CN101235437A - 一种对钴铜铁合金进行微波预处理浸出有价金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从钴铜铁合金中浸出有价金属特别是钴铜的方法。将钴铜铁合金破碎至100目以细，再将合金粉末与助熔剂和造渣剂混合后采用微波在700－1300℃进行二次热处理，使钴铁铜合金产生偏析生成铜和钴铁合金，经破碎至200－300目后，钴和铁可用无机酸快速溶解而与铜分离，钴和铁可采用常规的化学方法进行分离。本发明工艺简单易行，适宜工业化生产。

Description

一种对钴铜铁合金进行微波预处理浸出有价金属的方法
技术领域
本发明涉及一种从钴铜铁合金中回收有价金属的方法，特别是一种采用微波对合金进行预处理，改变合金的结构后再从合金中浸出钴铜的方法。
背景技术
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全球消费势头迅猛的钴资源。
根据1997年美国地调局统计，民主刚果有着丰富的钴资源，其钴资源的储量约200万t，储量基础有250万t。现在，国内一些相关企业纷纷从民主刚果和赞比亚等国家进口钴矿，国后进行的钴产品深度加工。但民主刚果政府将出台限制该国钴矿的出口，而鼓励将钴矿加工成钴产品后再出售给国外的政策。如民主刚果的潘达熔炼厂用电炉将富钴氧化精矿熔炼成铜-钴-铁合金(含钴40％以上叫钴白合金)送比利时回收钴；这一政策的出台，将会对中国的相当多企业的造成被动的局面。
微波是一种包含电场和磁场的电磁波，当微波作用到物质表面时，可能产生电子极化、原子极化、界面极化及偶极转向极化，其中偶极转向极化及界面极化对物质的加热起主要作用。在微波场中，物质的偶极子与电场作用产生转矩，宏观偶极矩不再为零，这就产生了偶极转向极化。由于产生的交变电场以每秒高达数亿次的高速转向，偶极转向极化不具备迅速跟上交变电场的能力而滞后于电场，从而导致材料内部功率耗散，一部分微波能转化为热能，使得物质本身升温。
微波加热在冶金中的应用是近年发展起来的冶金技术，例如：用微波(2450MHz，800W)对炭和17种氧化物及硫化物进行辐射，一些化合物在一分钟内就能被加热到摄氏几百度。实验证明：微波加热能够促进氧化镍、氧化钴和氧化锰矿在浸出前的预还原，能够促进硫化钼和硫化铼的焙烧和氯化，几乎所有工业上使用的金属都可以用微波进行处理。微波加热被用于矿石的破碎、难选金矿的预处理、从低品位矿石和尾矿中回收金、从矿石中提取稀有金属和重金属、铁矿石和钒钛磁铁矿的碳热还原、工业废料的处理等。
发明内容
为了缓解我国钴资源供需矛盾，有效回收铜钴铁合金中的有价元素，本发明提供一种对钴铜铁合金进行微波预处理浸出有价金属钴的方法。
由于铜钴铁白合金含铜较高，且具有一定的延展性，用一般的破碎设备难以破碎，而含有一定硅酸盐的铜钴铁白合金又在一般条件下难以溶于常用的无机酸。因此本发明将合金细化到100目以细，然后在助熔剂及造渣剂存在的情况下进行微波预处理使合金产生偏析，形成易溶于常用无机酸的钴铁合金，从而实现钴铜的分离。
一种对钴铜铁合金进行微波预处理浸出有价金属的方法，将含钴20-50％，铁10-50％，铜5-30％的铜铁钴白合金通过机械破碎至100目以细，或通过中频感应炉或矿热炉或电弧炉经30分钟左右，在1300-1500℃熔化后，利用高压气体或高压水雾化成100目以细的合金粉末，再将合金粉末与助熔剂和造渣剂混合后采用微波进行热处理，微波热处理处理温度为700-1500℃，所用微波为高温微波炉，使钴铁铜合金产生偏析生成铜和钴铁合金，经破碎至200-300目后，用稀酸快速溶解钴和铁而与铜分离，钴和铁可采用常规的化学方法进行分离。
所述助熔剂和造渣剂包括氯化钠、氯化钾、碳酸钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硝酸钠、碳酸钙、氧化钙、碳酸镁或氧化镁中的一种或几种，加入重量百分比大于1％，小于30％。
所述的机械破碎，采用的破碎设备为颚式破碎机、辊式破碎机、卧式破碎机、广义磨、雷蒙磨中的一种或几种。
所述的稀酸快速溶解，采用的酸为无机酸，包括稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸中的一种或几种，体积浓度小于50％；无机酸溶解温度为50-100℃，溶解时间为2-8小时。
所述的钴和铁采用常规的化学方法进行分离指采用黄钠铁矾法进行钴铁分离。
本发明针对我国钴资源缺少的现状，综合回收钴铜铁合金中的金属钴，工艺简单易行，适宜工业化生产。
具体实施方式
实施例1取铜钴铁合金50公斤，利用中频感应炉将合金熔化，用高压水将合金雾化成100目的合金粉(编号PMC-01)，取PMC-01合金粉1公斤，加入100克碳酸钠和100克硫酸钠，采用微波加热到850℃下保温半小时，冷却破碎到200目(编号PMC-02)，以取PMC-02粉30克，加水200ml，加浓硫酸20ml，在80℃下搅拌反应8小时，过滤洗涤，分析滤液中钴铁铜及渣中钴铁铜含量，可得到钴的一次浸出率为95.4％，铁的一次浸出率为94.8％，铜基本不浸出。渣中主要成份为金属铜，钴的含量小于2％，铁的含量小于2％。将浸出液用黄钠铁矾法除铁，浸出液中含铁小于0.05g/l，渣中含钴小于0.5％.
实施例2，取铜钴铁合金50公斤用广义磨磨至100目以细(编号PMC-03)，取PMC-03合金粉1公斤，加入150克碳酸钠和100克硫酸钠，采用微波加热到900℃下保温半小时，冷却破碎到200目(编号PMC-04)，取PMC-04粉30克，加水200ml，加浓硫酸30ml，在90℃下搅拌反应6小时，过滤洗涤，分析滤液中钴铁铜及渣中钴铁铜含量，可得到钴的一次浸出率为96.8％，铁的一次浸出率为95.3％，铜基本不浸出。渣中主要成份为金属铜，钴的含量小于1％，铁的含量小于2％。将浸出液用黄钠铁矾法除铁，浸出液中含铁小于0.05g/l，渣中含钴小于0.5％。
实施例3，取PMC-03合金粉1公斤，加入100克碳酸钙和100克硫酸钠，采用微波加热到950℃下保温半小时，冷却破碎到200目(编号PMC-05)，取PMC-05粉30克，加水200ml，加浓硫酸30ml，在95℃下搅拌反应6小时，过滤洗涤，分析滤液中钴铁铜及渣中钴铁铜含量，可得到钴的一次浸出率为96.5％，铁的一次浸出率为95.8％，铜基本不浸出。渣中主要成份为金属铜，钴的含量小于1％，铁的含量小于2％。将浸出液用黄钠铁矾法除铁，浸出液中含铁小于0.05g/l，渣中含钴小于0.5％。
实施例4，取PMC-03合金粉1公斤，加入100克碳酸钙、100克硫酸钠及100克碳酸钠，采用微波加热到900℃下保温半小时，冷却破碎到200目(编号PMC-06)，取PMC-06粉30克，加水250ml，加浓硫酸30ml，在90℃下搅拌反应6小时，过滤洗涤，分析滤液中钴铁铜及渣中钴铁铜含量，可得到钴的一次浸出率为97.5％，铁的一次浸出率为96.5％，铜基本不浸出。渣中主要成份为金属铜，钴的含量小于1％，铁的含量小于2％。将浸出液用黄钠铁矾法除铁，浸出液中含铁小于0.05g/l，渣中含钴小于0.5％。

