CN104046776A

CN104046776A - 一种从高铁合金中回收有价金属的工艺

Info

Publication number: CN104046776A
Application number: CN201410264733.6A
Authority: CN
Inventors: 蔺国盛; 郑泽翰; 魏巍; 侯平
Original assignee: Tianjin Mao Lian Science And Technology Ltd
Current assignee: Tianjin Mao Lian Science And Technology Ltd
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2014-09-17

Abstract

本发明公开了一种从高铁合金中回收有价金属的工艺，包括：1）铜、钴和镍的选择性浸出。经粉碎后的高铁合金与酸浓度为0.3-5mol/L当量的硫酸、盐酸混合溶液进行浸出反应，通过选取5:1—30:1的液固比的合理控制及添加剂的加入，添加剂可以为氨盐、锰盐、氯化物等，使得合金中的Cu、Co和Ni以离子态进入溶液，使合金中的Fe则以赤铁矿或针铁矿的形式沉淀，获得的浸出液含Fe²⁺、Fe³⁺<0.1g/L。2）铜的选择性萃取。溶液进入铜萃取系统，采用羟肟类或市售的其它铜的萃取剂进行萃取铜，实现铜的分离提纯。3）铜的电解沉积。负载铜萃取剂用电积后液进行反萃，经电积获得标准阴极铜板。4）含镍、钴溶液的分离和回收。本发明可大幅度缩短工艺流程，并大幅度降低铜和钴的生产成本。

Description

一种从高铁合金中回收有价金属的工艺

技术领域

在湿法冶金化工领域处理高铁合金的方法，涉及一种从高铁合金中回收有价金属的工艺。

背景技术

高铁合金是一种含铁不小于3％的，还含有铜、镍、钴等其中一种或一种以上的有价金属的合金或金属化合物。

高铁合金湿法处理的关键问题在于金属分离提纯的过程中杂质铁的去除。现有技术的工艺为：合金颗粒经过破碎获得较细合金粉，合金粉用硫酸介质氧化浸出，使合金中铜、镍、钴等可溶金属成分全部以离子形态进入溶液，特别是杂质铁也全部进入浸出液。之后浸出液进入Cu萃取和电解系统，获得标准阴极铜产品。萃Cu余液必须经过除Fe后进入钴、镍萃取系统，提纯分离后获得Co盐、Ni盐产品。上述传统处理方法的缺点在于，一是对合金中硫化铜成分不能完全浸出，铜的直收率低；二是由于合金中的Fe以离子形态进入溶液，增大铜萃取剂的消耗量；三是Fe在电解液中富集，降低铜电积电流效率；四是从萃Cu余液中除铁需要消耗大量的碱和氧化剂以及能源，除铁成本很高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种从高铁合金中回收有价金属的工艺。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种从高铁合金中回收有价金属的工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：

（1）铜、钴和镍的选择性浸出：经粉碎后的高铁合金与酸浓度为0.3-5mol/L的硫酸溶液或盐酸或盐酸和硫酸的混合溶液进行浸出反应，加入氨盐或锰盐或氯化物作为添加剂，控制液固比为5:1—30:1，并在反应过程中鼓入空气，使得合金中的Cu、Co和Ni以离子态进入溶液，合金中的Fe则以赤铁矿或针铁矿的形式沉淀，获得的浸出液含Fe²⁺、Fe³⁺<0.1g/L；

（2）铜的萃取：通过浸出环节获得的溶液入铜萃取系统，实现铜的分离提纯；

（3）铜的电解沉积：负载铜萃取剂用电积后液进行反萃，经电积获得标准阴极铜板；

（4）含镍、钴溶液的分离和回收：萃铜余液再经萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，然后对溶液中Co、Ni进行萃取分离，最终获得Co盐、Ni盐溶液，可进行电积或蒸发结晶获得产品；或萃铜后富镍、钴的萃余液用萃取剂从纯氯离子介质的溶液中萃取分离和回收镍、钴纯净产品；或者从萃铜后富镍、钴萃余液中用碱性物质把镍、钴金属离子以碳酸盐或者氢氧化物的形式沉淀下来，做为进一步提取镍、钴的中间原料。

