CN102994754A - 一种湿法综合回收含铅铋钴镍复杂物料的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种湿法综合回收含铅铋钴镍复杂物料的工艺此含铅铋钴镍物料，先经过球磨磨碎至200目，然后混酸浸出铋钴镍，而铅留在渣中，浸出液首先水解中和沉铋，然后氧化中和沉钴，最后加纯碱沉镍，达到湿法处理综合回收分离铅铋钴镍的效果。该工艺流程简单明了，原料适应性强，成本低，能够更加合理分离利用物料有价金属资源。

Description

一种湿法综合回收含铅铋钴镍复杂物料的工艺
技术领域
本发明涉及一种湿法综合回收含铅铋钴镍复杂物料的工艺，属有色金属湿法冶金及二级资源回收领域。
背景技术
中国的工业化和城市化进程积极带动了铅的消费，中国在2004年超过美国成为全球最大的铅消费国。2000-2009年，中国铅表观消费年均增速14.4%，2009年达到368万吨。期间实际消费年均增速为21%，2009年为333万吨。铋是我国宝贵的优势资源之一,中国是世界最大的铋资源国、生产国、消费国和贸易国,完全具有左右国际市场的能力。但由于近年来大规模不合理开采和出口,使大量宝贵的铋资源廉价流失,以至于优势不优,在国际市场上无话语权。我国钴资源在世界上首屈一指，但是我们是一个非常严重缺钴的国家，中国号称有47.5万吨的钴资源，但具有开采意义的储量仅为3.9万吨，占资源储量的8.34％，基础储量也只有5.98万吨，占资源储量的12.59％。因此，中国是个钴资源非常短缺的国家。近10年来,全球镍的消费与供给在市场调节下基本处于平衡状态,但是随着世界不锈钢产业的发展(尤其是中国不锈钢产业的发展),预计未来几年世界镍消费的增长率将达到5%。而目前全球的硫化镍矿资源已出现危机,新红土镍矿开发利用受诸多因素影响,短时期内难以形成产能。因此综合回收有价金属铅铋钴镍极为重要，而现在专利文献在这4种金属湿法统一综合回收方面还是个空白。
发明内容
本发明目的在于提供一种湿法综合回收含铅铋钴镍复杂物料的工艺，此复杂物料经混酸浸出铋钴镍，而铅留在渣中，浸出液首先水解中和沉铋，然后氧化中和沉钴，最后加纯碱沉镍，达到湿法处理综合回收分离铅铋钴镍的效果。
本发明的工艺过程和反应原理如下：
一种湿法综合回收含铅铋钴镍复杂物料的工艺，其特征在于：以含铅27.64-38.53%，含铋12.60-18.34%，含钴9.21-15.09%，含镍16.38-20.61%的复杂物料，经过球磨磨碎至160-200目，然后混酸浸出铋钴镍，而铅留在渣中，浸出液水解中和沉铋，然后氧化中和沉钴，最后加纯碱沉镍；具体步骤如下：
①混合酸浸
将含铅铋钴镍复杂物料球磨磨碎至160-200目，用硫酸与盐酸调配的混合酸液进行酸浸；过滤分离铅银渣和浸出液，铅银渣返铅冶炼工序；混合酸浸条件：硫酸浓度2.5-2.6mol/L，盐酸浓度1.0-1.2mol/L,液固比4:1，温度90-93℃，粒度160-200目，反应时间4h，控制终点pH＜1；
其中发生的反应如下：
PbO+H2SO4=PbSO4↓+H2O
Bi2O3+6HCl=2BiCl3+3H2O
CoO+2HCl=CoCl2+H2O
NiO+2HCl=NiCl2+H2O
②水解沉铋
浸出液中加入3.0mol/L碱液调pH=2.0，再加水调pH=2.5-3，在常温条件下，使氯化铋水解沉铋，过滤，分离氯氧铋和沉铋后液，反应时间1h；
其中发生的反应如下：
BiCl3+2NaOH=BiOCl↓+H2O+2NaCl 
BiCl3+H2O=BiOCl↓+2HCl
③氧化沉钴
在沉铋后液中加入次氯酸钠及少量碱液调pH=4，沉钴，在温度50-55℃条件下继续搅拌反应2h；过滤，分离氢氧化钴和沉钴后液；
其中发生的反应如下：
2CoCl2+3NaClO+3H2O=2Co(OH)3↓+3NaCl+Cl2↑
Cl2+H2O=HClO+HCl
④中和沉镍
沉钴后液加入碳酸钠调pH=9.5-10，温度45-50℃， 反应时间1h；过滤，分离碳酸镍，废液返回调配混合酸液；
其中发生的反应如下：
NiCl2+Na2CO3=NiCO3↓+2NaCl。
本发明有以下优点：
（1）本发明方法原料适应性很广，对含铅铋钴镍物料湿法系统分离综合回收有这方向性的探索作用；
（2）混酸浸出，硫酸起沉淀铅为硫酸铅沉淀分离的作用，盐酸和硫酸混酸浸出铋钴镍的作用；
（3）次氯酸钠首先氧化二价钴为三价钴沉淀，起到了分离钴镍的作用效果；
（4）该湿法分离工艺操作简单，流程短，能广泛应用于湿法综合回收有价金属工艺中；
（5）生产无环境污染，水系统循环使用，无固体废弃物，有少量酸雾用碱液吸收塔吸收；
（6）辅料少，生产成本低，操作简单，生产较为安全。
附图说明
附图是结合具体的工艺实施方式，详细的说明了工艺走向；
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
物料成分：铅：27.64%，铋：12.60%，钴：9.21%，镍：16.38% 。
此物料实施方式采用生产流程如图1，经过干燥粉碎至160目，取1.5kg物料在硫酸浓度2.5mol/L，盐酸浓度1.0mol/L,液固比4:1，温度90℃条件下反应时间4h，反应完全pH＜0，过滤后取反应液加入3.0mol/L的碱液调pH=2.0，常温条件下，再加水调pH=3,继续搅拌反应1小时，过滤后滤液加入次氯酸钠溶液，并缓慢加入碱液调pH=4沉钴，在温度55℃条件下继续搅拌反应2小时，过滤后滤液加入纯碱调pH=10，在温度50℃条件下继续搅拌反应1小时后过滤。分别得到铅渣，氯氧铋，氢氧化钴，碳酸镍，其元素成分及直收率如下表1。
表1
名称 重量 铅 铋 钴 镍 各主要金属直收率
铅渣 661g 60.3% 0.7% 0.6% 0.4% 铅直收率：96.14%
氯氧铋 362g 0.8% 47.1%     铋直收率：90.02%
氢氧化钴 481g     25.6% 3.5% 钴直收率：89.13%
碳酸镍 601g     1.2% 35.9% 镍直收率：87.81%
实施例2
物料成分：铅：38.53%，铋：18.34%，钴：15.09%，镍：20.61% 。
此物料实施方式采用生产流程如图1，经过干燥粉碎至200目，取2.2kg物料在硫酸浓度2.6mol/L，盐酸浓度1.2mol/L,液固比4:1，温度93℃条件下反应时间4h，反应完全pH＜0，过滤后取反应液加入3.0mol/L的碱液调pH=2.0，常温条件下，再加水调pH=2.5,继续搅拌反应1小时，过滤后滤液加入次氯酸钠溶液，并缓慢加入碱液调pH=4沉钴，在温度50℃条件下继续搅拌反应2小时，过滤后滤液加入纯碱调pH=9.5，在温度45℃条件下继续搅拌反应1小时后过滤。分别得到铅渣，氯氧铋，氢氧化钴，碳酸镍，其元素成分及直收率如下表2。
表2
名称 重量 铅 铋 钴 镍 各主要金属直收率
铅渣 1210.5g 68.6% 0.5% 0.4% 0.5% 铅直收率：97.96%
氯氧铋 651.6g 1.1% 56.8%     铋直收率：91.73%
氢氧化钴 852.9g     32.7% 2.16% 钴直收率：84.01%
碳酸镍 1086.9g     0.8% 37.1% 镍直收率：88.93%

