KR100360559B1 - 초미립 코발트 분말 제조방법 - Google Patents
초미립 코발트 분말 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 분말야금용 원료나 초경공구, 다이아몬드공구, 분말야금에 사용될 수 있는 코발트금속분말의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 코발트 하이드록사이드옥사이드(CoOOH)라는 코발트원료로부터 초경공구, 다이아몬드공구의 바인더재료 또는 분말야금의 첨가원소분말로 사용되는 고순도의 초미립, 고 비표면적의 코발트 금속분말의 제조 방법에 관한 것으로, (1) 코발트 하이드록사이드옥사이드를 염산이나 황산, 질산등의 산을 넣어 용수용액에서 액중의 코발트이온농도가 5내지 25%이내가 되도록 하고 50내지 100℃의 범위의 온도에서 가열 용해시키는 가산용해단계; (2) 상기 가산용해단계에서 수득된 용액에 옥살산, 포름산 등의 카르복실산의 알칼리금속염 또는 알칼리토금속염들로 이루어진 카르복실산염을 가하여 카르복실산-전이금속염을 생성시키는 침전단계; (3) 상기 침전단계에서 수득된 침전물을 여과하여 분리하고, 건조시키는 침전회수단계 ; 및 (4) 건조된 침전물을 불활성분위기 또는 환원성분위기에서 200 내지 800℃의 온도범위에서3 내지 5단계의 다단계로 가열하여 환원시키는 환원단계들을 포함하여 이루어진다.
따라서, 본 발명은 코발트 하이드록사이드옥사이드로부터 고순도, 고비표면적의 초미립 코발트금속분말을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 효과가 있으며 특히 초경공구, 다이아몬드공구 및 분말야금에 사용되기 적합한 고가의 코발트금속분말을 제조할 수 있도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 분말야금용 원료나 초경공구, 다이아몬드공구, 분말야금에 사용될 수 있는 코발트금속분말의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 코발트 하이드록사이드옥사이드(CoOOH)라는 코발트원료로부터 초경공구, 다이아몬드공구의 바인더재료 또는 분말야금의 첨가원소분말로 사용되는 고순도의 초미립, 고비표면적의 코발트 금속분말의 제조관한 것이다. 여기서 바인더재료는 초경공구들을 상호 단단히 결합시키는데 사용되는 접착제를 의미하는 것으로 고순도의 초미립 코발트금속분말이 사용된다. 또한, 분말야금의 첨가원소분말은 다이아몬드로 만들어지는 초경공구를 제작하는데 소정비율이 사용될 수 있고, 비록 순수한 초경공구보다는 질적으로 다소 떨어진다 하나 경제적인 측면에서는 매우 유리하다는 장점을 가진다.
이러한 초경공구, 다이아몬드공구, 분말야금에 사용될 수 있는 코발트금속분말은 아직까지 사용된바 없으며, 일부 분야에서 제한적으로 사용되고 있으나, 이를 위하여 현재까지 개발된 순수한 코발트금속분말 제조방법은 코발트금속이 전략금속에 속하고 부존자원이 세계일부 지역에 국한되어 있기 때문에 많이 보고되지 않고 있다. 또한 코발트금속분말의 고체-고체 반응성을 높이기 위해 1마이크론 이하의 초미립 입자크기와 길이대비 직경비가 5이상 되는 비표면적이 큰 특이형상을 요구하고 있고 또한 코발트금속의 결정구조인α상과 β상의 적정비율을 유지해 주어야 하기 때문에 아직까지 최적의 제조 공정이 확립되지 못한 형편이다.
