CN103374727B - 一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法 - Google Patents

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Abstract

一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,属于有色金属湿法冶金再生有价金属溶液净化分离技术领域。其包括以下工艺步骤:1)对含铜钴铁硫酸体系浸出液进行旋流电积分离铜;2)在旋流电积分离铜过程中加入纯碱溶液或石灰石浆料调整PH值;3)在调整电积液PH至2~3时,溶液中不同价态铁离子形成复合共沉淀物;4)对电积液进行过滤分离,得到含铁沉淀物和含钴溶液,对长在阴极上的铜进行剥离得到标铜或粗铜,最终实现铜、铁与钴的选择性分离。该方法简化了工艺流程,解决除铁过程氧化剂等化学试剂的使用,降低设备及运行成本。

Description

一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法
技术领域
[0001] 本发明属于有色金属湿法冶金再生有价金属溶液净化分离技术领域,具体涉及一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法。
背景技术
[0002] 在湿法冶金提炼净化钴金属过程中,常压酸浸时采用介质为硫酸溶液,其冶金作业环境好,对设备的腐蚀性较小,衍生产品易多样化。在浸出钴料的过程中,需加还原剂进行高价钴的浸出,一般浸出液中铁离子保持在二价价态。而目前已有的硫酸介质中分离铜铁的方法为:铜萃取剂萃取提铜;再进行氧化中和除铁;再通过P204萃取除去少量的铜铁。铜萃取提铜以硫酸盐形式存在,仍需进一步提炼成金属单质铜,在萃取过程里,需一定浓度的硫酸的作为反萃液,反萃后液还需加除油设备以使盐类达到合格后进入下一工序,铜萃取剂使用较多的有LIX984、M5640 ;氧化中和除铁过程,需加热至90°C左右及添加氧化剂和中和剂,通常氧化剂采用氯酸钠、压缩空气、双氧水等,所加试剂剂量大。此整个工艺流程复杂,蒸汽能耗高,加大运行生产成本,车间环境有大量酸雾及蒸汽逸出,生产作业环境不良好。
发明内容
[0003] 针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于设计提供一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法的技术方案,该方法简化了工艺流程,解决除铁过程氧化剂等化学试剂的使用,降低设备及运行成本。
[0004] 所述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于包括以下工艺步骤:
[0005] 1)对含铜钴铁硫酸体系浸出液进行旋流电积分离铜;
[0006] 2)在旋流电积分离铜过程中加入纯碱溶液或石灰石浆料调整PH值;
[0007] 3)在调整电积液PH至2〜3时,溶液中不同价态铁离子形成复合共沉淀物;
[0008] 4)对电积液进行过滤分离,得到含铁沉淀物和含钴溶液,对长在阴极上的铜进行剥离得到标铜或粗铜,最终实现铜、铁与钴的选择性分离。
[0009] 所述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于所述的含铜钴铁硫酸体系浸出液铜离子含量为0.1〜25g/l,铁离子含量为0.1〜20 g/lo
[0010] 所述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于所述的旋流电积的条件为:电流密度为400〜ΙΟΟΟΑ/m2,槽电压为2.0〜3.0V,电积液循环量为12000 〜140001/hrο
[0011] 所述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于所述的旋流电积的条件为:电流密度为600〜800A/m2,槽电压为2.2〜2.8V,电积液循环量为12500 〜135001/hrο
[0012] 所述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于所述的纯碱溶液或石灰石浆料的加入量以碳酸根计,碳酸根与电积产生的氢离子摩尔比为0.5〜
0.7:1ο
[0013] 所述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于所述的纯碱溶液或石灰石浆料的加入量以碳酸根计,碳酸根与电积产生的氢离子摩尔比为0.6:1。
[0014] 上述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其机理是由于溶液中欲被提取的铜离子与体系中其他金属离子有较大的电位差,且电位较正电势能达到+0.337,易于优先在阴极上析出脱除,所应用的旋流电积技术脱铜关键还有通过高速溶液流动来消除浓差极化等对电解的不利因素,避免了传统电积过程受多种因素(离子浓度、析出电位、浓差极化、超电位、pH值等)影响的限制,最终可脱除铜浓度至0.lg/Ι ;而溶液中大部分存在的铁离子以二价形态存在,由于电积时是一个得电放电原理过程,温度维持在30〜40°C,阳极区域的二价铁离子就易失去电子形成三价价态,通过在电积液循环槽入口端设置一个调碱工序,即可复合共沉淀物,铁的去除率可以达到97.5%以上。