根据上述的一种高铁合金的湿法短流程处理工艺，其特征在于，在所述步骤（4）中，通过P204萃取剂萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，用P507萃取剂进行溶液中Co、Ni萃取分离；萃铜后富镍、钴萃余液用N235萃取剂从纯氯离子介质的溶液中萃取分离和回收镍、钴纯净产品；从萃铜后富镍、钴萃余液中用纯碱把镍、钴金属离子以碳酸盐或者氢氧化物的形式沉淀下来。

根据上述的一种高铁合金的湿法短流程处理工艺，其特征在于，在所述步骤（1）中，在反应过程中鼓入的空气混入纯氧气。

本发明的有益效果：1) 由于采用选择浸出的工艺使得Cu、Ni、Co等有价金属中的部分或完全浸出，而影响成本的铁在此浸出工序就以浸出渣的形式排出到体系外，从而大大降低生产成本。

2) 采用选择浸出工艺获得的浸出液中可以使Fe<0.1g/L，这就避免了Fe在铜萃取过程造成萃取剂的消耗量大，成本高等问题。也避免了Fe在铜电积系统中的富集，可使铜电积电流效率较大幅度的提高。选择浸出可以获得比较高的Cu的回收率，达到99%以上。

3) 与传统处理工艺相比，本发明可大幅度缩短工艺流程，并大幅度降低铜和钴等有价金属的生产成本。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

参见图1，本发明的高铁合金的湿法短流程处理工艺包括以下步骤：1）铜、钴和镍的选择性浸出：经粉碎后的高铁合金与硫酸溶液或盐酸或盐酸和硫酸的混合溶液进行反应，酸浓度为0.3-5mol/L（如果为混合酸，则酸浓度为多种酸的摩尔浓度之和），通过选取5:1—30:1的液固比的合理控制，以及添加剂的加入，添加剂可以为氨盐、锰盐、氯化物等，按照5克/升-20克/升添加所述添加剂，其作用在于增加溶液中金属离子的电子传递速率，以加快Fe的沉淀速度，提高反应效率，另外反应过程中鼓入的空气可以混入一定量的纯氧以提高氧浓度，进一步提高反应速率，最终使得合金中的Cu、Co和Ni以离子态进入溶液，使合金中的Fe则以赤铁矿或针铁矿的形式沉淀，获得的浸出液含Fe²⁺、Fe³⁺<0.1g/L，在浸出环节一步完成有价金属的浸出及杂质铁的脱除；2）铜的萃取：通过浸出环节获得的不含Fe的Cu、Co和镍的硫酸盐溶液进入铜萃取系统，实现铜的分离提纯；3）铜的电解沉积：负载铜萃取剂用电积后液进行反萃，经电积获得标准阴极铜板；4）含镍、钴溶液的分离和回收：萃铜余液再经萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，然后对溶液中Co、Ni进行萃取分离，最终获得Co盐、Ni盐溶液，可进行电积或蒸发结晶获得产品；或萃铜后富镍、钴萃余液萃取剂从纯氯离子介质的溶液中萃取分离和回收镍、钴纯净产品；或者从萃铜后富镍、钴萃余液中用碱性物质把镍、钴金属离子以碳酸盐或者氢氧化物的形式沉淀下来，做为进一步提取镍、钴的中间原料

实施例1

质量百分比成分为Cu67.87%，Co5.71%，Fe23.46%的高铁合金粉，按液固比30:1液固比置于酸浓度为0.3mol/L的酸性溶液中，按照5g/L加入添加剂，鼓入混有工业氧气的空气进行选择性浸出，反应温度为90℃，反应完成后过滤，烘干后的滤渣主要为针铁矿或者水合氧化铁渣，成分为（质量百分数%）Cu 1，Co 0.08，Fe 50.1。浸出液成分（克/升）Cu 44.83，Co 3.77，Fe 0.04，铜的浸出率达到99％以上，钴的浸出率达到99.3％以上。