지금까지 알려져 있는 코발트금속분말의 제조방법으로는 코발트산화물을 직접 수소분위기에서 가열 환원하는 방법, 코발트금속을 용해한 후 옥살산 또는 포름산과 반응시켜 코발트 염을 제조한 후 이 것을 중성 분위기에서 가열 분해하는 방법, 염기성 탄산코발트를 제조하고 이것을 수소 환원하는 방법 등이 알려져 있다.코발트산화물을 직접 수소분위기에서 가열 환원하는 제조방법은 산화물환원을 위한 600℃이상의 고온유지가 필요하기 때문에 제조비용이 높을 뿐만 아니라 제조된 코발트금속분말의 평균입자크기가 5마이크론 이상으로 크고 입자형상도 구형에 가까운 형상을 나타내게 되어 코발트금속분말과 다른 금속분말 간의 고체-고체 반응성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 더욱이 코발트금속의 결정구조인α상과β상의 적정비율을 유지하기가 어렵다.두 번째로 코발트금속을 용해한 후 옥살산 또는 포름산과 반응시켜 코발트 염을 제조한 후 이 것을 중성 분위기에서 가열 분해하는 방법은 목적으로 하는 1마이크론 이하의 초미립 코발트금속분말을 제조할 수 있으나 원료로 사용하는 코발트금속의 순도가 낮고 Si, Ni, K등의 불순물이 많이 포함되어 있어 최종 제조되는 초미립코발트금속분말의 순도가 낮게 된다.염기성 탄산코발트 염을 제조하고 이것을 수소 환원하는 방법은 염기성 탄산 코발트 염을 제조하기 위하여 탄산가스를 사용해야 하는 등 작업중의 안전성 등에 문제가 있고 염기성 탄산 코발트 염이 중간합성단계에서 극 미립의 케이크 상으로 석출될 가능성이 있기 때문에 작업 공정이 어렵고 수율이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 고순도의 코발트 하이드록사이드옥사이드 원료를 사용하여 고순도의 초미립 입자, 그리고 길이대비 직경비가 5이상이 되어 비표면적이 크고 코발트금속의 결정구조인α상과 β상의 적정비율을 변화시켜 코발트금속분말과 기타 다른 금속분말간의 고체-고체 반응성을 개선한 초경공구, 다이아몬드공구 및 분말야금 등에 적합한 고순도 초미립, 고비표면적 코발트금속 분말의 최적 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 코발트 하이드록사이드옥사이드(CoOOH)에서의 고순도 초미립 고비표면적의 코발트금속분말 제조방법은, (1) 코발트 하이드록사이드옥사이드를 염산이나 황산, 질산 등의 산을 넣어 용수용액에서 액중의 코발트이온농도가 5 내지 25%이내가 되도록 하고 50내지 100℃의 범위의 온도에서 가열 용해시키는 가산용해단계; (2) 상기 가산용해단계에서 수득된 용액에 옥살산, 포름산 등의 카르복실산의 알칼리금속염 또는 알칼리토금속염들로 이루어진 카르복실산염을 가하여 카르복실산-전이금속염을 생성시키는 침전단계; (3) 상기 침전단계에서 수득된 침전물을 여과하여 분리하고, 건조시키는 침전회수단계 ; 및 (4) 건조된 침전물을 불활성분위기 또는 환원성분위기에서 200 내지 800℃의 온도범위에서 3 내지 5단계의 다단계로 가열하여 환원시키는 환원단계를 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다.
코발트 분말원료로 사용하는 코발트 하이드록사이드옥사이드는 산수용액을 가하여 용해시킴으로써 액화시킬 수 있다. 이 액화는 계속되는 침전단계에서 코발트금속 염을 침전시키는 것으로 코발트금속분말제조의 중간체 제조가 가능하다. 이 가산용해단계에서는 염산, 황산, 질산 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용될 수 있으며 제조되는 용액중의 코발트이온농도를 조절하기 위해 계산된 적당량의 물을 첨가할 수 있다. 또한, 용해의 촉진을 위해 코발트 하이드록사이드옥사이드와 산의 혼합물은 50 내지 100℃의 범위의 온도로 가열 될 수 있다. 이 가산용해단계에서 사용되는 산의 양은 코발트금속의 원자가 당량비로 1.0 내지 2.0 당량, 바람직하게는 1.0 내지 1.5 당량이 될 수 있다. 상기 산의 양이 코발트금속의 원자가 당량비로 1.0 당량 미만으로 사용할 경우에는 코발트를 포함한 금속성분들이 충분히 용해되지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 2.0 당량을 초과하는 것은 과량의 산이 투입되게 되어 침전단계에서 침전을 저해하고 코발트금속의 회수율을 저하시키게 되며 잔류되는 반응여액의 산도를 높게 하여 반응여액의 폐수처리공정을 복잡하게 할 수 있다.