[0015] 上述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,具有以下优点:(1)工艺流程简单化,易于作业,成本低;(2)脱铜产品可直接达到标准产品要求,且脱除效果好;(3)能保证除铁后液含铁量低于0.05克升及以下,所得铁渣类似黄钠铁矾渣,具有过滤性好、沉降速度快、不易夹带有价金属离子等优点,且除铁过程无需蒸汽加热,勿需另添加氧化剂,经济效益显著提高,生产过程无二次环境污染。
具体实施方式
[0016] 为了使本发明更加容易理解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
[0017] 实施例1
[0018] 硫酸体系钴浸出液为含硫酸铜、硫酸亚铁,其中铜离子含量为10g/l,铁离子含量为5g/l,对硫酸体系钴浸出液进行旋流电积,旋流电积过程电流放至400A/m2,槽电压2.0V,电积液循环量在120001/hr,在此过程中滴加纯碱溶液或石灰石浆料中和电积产生的酸,纯碱溶液或石灰石浆料按碳酸根与电积产生的氢离子摩尔比为0.5:1的量加入,当溶液pH至2〜3,溶液中铁离子形成复合共沉淀,产生的沉淀过滤分离,待溶液中铁离子浓度降至
0.05g/l及以下时,停止滴加纯碱溶液或石灰石浆料,待溶液化学分析铜的浓度至0.lg/1时,阴极上按浓度可得到标准阴极铜或粗铜,溶液可打入下一工序进行处理。该实施例中铜回收率为99%,铁去除率达到99%。
[0019] 实施例2
[0020] 硫酸体系钴浸出液为含硫酸铜、硫酸亚铁,其中铜离子含量为20g/l,铁离子含量为10g/l,对硫酸体系钴浸出液进行旋流电积,旋流电积过程电流放至600A/m2,槽电压
2.5V,电积液循环量在130001/hr,在此过程中滴加纯碱溶液或石灰石浆料中和电积产生的酸,纯碱溶液或石灰石浆料按碳酸根与电积产生的氢离子摩尔比为0.6:1的量加入,当溶液pH至2〜3,溶液中铁离子形成复合共沉淀,产生的沉淀过滤分离,待溶液中铁离子浓度降至0.05g/l及以下时,停止滴加纯碱溶液或石灰石浆料,待溶液化学分析铜的浓度至
0.lg/Ι时,阴极上按浓度可得到标准阴极铜或粗铜,溶液可打入下一工序进行处理。该实施例中铜回收率为99.4%,铁去除率达到99.5%。
[0021] 实施例3
[0022] 硫酸体系钴浸出液为含硫酸铜、硫酸亚铁,其中铜离子含量为25g/l,铁离子含量为20g/l,对硫酸体系钴浸出液进行旋流电积,旋流电积过程电流放至ΙΟΟΟΑ/m2,槽电压
3.0V,电积液循环量在140001/hr,在此过程中滴加纯碱溶液或石灰石浆料中和电积产生的酸,纯碱溶液或石灰石浆料按碳酸根与电积产生的氢离子摩尔比为0.7:1的量加入,当溶液pH至2〜3,溶液中铁离子形成复合共沉淀,产生的沉淀过滤分离,待溶液中铁离子浓度降至0.05g/l及以下时,停止滴加纯碱溶液或石灰石浆料,待溶液化学分析铜的浓度至
0.lg/Ι时,阴极上按浓度可得到标准阴极铜或粗铜,溶液可打入下一工序进行处理。该实施例中铜回收率为99.8%,铁去除率达到99.2%。
[0023] 实施例4
[0024] 硫酸体系钴浸出液为含硫酸铜、硫酸亚铁,其中铜离子含量为22g/l,铁离子含量为5g/l,对硫酸体系钴浸出液进行旋流电积,旋流电积过程电流放至800A/m2,槽电压3.0V,电积液循环量在135001/hr,在此过程中滴加纯碱溶液或石灰石浆料中和电积产生的酸,纯碱溶液或石灰石浆料按碳酸根与电积产生的氢离子摩尔比为0.6:1的量加入,当溶液pH至2〜3,溶液中铁离子形成复合共沉淀,产生的沉淀过滤分离,待溶液中铁离子浓度降至
0.05g/l及以下时,停止滴加纯碱溶液或石灰石浆料,待溶液化学分析铜的浓度至0.lg/1时,阴极上按浓度可得到标准阴极铜或粗铜,溶液可打入下一工序进行处理。该实施例中铜回收率为99.1%,铁去除率达到98.2%。
[0025] 以上所述,仅为本发明的具体实施案例,但可以有许多改进和改变,因此本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于包括以下工艺步骤: 1)对含铜钴铁硫酸体系浸出液进行旋流电积分离铜,所述的含铜钴铁硫酸体系浸出液铜离子含量为0.1〜25g/l,铁离子含量为0.1〜20 g/Ι,所述的旋流电积的条件为:电流密度为600〜800A/m2,槽电压为2.2〜2.8V,电积液循环量为12500〜135001/hr ; 2)在旋流电积分离铜过程中加入纯碱溶液或石灰石浆料调整pH值; 3)在调整电积液pH至2〜3时,溶液中不同价态铁离子形成复合共沉淀物; 4)对电积液进行过滤分离,得到含铁沉淀物和含钴溶液,对长在阴极上的铜进行剥离得到标铜或粗铜,最终实现铜、铁与钴的选择性分离。
2.如权利要求1所述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于所述的纯碱溶液或石灰石浆料的加入量以碳酸根计,碳酸根与电积产生的氢离子摩尔比为 0.5 〜0.7:1。
3.如权利要求1所述的一种硫酸体系钴浸出液中铜和铁的选择性分离方法,其特征在于所述的纯碱溶液或石灰石浆料的加入量以碳酸根计,碳酸根与电积产生的氢离子摩尔比为 0.6:1。
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