CN101368232B - 一种从钴铜铁合金中回收有价金属的方法 - Google Patents

Abstract

一种从钴铜铁合金中浸出有价金属特别是钴铜的方法，本发明将钴铜铁合金破碎至100目以细，再将合金粉末在500-1300℃进行第一次热处理2-8小时，经破碎至200-300目后，加入浓度50％-100％的硫酸与处理过的合金粉混合拌酸，将拌酸后的合金粉在200-800℃进行第二次热处理2-8小时，破碎至200-300目，直接用水或微酸性水进行浸出，钴和铜进入溶液，铁在渣中。本发明钴和铜的一次浸出率大于95％，经过条件优化后，钴和铜的浸出率大于99％，铁硅在渣中。工艺设备简单，对环境友好。

Description

一种从钴铜铁合金中回收有价金属的方法

技术领域  本发明属于一种从钴铜铁合金中回收有价金属的方法，特别是一种采用硫酸化焙烧对合金进行预处理，改变合金的结构后再用比较简单的工艺从合金中浸出钴铜的方法。

背景技术

钴白合金一直是世界各国青睐而在冶金处理技术方面相当棘手的钴资源，它是以钴、铜、铁为主要成分的冶炼中间产品，含铁高达30％，其它元素含量低，基本上是钴、铜、铁的三元合金。目前处理类似原料的大多数冶炼厂采用氧化酸浸—中和沉淀除铁技术，生产过程中产生大量的铁渣，铜、钴损失较大，钴的综合回收率只有85％左右。

至今为止，公开报道针对钴白合金的综合回收，还没有比较成熟的冶金处理技术。国外也只有世界著名的INCO公司和比利时的Umicore公司以钴白合金为原料进行钴镍铜综合回收的记载。

目前处理铜钴合金常用的方法有：

电溶化：在电解槽中以合金为阳极，在硫酸或盐酸体系中通过电解使钴铜从阳极上溶解进入溶液，但铁等也一同进入溶液，因此电流效率低、电耗较高、钴的回收率也低。

高温高压浸出法：用硫酸或盐酸在高温高压下进行浸出，使合金中的钴铜进入溶液。该方法工艺流程长、设备复杂并要求较高。

氯气浸出法：该方法需在密闭反应器中进行，将铜钴合金和盐酸加入反应器后，通入氯气进行氧化溶解。该方法钴铜铁的浸出率较高，但设备复杂、设备防腐和环保要求较高。

直接酸浸法：用盐酸、硫酸、或硝酸或其中的二种组成混合酸进行浸出。该方法在常压下、反应速率较慢，浸出效率不高。

氧化酸浸法：用盐酸或硫酸在通空气或氧气的条件下进行氧化浸取，主要用利用三价铁的氧化能力将钴铜等金属进行氧化浸取，但由于氧气的氧化能力所限，在酸性条件下，将二价铁氧化成三价铁的速度很慢，故浸取效率不高，而采用其它的氧化剂如过硫酸钠、过硫酸铵、双氧水等成本又太高。

发明内容

本发明的目的是将合金经过预处理，再用酸对合金粉进行钴浸出的方法，有价元素可以直接用水浸出。由于铜钴铁白合金含铜较高，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，先进行第一次热处理，然合进行第二次热处理硫酸化焙烧，使铜钴转化成易溶于水的硫酸铜和硫酸钴，可以直接用水进行浸出。

本发明实现铜钴铁合金分离的具体方法如下：

将钴铜铁合金破碎至100目以细，在500-1300℃下，空气或氧气气氛中进行第一次热处理2-8小时，使钴铁铜合金发生氧化偏析，经破碎至200-300目后，加入浓度50％-100％的硫酸与处理过的合金粉混合拌酸，将拌酸后的合金粉在200-800℃进行第二次热处理2-8小时，破碎至200-300目。

本发明可以直接用水或微酸性水进行浸出，钴和铜进入溶液，钴和铜的一次浸出率大于95％，经过条件优化后，钴和铜的浸出率大于99％，铁硅在渣中。工艺设备简单，对环境友好。

附图说明

图1未处理铜钴铁合金XRD图；

图2经第一次热处理铜钴铁合金XRD图；

图3经第二次热处理铜钴铁合金XRD图；

图4铜钴铁合金浸出渣XRD图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

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，(发明内容部分的各参数范围内的点，应该在此体现，基本上已体现如红字示)用高压水将合金雾化成100目的合金粉(编号PMCO-01)，取PMCO-01合金粉(XRD如图1所示)1公斤，空气气氛中加热到650℃下保温3小时，冷却破碎到200目(编号PMCO-02)，以取PMCO-02粉(XRD如图2所示)80克，加水30ml，浓硫酸40ml，搅拌混匀后加热到550℃下保温5小时，冷却破碎到300目(编号PMCO-03)，取PMCO-03粉(XRD如图3所示)50克，加水300ml，常温下浸出2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97.4％，铜的一次浸出率为96.8％，铁、硅基本不浸出。渣(XRD如图4所示)中主要成份为铁红，钴的含量小于2％，铜的含量小于2％。

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PMCO-04)，取PMCO-04合金粉1公斤，加热到1100℃下保温5小时，冷却破碎到200目(编号PMCO-05)，取PMCO-05粉80克加水40ml，浓硫酸80ml，搅拌混匀后加热到750℃下保温3小时，冷却破碎到300目(编号PMCO-06)，取PMCO-06粉50克，加水300ml，浓硫酸10ml，常温下浸出2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98.5％，铜的一次浸出率为98.8％，铁、硅基本不浸出。渣中主要成份为铁红，钴的含量小于1％，铜的含量小于1％。

实施例3，取PMCO-05粉80克加水20ml，浓硫酸100ml，搅拌混匀后加热到780℃下保温3小时，冷却破碎到300目(编号PMCO-07)，取PMCO-07粉50克，加水300ml，浓硫酸15ml，常温下浸出2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99.2％，铜的一次浸出率为99.3％，铁、硅基本不浸出。渣中主要成份为铁红，钴的含量小于0.5％，铜的含量小于0.5％。

实施例4，取PMCO-04合金粉1公斤，加热到1200℃下保温2小时，冷却破碎到200目(编号PMCO-08)，取PMC-08粉粉80克加水30ml，浓硫酸70ml，搅拌混匀后加热到700℃下保温3小时，冷却破碎到300目(编号PMCO-09)，取PMCO-09粉50克，加水300ml，浓硫酸10ml，50℃下浸出2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99.1％，铜的一次浸出率为98.9％，铁、硅基本不浸出。渣中主要成份为铁红，钴的含量小于0.5％，铜的含量小于0.5％。

Claims (3)

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目以细进行第一次热处理，热处理处理温度为500-1300℃，气氛为空气或氧气，热处理时间为2-10小时；经破碎至200-300目后，加入浓度大于等于50％，小于100％的硫酸进行混合，所用硫酸量为金属钴铜铁理  论消耗量的80-120％，然后进行第二次热处理，处理温度为200-800℃，处理时间为2-10小时，重新破碎到200-300目，再直接用水或酸的浓度小于10％的酸性水再浸出，钴和铜进入溶液，铁在渣中。

2.根据权利要求1所述的从钴铜铁合金中回收有价金属的方法，其特征在于：所述的破碎至100目以细的设备为机械设备，或通过中频感应炉、矿热炉或电弧炉在1300-1500℃熔化后，利用高压气体或高压水雾化。

3.根据权利要求2所述的从钴铜铁合金中回收有价金属的方法，其特征在于：所述的机械设备为颚式破碎机、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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