상기 침전단계는 상기 가산용해단계에서 얻어진 용액에 옥살산, 포름산 등의 카르복실산염을 산의 알칼리금속염 또는 알칼리토금속염들로 이루어진 카르복실산을 가하여 코발트-카르복실산염을 생성시키는 단계로서, 이 때 코발트-카르복실산염의 회수율을 높이기 위해 암모니아수 용액을 0 내지 50%, 바람직하게는 2 내지 15% 정도 첨가할 수 있다. 이 단계에서의 두 용액의 혼합물은 20 내지 120℃, 바람직하게는 40 내지 100℃의 범위의 온도로 유지하여 충분한 코발트-카르복실산염의 생성반응을 유도한 후 이 후 반응여액을 상온까지 충분히 냉각시켜 반응여액중에 잔존하게 되는 코발트이온의 회수율을 높게 할 수 있다. 이 때 온도가 40℃이하가 되면 코발트 하이드록사이드와 같은 코발트화합물이 석출되어 반응성을 저해하고 100℃이상에서는 수용액 중의 코발트 또는 유기산, 암모니아수의 농도가 증가하여 반응성이 낮게되며 뒤의 공정에 악영향을 미치는 문제점이 생길 수 있다.
상기 침전회수단계에서는 침전된 코발트-카르복실산염 침전물을 여과, 세정한 후 분리하고, 건조시키는 단계로서, 통상의 침전물 회수방법과 동일 또는 유사한 것으로서, 당해 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 이 때 세정 작업은 통상 2회 정도로 충분하지만 제품에 혼입 되는 불순물을 더욱 감소시키고자 할 경우에는 세정 횟수를 더 늘려 실시할 수 있다.
상기 침전회수단계에서 수득된 침전물은 불활성분위기 또는 환원성분위기에서 200 내지 800℃, 바람직하게는 300 내지600℃의 범위에서 2 내지 4단계로 다단계 가열하여 환원시켜 원하는 입자크기 및 결정구조를 갖는 코발트금속분말을 얻게 된다. 이 때 환원온도가 200℃ 미만인 경우에는 열분해반응이 일어나기 힘들게 되어 금속분말로 회수하기 어렵게 되고, 반대로 800℃를 초과하는 경우에는 환원된 금속분말간의 상호 결합반응에 의해 입자크기가 큰 분말을 얻게 되고, 더욱이 코발트금속분말의 결정구조가 모두 고온상인 β상만으로 이루어지게 되어 이 후 원하는 초경공구나 다이아몬드공구 등으로의 사용이 불가능하게 되는 문제점이 있을 수 있다. 따라서 코발트-카르복실산염의 열분해 환원온도를 300 내지 600℃의 범위에서 2 내지 4단계로 환원하는 것은 코발트-카르복실산염의 환원에서 얻어지는 코발트금속분말의 초경공구나 다이아몬드공구의 결합제로 사용될 때 코발트금속의 결정구조인 저온상 α상과 고온상 β 의 구성비율을 적절한 비율로 조정하기 위한 것이다.코발트-카복실염의 열분해 환원은 350 내지 800℃ 범위에서 열분해 환원하여 충분히 코발트금속분말을 제조할 수 있지만 이렇게 1단 처리로 열분해 환원된 코발트금속분말은 결정이 저온상 혹은 고온상 단일상으로 될 수 있다. 특히 350℃ 미만의 온도로 1단 환원하게 되면 열분해 환원된 코발트금속분말들의 표면 활성이 켜서 용이하게 재산화 되는 단점이 있고, 700℃이상의 온도로 1단 열분해환원하면 코발트-카르복실산염의 열분해환원속도는 빠르지만 얻어지는 코발트금속분말의 입자크기가 크고 형상도 구형으로 바뀌기 쉽게 된다.
본 발명에 사용되는 코발트 하이드록사이드옥사이드는 원료 상태에서 최소의 불순물성분을 포함하는 고순도의 코발트원료로 가산용해가 여타원료에 비해 용이하여 코발트금속분말제조에 특히 적절한 것이다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교 실예들이 기술되어 질 것이다. 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.
