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

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。

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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。