合金的选择浸出液采用萃取工艺进行分离提纯。先经过铜萃取，负载了铜的有机相经过铜电解后液进行反萃，得到的硫酸铜溶液去铜电解系统进行电积，生产阴极铜。

萃取铜的萃余液大部分返回浸出系统利用萃取液中的酸，并富集钴和镍的浓度以满足钴的萃取和降低钴的成本。适当的部分萃铜余液，经过再次除铜和调整PH后用P204和P507联合工艺提纯钴，分别得到纯净的钴盐和镍盐及废水。

实施例2

质量百分比成分为Cu 12%，Co 5%，Fe 75%的高铁合金粉，按液固比5:1液固比置于酸浓度为5mol/L的酸性溶液中，按照20g/L加入添加剂，鼓入混有工业氧气的空气进行选择性浸出，反应温度为室温85℃，反应完成后过滤，烘干后的滤渣主要为针铁矿或者水合氧化铁渣成分为（质量百分数%）Cu 0.2，Co 0.05，Fe 56.1。浸出液成分（克/升）Cu 20，Co 30，Fe 0.05，铜的浸出率达到96％以上，钴的浸出率达到95％以上。

合金的浸出液采用萃取工艺进行分离提纯。先经铜萃取，负载了铜的有机相经过铜电解后液进行反萃后得到的硫酸铜溶液去铜电解系统进行电积，生产阴极铜。

萃取铜的萃余液中的铜浓度降低到0.2g/L以下，大部分萃余液返回浸出系统利用萃取液中的酸并富集钴的浓度，适当的部分调整PH后用P204和P507联合工艺提纯钴，分别得到纯净的钴盐和镍盐及废水。

Claims

1.一种从高铁合金中回收有价金属的工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：

（1）铜、钴和镍的选择性浸出：经粉碎后的高铁合金与酸浓度为0.3-5mol/L的硫酸溶液或盐酸或盐酸和硫酸的混合溶液进行浸出反应，加入氨盐或锰盐或氯化物作为添加剂，按照5克/升-20克/升添加所述添加剂，控制液固比为5:1—30:1，并在反应过程中鼓入空气，反应温度85℃-90℃，使得合金中的Cu、Co和Ni以离子态进入溶液，合金中的Fe则以赤铁矿或针铁矿的形式沉淀，获得的浸出液含Fe²⁺、Fe³⁺<0.1g/L；

（2）铜的萃取：通过浸出环节获得溶液的进入铜萃取系统，实现铜的分离提纯；

（4）含镍、钴溶液的分离和回收：萃铜余液再经萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，然后对溶液中Co、Ni进行萃取分离，最终获得Co盐、Ni盐溶液，可进行电积或蒸发结晶获得产品；或萃铜后富镍、钴萃余液萃取剂从纯氯离子介质的溶液中萃取分离和回收镍、钴纯净产品；或者从萃铜后富镍、钴萃余液中用碱性物质把镍、钴金属离子以碳酸盐或者氢氧化物的形式沉淀下来，做为进一步提取镍、钴的中间原料。

2.根据权利要求1所述的一种高铁合金的湿法短流程处理工艺，其特征在于，在所述步骤（4）中，通过P204萃取剂萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，用P507萃取剂进行溶液中Co、Ni萃取分离；萃铜后富镍、钴萃余液用N235萃取剂从纯氯离子介质的溶液中萃取分离和回收镍、钴纯净产品；从萃铜后富镍、钴萃余液中用纯碱把镍、钴金属离子以碳酸盐或者氢氧化物的形式沉淀下来。

3.根据权利要求1或2所述的一种高铁合金的湿法短流程处理工艺，其特征在于，在所述步骤（1）中，在反应过程中鼓入的空气混入纯氧气，浸出过程抑制了铁进入浸出溶液。