＜실시예 1＞
코발트 하이드록사이드옥사이드 300gr을 35% 염산수용액 950㎖ 와 함께 3ℓ반응기에 넣고 90℃로 가열하면서 충분한 시간 용해시켜 수용액중의 코발트농도가 20%인 염화코발트 수용액을 제조한다. 한편으로 시수 900㎖에 옥살산 400gr과 수산화암모늄 400㎖를 넣고 90℃로 가열하면서 충분한 시간 용해시켜 중화된 옥살산수용액을 제조한다. 이 두 용액을 혼합한 후 90℃에서 충분한 시간 반응시켜 옥살산코발트를 침전시켜 여과하고, 세척 후 건조하여 분홍색의 분말을 수득하였다. 수득된 옥살산코발트를 전기로에 넣고 수소 분위기 하에서 300℃ 0.5시간, 350℃ 0.5시간, 400℃ 1시간, 500℃ 1시간 4단계로 열분해 환원하여 코발트금속분말을 수득하였다. 수득한 코발트금속분말을 원소분석, 입자크기 분석, 입형분석등을 행하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 여기서 원소분석은 유도결합 원자방출분광기(ICP-AAS : Inductively Coupled Plasma Atomic Absorption Spectroscopy, 모델명 JY38S, 제조사 프랑스 Jobinyvon)를, 입자크기 분석은 핏셔 공기투과방식 측정법(FSSS: Fisher Sub Sieve Sizer , 모델명 MK200, 제조사 미국 Fisher Science)을, 입형분석은 분말형상분석기(Image Analyser)를 사용하였다.
＜실시예 2＞
코발트 하이드록사이드옥사이드 300gr을 100% 황산 300㎖, 메칠 알코올 30㎖, 시수 900㎖ 와 함께 3ℓ반응기에 넣고 90℃로 가열하면서 충분한 시간 반응시켜 코발트 농도 20%의 황화코발트 수용액을 제조한다. 여기에 실시예 1과 같은 방법으로 제조한 옥살산수용액을 가하여 옥살산코발트를 수득하였다. 수득한 옥살산코발트를 실시예 1과 동일한 방법으로 열분해환원, 원소 분석하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
＜실시예 3＞
코발트 하이드록사이드옥사이드 300gr을 100% 질산 200㎖, 메칠알콜 30㎖, 시수 900㎖ 와 함께 3ℓ반응기에 넣고 90℃로 가열하면서 충분한 시간 반응시켜 코발트 농도 20%의 질화코발트 수용액을 제조한다. 여기에 실시예 1과 같은 방법으로 제조한 옥살산수용액을 가하여 옥살산코발트를 수득하였다. 수득한 옥살산코발트를 실시예 1과 동일한 방법으로 열분해환원, 원소 분석하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
＜비교예 1＞
실시예 1과 같은 방법으로 수득한 옥살산코발트를 전기로에 넣고 수소분위기하에서 500℃로 1시간 열분해 환원하여 코발트금속분말을 수득하였다. 수득한 코발트금속분말을 실시예 1과 같은 방법으로 원소 분석하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
＜비교예 2＞
실시예 2와 같은 방법으로 수득한 옥살산코발트를 전기로에 넣고 수소분위기하에서 500℃로 1시간 열분해 환원하여 코발트금속분말을 수득하였다. 수득한 코발트금속분말을 실시예 1과 같은 방법으로 원소 분석하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
＜비교예 3＞
실시예 3과 같은 방법으로 수득한 옥살산코발트를 전기로에 넣고 수소분위기하에서 500℃로 1시간 열분해 환원하여 코발트금속분말을 수득하였다. 수득한 코발트금속분말을 실시예 1과 같은 방법으로 원소 분석하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
＜비교예 4＞
공업용으로 사용되는 산화코발트(Co3O4) 100gr에 35% 염산수용액 350㎖를 가하여 완전히 용해시켰다. 실시예 1과 같은 방법으로 제조한 옥살산을 가하여 옥살산코발트를 수득하였다 수득한 옥살산코발트를 전기로에 넣고 수소분위기하에서500℃로 1시간 열분해 환원하여 코발트금속분말을 수득하였다. 수득한 코발트금속분말을 실시예 1과 같은 방법으로 원소 분석하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
＜비교예 5＞
코발트금속조립분말(Co powder) 30gr을 35% 염산수용액 100㎖ 를 가하여 완전히 용해시켰다. 실시예 1과 같은 방법으로 제조한 옥살산을 가하여 옥살산코발트를 수득하였다 수득한 옥살산코발트를 전기로에 넣고 수소분위기하에서 500℃로 1시간 열분해 환원하여 코발트금속분말을 수득하였다. 수득한 코발트금속분말을 실시예 1과 같은 방법으로 원소 분석하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