Claims (8)

1. 一种从钴铜铁合金中回收有价金属的方法，其特征在于：将钴铜铁合金破碎至100目以细再将合金粉末与助熔剂和造渣剂混合后采用微波进行热处理，处理温度为700-1500℃，使钴铁铜合金产生偏析生成铜和钴铁合金，助熔剂和造渣剂的加入量为重量百分比大于1％，小于30％；铜和钴铁合金经破碎至200-300目后，钴和铁用无机酸快速溶解而与铜分离，钴和铁采用常规的化学方法进行分离。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：破碎至100目以细，采用机械设备进行破碎。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：破碎至100目以细，通过中频感应炉或矿热炉或电弧炉在1300-1500℃左右熔化后，利用高压气体或高压水雾化成100目以细的合金粉末，优先采用水雾化。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述助熔剂和造渣剂包括氯化钠、氯化钾、碳酸钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硝酸钠、碳酸钙、氧化钙、碳酸镁、氧化镁中的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无机酸为稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸中的一种或几种，体积浓度小于50％。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：无机酸溶解温度为50-100℃，溶解时间为2-8小时。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钴和铁采用常规的化学方法进行分离指采用黄钠铁矾法进行钴铁分离。
8. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述机械破碎采用的破碎设备为颚式破碎机、辊式破碎机、卧式破碎机、广义磨、雷蒙磨中的一种或几种。
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