Claims (1)

1.一种湿法综合回收含铅铋钴镍复杂物料的工艺，其特征在于：以含铅27.64-38.53%，含铋12.60-18.34%，含钴9.21-15.09%，含镍16.38-20.61%的复杂物料，经过球磨磨碎至160-200目，然后混酸浸出铋钴镍，而铅留在渣中，浸出液水解中和沉铋，然后氧化中和沉钴，最后加纯碱沉镍；具体步骤如下：
①混合酸浸
将含铅铋钴镍复杂物料球磨磨碎至160-200目，用硫酸与盐酸调配的混合酸液进行酸浸；过滤分离铅银渣和浸出液，铅银渣返铅冶炼工序；混合酸浸条件：硫酸浓度2.5-2.6mol/L，盐酸浓度1.0-1.2mol/L,液固比4:1，温度90-93℃，粒度160-200目，反应时间4h，控制终点pH＜1；
②水解沉铋
浸出液中加入3.0mol/L碱液调pH=2.0，再加水调pH=2.5-3，在常温条件下，使氯化铋水解沉铋，过滤，分离氯氧铋和沉铋后液，反应时间1h；
③氧化沉钴
在沉铋后液中加入次氯酸钠及少量碱液调pH=4，沉钴，在温度50-55℃条件下继续搅拌反应2h；过滤，分离氢氧化钴和沉钴后液；
④中和沉镍
沉钴后液加入碳酸钠调pH=9.5-10，温度45-50℃， 反应时间1h；过滤，分离碳酸镍，废液返回调配混合酸液。
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