상기한 실시예들의 분석결과를 종합한 결과, 초경공구나 다이아몬드공구용으로 적합한 고순도, 고비표면적의 초미립 코발트금속분말을 얻을 수 있음을 알 수 있었으,며 코발트 하이드록사이드옥사이드를 원료로 함으로써 가산용해가 용이하여 공정조작을 단순화시킬 수 있음을 확인 할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 의하면 코발트 하이드록사이드옥사이드로부터 고순도, 고비표면적의 초미립 코발트금속분말을 제조할수 있는 방법을 제공하는 효과가 있으며 특히 초경공구, 다이아몬드공구 및 분말야금에 사용되기 적합한 고가의 코발트금속분말을 제조할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에 있어서 명백한 것이며 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (8)
- (1) 코발트 하이드록사이드옥사이드(CoOOH)를 염산, 황산, 질산들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 산수용액에 넣고, 산수용액에서 액중의 코발트이온농도가 5내지 25%이내가 되도록 하고 50내지 100℃의 범위의 온도에서 가열 용해시키는 가산용해단계;(2) 상기 가산용해단계에서 수득된 용액에 옥살산, 포름산 등의 카르복실산의 알칼리금속염 또는 알칼리토금속염들로이루어진 카르복실산염을 가하여 코발트-카르복실산염을 생성시키는 침전단계;(3) 상기 침전단계에서 수득된 침전물을 여과하고 적어도 2회 이상 세정한 후 분리하고, 건조시키는 침전회수단계 ;(4) 건조된 침전물을 불활성분위기 또는 환원성분위기에서 300 내지 600℃의 온도범위에서 다단계로 가열하여 환원시키는 환원단계들을 를 포함하여 이루어짐을 특징으로하는 코발트 하이드록사이드옥사이드로부터의 고순도, 고비표면적의 초미립 코발트금속분말 제조 방법.
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- 제 1항에서 있어서, 상기 환원단계가 300 내지 600℃의 온도범위에서 3내지 5단계의 다단계 환원가열을 통해 환원이 수행됨을 특징으로 하는 상기 코발트 하이드록사이드옥사이드로부터의 고순도, 고비표면적의 초미립 코발트금속분말 제조방법.
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Families Citing this family (6)
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| KR100828933B1 (ko) * | 2006-12-05 | 2008-05-13 | 한국원자력연구원 | 코발트금속 나노분말 및 이의 제조방법 |
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| CN108500291B (zh) * | 2018-03-16 | 2021-07-06 | 南京工业大学 | 一种碱性介质中片状钴粉的制备方法 |
| CN114192792B (zh) * | 2021-11-30 | 2024-02-02 | 海朴精密材料(苏州)有限责任公司 | 一种制备高纯钴的方法及应用 |
| CN115229176B (zh) * | 2022-06-17 | 2024-05-07 | 北京科技大学 | 一种类球形草酸钴颗粒的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4214896A (en) * | 1979-05-14 | 1980-07-29 | Gte Products Corporation | Process for producing cobalt metal powder |
| US4469505A (en) * | 1980-11-19 | 1984-09-04 | Gte Products Corporation | Method for producing cobalt metal powder |
| JPH0633116A (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体用強磁性金属粉末及びその製造方法 |
| KR950005750A (ko) * | 1993-08-12 | 1995-03-20 | 켈레르트, 라울빙 | 코발트/산화코발트 분말, 그의 제조 방법 및 그의 용도 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4214896A (en) * | 1979-05-14 | 1980-07-29 | Gte Products Corporation | Process for producing cobalt metal powder |
| US4469505A (en) * | 1980-11-19 | 1984-09-04 | Gte Products Corporation | Method for producing cobalt metal powder |
| JPH0633116A (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体用強磁性金属粉末及びその製造方法 |
| KR950005750A (ko) * | 1993-08-12 | 1995-03-20 | 켈레르트, 라울빙 | 코발트/산화코발트 분말, 그의 제조 방법 및 그의 용도 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101252058B1 (ko) | 2011-02-10 | 2013-04-12 | 한국지질자원연구원 | 분산도가 우수한 슬러리 환원법을 이용한 코발트 분말 제조 방법 |
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