CN100500893C - 铜钴铁合金中分离铜钴的方法 - Google Patents

铜钴铁合金中分离铜钴的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从铜钴铁合金中分离铜钴的方法,具体实施步骤是:(1)磨细筛分铜钴铁合金;(2)浸出铜钴铁合金中的金属;(3)浸出渣处理;(4)除铁。本发明的全湿法浸出铜钴合金、有效分离回收有价金属的方法所具有的有益效果是:①能耗低,整个过程温度均在沸点以下(小于100℃);②常压中性浸出,无高压高酸环境,设备要求低,安全环保,且大大降低了产业化投资成本;③金属回收率高:钴、铜回收率98%;④工艺简单,易于操作,产业化生产成本低,浸出1吨金属钴需酸(以含量98%浓硫酸计)4.5-5.5吨,氧化剂(以有效成份10%的次氯酸盐计)5.5-6.5吨。

Description

铜钴铁合金中分离铜钴的方法

技术领域

本发明涉及一种冶金行业中的铜钴铁合金中分离铜钴的方法。 背景领域

随着世界经济的快速发展,特别是电池功能材料、超细粉体材料和超硬 材料的迅猛发展,导致相关有色金属材料的消费量也在快速增长,特别是中 国十分缺乏并且全球消费势头迅猛的钴资源。特别是现在民主刚果和赞比亚 等国家严格限制钴矿的出口,改为出口初级钴产品,铜钴合金就是其中重要 的一种。这一政策严重影响到国内厂家钴原料的来源,故就铜钴合金分离技 术进行研究开发显得尤为重要。

铜钴合金主要成份是钴(Co)、铜(Cu)、铁(Fe)、硅(Si)等元素,含 量是钴(Co) 15 — 40%、铜(Cu)8—25% 、铁(Fe)20—45呢、硅(Si) 3—25%。

目前,铜钴合金的分离技术还未能完全产业化,其原因是能耗高,金属 回收率低,设备要求高,投资较大且安全、环保要求难以达标。

发明内容

本发明是要解决现有浸出铜钴合金的分离方法存在的能耗高、金属回收 率低、环保要求难以达标的技术问题,而提供一种从铜钴铁合金中分离铜钴 的方法

为实现上述目的,本发明的技术方法是:本发明的一种从铜钴铁合金中分离铜 钴的方法,具体实施步骤是: (2)磨细筛分铜钴铁合金

用磨料粒度为200目一300目的磨料磨细铜钴铁合金;

(2) 浸出铜钴铁合金中的金属

将磨细合铜钴铁合金用水配成料桨液,配水量视铜钴铁合金中含钴量而定,

以钴计,保持钴浓度在30 — 40g/l,料浆泵至浸出槽中,用无机酸进行常压氧 化浸出,浸出温度85—95。C,将合金中的金属溶解,使金属元素以硫酸盐,氯 化盐或硝酸盐状态存在于水溶液中;

(3) 浸出渣处理

浸出完成后在浸出槽中先将浸出后的料浆沉降30—60分钟,此时硅胶成份存在于上层清液中,再将上层清液放入储存池中;下层沉淀层过滤后将滤液 进入上清液储存池中,与上清液合并,作为浸出后液,滤渣用于制砖; (4)除铁

采用"针铁矿"法连续除铁,温度85"C,对浸出后的高铁溶液中浓度为 30-40g/l的钴和浓度为30-100 g/l的铁金属离子实现铁与钴铜的分离,同时 除去浸出液中的硅胶。

其中:步骤(2)中的浸出槽是由一个反应槽槽体, 一个反应槽槽盖,反应 槽槽体侧面外壁上的连接法兰构成,其中,反应槽槽盖上设有浸出后液输出 连接法兰,并分别连接前液管或前浆液管,蒸汽管,酸管或碱管。

步骤(4)中的除铁槽是由二个所述浸出槽通过连接管连通而成,且连通管 从高处向低处倾斜。

本发明的全湿法浸出铜钴合金、有效分离回收有价金属的方法,与常用 的"磺钠铁矾"法间断除铁(温度95°C),所具有的有益效果是-

① 能耗低,整个过程温度均在沸点以下(小于IOO"C);

② 常压中性浸出,无高压高酸环境,设备要求低,安全环保,且大大降低了 产业化投资成本;

③ 金属回收率高:钴、铜回收率98%;

④ 工艺简单,易于操作,产业化生产成本低,浸出1吨金属钴需酸(以含量

98%浓硫酸计)4. 5-5. 5吨,氧化剂(以有效成份10%的次氯酸盐计)5. 5-6. 5吨。 附图说明

图1是本发明的工艺流程框图。 具体实施方式

下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限

定的范围。

实施例l:

本发明的工艺方法(如图l所示) ①铜钴铁合金磨细,磨料粒度200目一300目;② 将合金用水配成料浆液,配水量视合金中含钴量而定,以钴计,保持钴浓 度在30 — 40g/l,料浆泵至浸出槽中,用无机酸(如硫酸,盐酸,硝酸等)和 氧化剂(次氯酸盐,氯酸盐,双氧水等)进行常压氧化浸出,浸出温度85 — 950C,将合金中的金属溶解(金属元素以硫酸盐,氯化盐或硝酸盐状态存在于 水溶液中);

③ 由于合金中含有一定量硅元素,约有70%硅会被浸出,并以硅胶(Si02' nH20) 的形式存在于浸出液中,它的存在将导致过滤困难,即难以实现固液分离,我 们的处理方法是浸出完成后在浸出槽中先将浸出后的料浆沉降30—60分钟, 此时硅胶成份存在于上层清液中,再将上层清液放入储存池中;下层沉淀层成 份主要是易于过滤的尾渣和少量浸出液而变得容易过滤,过滤后将滤液进入 上清液储存池中,与上清液合并,作为浸出后液,滤渣用于制砖;

④ 浸出后液中含用钴、铜、铁等金属离子,钴浓度为30-40g/1,铁浓度为30-100

g/1,属高铁溶液,除铁即实现铁与钴铜的分离,同时又能除去浸出液中的硅 胶(Si02' nH20),除铁工序采用"针铁矿"法连续除铁(温度850C),与常 用的"磺钠铁矾"法间断除铁(温度950C),有如下优点:

a. 利于浸出后液中的硅胶(Si02* nH20)以易过滤的铁渣为载体,随铁渣过滤 而除去。原理是硅胶表面带负电何,针铁矿渣表面带正电,正负电相吸引, 硅胶即能聚沉于针铁矿渣表面。

b. 能耗低。"针铁矿(分子式为FeOOH)"法除铁温度为850C,"磺钠铁矾【分 子式为Na2Fe6(S04)4(0H) 12】"法间断除铁温度为950C,前者比后者低100C, 有效减少热能消耗。

c. 连续法较间段法操作稳定,易于控制,同时降低人工及设备运行成本。

d. "针铁矿"法除铁铁渣中铁含量50-52%,是"磺钠铁矾"法铁渣铁含量l倍 多,故铁渣量少,过滤机负荷低且其夹带钴铜金属量低,钴铜金属回收率高且 利于回收金属铁。

其中:浸出槽是由一个反应槽槽体, 一个反应槽槽盖,反应槽槽体侧面外 壁上的连接法兰构成,其中,反应槽槽盖上设有浸出后液输出连接法兰,并 分别连接前液管或前浆液管,蒸汽管,酸管或碱管。

除铁槽是由二个所述浸出槽通过连接管连通而成,且连通管从高处向低处 倾斜。

5

Claims (5)

1. 一种从铜钴铁合金中分离铜钴的方法,包括如下步骤:(1)磨细筛分铜钴铁合金用磨料粒度为200目—300目的磨料磨细铜钴铁合金;(2)浸出铜钴铁合金中的金属将上述磨细的铜钴铁合金与水配成30—40g/l的钴料浆液,泵至浸出槽中,加人无机酸和氧化剂,85℃—95℃,常压氧化浸出,使合金中的金属溶解,以硫酸盐,氯化盐或硝酸盐状态存在于水溶液中;(3)浸出渣处理将浸出后的料浆沉降30—60分钟,再将上层清液硅胶成份放入储存池中;下层沉淀层过滤,滤液与上清液合并,作为浸出后液,滤渣用于制砖;(4)除铁在除铁槽中,70℃-85℃,采用“针铁矿”法连续除铁,实现铁与钴铜的分离,同时除去浸出液中的硅胶。
2. 根据权利要求l所述的一种从铜钴铁合金中分离铜钴的方法,其特征在于,步 骤2所述的无机酸是硫酸,盐酸或硝酸。
3. 根据权利要求1所述的一种从铜钴铁合金中分离铜钴的方法,其特征在于, 步骤2所述的氧化剂是次氯酸盐,氯酸盐或双氧水。
4. 根据权利要求l所述的一种从铜钴铁合金中分离铜钴的方法,其特征在于,步 骤2所述的浸出槽是由一个反应槽槽体, 一个反应槽槽盖,反应槽槽体侧面外 壁上的连接法兰构成,其中,反应槽槽盖上设有浸出后液输出连接法兰,并 分别连接前液管或前浆液管,蒸汽管,酸管或碱管。
5. 根据权利要求1所述的一种从铜钴铁合金中分离铜钴的方法,其特征在于, 步骤4所述的除铁槽是由二个所述浸出槽通过连接管连通而成,且连通管从高 处向低处倾斜。
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