際には、加温して溶解を促進してもよい。この際の温度は例えば60℃からその溶液の沸点までである。
【００１７】
本発明による製造法を用いた硫酸コバルトは硫酸での溶解後に、硫酸コバルトの結晶として溶液から取り出すことも、必要に応じて水で希釈して定められたコバルト濃度に調整した硫酸コバルト水溶液にすることもできる。
【００１８】
コバルトハイドロオキサイドオキサイドへの金属コバルトの添加により、硫酸溶解時には酸素と水素が同時に発生するが、金属コバルトの添加量により発生する酸素と水素の量は異なり、溶解の進行によっても変化する。しかし本発明者らの知見によれば、系外に排出される気体を鋭意検討分析した結果、意外にも、気体酸素と気体水素が同時に発生することはなく、必ずどちらか一方のみであった。
【００１９】
すなわちこれは、硫酸での溶解時に発生する酸素及び水素は非常に化学的に反応性に富む発生期状態(ラジカル)の原子であるため、両者は瞬時に水に反応する。金属コバルトの添加量によっては酸素もしくは水素のいずれか一方は、水を生成する当量比以上の発生となるが、この過剰分も発生期状態(ラジカル)の原子であるため、気体酸素もしくは気体水素に瞬時に反応する。従って、気体酸素と気体水素とは同時に系外に発生することはない。
【００２０】
発生する気体酸素及び気体水素は、両者の絶対発生量の合計が（水の生成に伴い）低減できる上、同一時間帯には酸素か水素の一方のみしか発生しないから、それぞれ従来からの公知慣用の安全対策を施せばよく、これにより、より安全に硫酸コバルトが生産できる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
３０００ｍｌガラス製反応容器に蒸留水２０００ｇを入れ、９８％硫酸を硫酸として３．００モルを添加し攪拌下で９５℃の恒温にする。９５℃恒温攪拌状態で、コバルトとして５．４０モルのコバルトハイドロオキサイドオキサイドと、コバルトとして０．６０モルの粉末金属コバルトを添加する。コバルト総量は硫酸に対し２倍モル当量である。
【００２２】
コバルトハイドロオキサイドオキサイド及び金属コバルトが硫酸に溶解するに従い、系内の硫酸濃度が低下するためにｐＨが上昇してくる。ｐＨの上昇は金属溶解による硫酸コバルトの生成進行であるため、ｐＨが２．５０になるまでの時間を測定し溶解時間を比較した。
【００２３】
溶解開始から１時間後及び５時間後に発生する気体を捕集しガスクロマトグラフィーにより酸素及び水素の含有量を分析した結果、発生した気体はいずれも酸素のみであった。
【００２４】
実施例２
実施例１で、コバルトハイドロオキサイドオキサイドを５．７０モル（コバルトとして）、粉末金属コバルトを０．３モル（コバルトとして）とした。発生した気体はいずれも酸素のみであった。
【００２５】
実施例３
実施例１で、コバルトハイドロオキサイドオキサイドを５．００モル（コバルトとして）、粒状金属コバルトを１．００モル（コバルトとして）とした。発生した気体はいずれも酸素のみであった。
【００２６】
比較例１
実施例１で、コバルトハイドロオキサイドオキサイドを６．００モル（コバルトとして）添加し、粉末金属コバルトは添加しなかった。
【００２７】
実施例１〜４及び比較例１について、硫酸溶液がｐＨ２．５になるまでの時間を表１に示した。
【００２８】
【表１】
表  １
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【００２９】
【発明の効果】
本発明による硫酸コバルトの製造方法は、従来のコバルトハイドロオキサイドオキサイドを硫酸で溶解する方法に較べて、溶解時間を著しく短縮すると同時に、その製造工程において安全に硫酸コバルトを製造することができる。