CN1043788C

CN1043788C - 钴土矿的浸出方法

Info

Publication number: CN1043788C
Application number: CN94115099A
Authority: CN
Inventors: 李禅德
Original assignee: JINCHUAN NONFERROUS METAL CO
Current assignee: JINCHUAN NONFERROUS METAL CO
Priority date: 1994-08-27
Filing date: 1994-08-27
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2014-08-27
Also published as: CN1118013A

Abstract

本发明属于氧化钴矿的浸出方法，尤其是对钴土矿的浸出方法。现有处理氧化钴矿的方法，主要是硫酸化焙烧法，钴铁合金浸出法和二氧化硫或铁屑还原法。这些方法需要火法冶炼或者在高温条件下浸出或者使用昂贵的二氧化硫浸出，生产成本高，作业环境恶劣。本发明利用钴硫精矿或硫精矿作为钴土矿的还原剂，在一定条件下，调整钴土矿和还原剂的比例，使钴锰的浸出率较高而铁的浸出率最低，达到改善生产环境，简化流程和降低成本的目的。

Description

钴土矿的浸出方法

本发明涉及一种氧化钴矿的浸出方法，尤其是在硫酸体系中钴土矿的浸出方法。

钴士矿中一般都含有钴、锰和少量镍、铜等金属。从钴土矿中提取钴、锰等金属的方法主要有硫酸化焙烧法、钴铁合金浸出法、还原浸出法等。

硫酸化焙烧法是基于钴土矿中钴、锰、镍等氧化物在焙烧条件下与硫酸反应，使钴、锰、镍等转变成可溶性硫酸盐，然后用水或酸浸出，使可溶性金属转入溶液。据《云南冶金》1975年第三期“钴土矿中钴的提取”一文介绍，钴精矿先行干燥脱药，脱除精矿中夹带的选矿药剂，然后加入硫酸拌匀，在回转窑中进行硫酸化焙烧。焙烧浸出时，在液固比2∶1，浸出一小时条件下，钴的浸出率为75～85％。该法的缺点在于钴土矿需经选矿、硫酸化焙烧等复杂工序，从而增加了浸出成本。

钴铁合金浸出法。该法是基于在还原熔炼时，钴、锰、铁的还原能力不同的原理，使大部分锰氧化物造渣，而钴、铁的氧化物最大限度地还原成金属，炼出的钴铁合金，经破碎、磨细后用硫酸浸出。例如《云南冶金》1975年第三期“云南地区含钴原料冶炼流程的研究”一文指出，钴土矿经制粒、电炉还原熔炼后所得合金，含钴5～6％，铁75％，钴回收率95％，铜85～90％，锰大部分造渣。本方法的缺点在于合金在浸出时，大量的铁转入溶液，使下一步作业造成很大困难，同时锰入渣后，还需另行回收，致使流程极度复杂化。

还原浸出法，主要分为两大类，一是二氧化硫浸出法，一是铁屑还原法。二氧化硫浸出法是在一定温度下，往钴土矿矿浆中通入二氧化硫，使钴、锰还原，转变成可溶性硫酸钴和硫酸锰。《云南冶金》1975年第三期“云南地区含钴原料冶炼流程研究”一文揭示，在串联的木槽内当液固比为2∶1，温度为75℃条件下，进行二氧化硫还原浸出，钴、镍、铜的浸出率分别为90％、78～87％和10％。该浸出方法虽然有较高的浸出率，但二氧化硫价格昂贵且利用率低，存在较严重的环保问题，同时矿浆的固液分离困难。铁屑还原法是在浸出时用铁屑作还原剂，该方法具有工艺简单，容易操作，设备问题容易解决等优点，但同样存在浸出液中铁含量高，造成净化和回收铁较困难的局面。若采用浸出和中和除铁同时进行的工艺，则会大幅度降低钴的回收率。

从以上介绍可知，现有处理钴土矿的方法，都有明显的缺点：或者采用火法冶金先行处理而后浸出，使流程复杂化，或者还原剂利用率低，生产成本高，或者钴回收率低，同时大部分工艺都存在着严重的环保问题。

本发明的目的在于克服现有处理钴土矿方法的缺点，发明一种使用硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)作为还原剂的浸出方法，既避免使用火法冶金手段，又避免使用昂贵的、对环境污染较大的二氧化硫，降低浸出液中铁的含量。

本发明的目的是这样实现的。硫化物和氧化物之间的电对值φ⁰差别越大，在一定条件下，它们的氧化还原反应也越强烈，越完全。下面是一些与本发明有关的硫化物与氧化物的电对值φ0统计表。

物料 FeS NiS CoS Fe₂S₃ MnO₂ Co₂O₃
物料 FeS NiS CoS Fe₂S₃ MnO₂ Co₂O₃	φ⁰值 0.066V 0.145V 0.22V 0.42V 1.23V 1.75V

由此可知，MnO₂、Co₂O₃与FeS、CoS等硫化物的电对值差别很大。这就为利用铁、钴、镍的硫化物作为还原剂对钴和锰的氧化物进行浸出提供了可靠的理论基础。所以在一定条件下利用硫精矿(选矿精矿)中的硫化铁或钴硫精矿(选矿精矿)中的硫化钴和硫化铁等硫化物作还原剂浸出钴土矿中的氧化钴、氧化锰成为可能。

本发明的特征在于利用硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)作为钴土矿的还原剂，在一定的浸出温度、浸出时间、固液比条件下，调整钴土矿和硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)的比例，使钴和锰的浸出率较高而铁的浸出率最低。其进一步的浸出条件和结果如下：钴土矿磨细至-100目至-200目，使用硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)作为还原剂，钴土矿和还原剂的比例为1～7∶1～4(重量比)，把它们浆化成固液重量比为1∶2～4的矿浆，用硫酸浸出，浸出温度为40～95℃，浸出时间为2～5小时，浸出终点PH值2～3，钴的浸出率可达85％左右，锰大于90％，而溶液中铁的含量＜10％。试验表明，根据钴土矿中钴、锰等氧化物含量多少，硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)中硫含量的多少，调整好硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)的用量，是保证钴、锰浸出率较高的重要因素。因此，钴土矿和硫精矿或钴硫精矿必须维持恰当比例，才能获得最佳结果。

本发明的优点在于：使用硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)作还原剂，避免了使用昂贵的二氧化硫及由此而产生的严重的环境污染问题，从而大幅度降低生产成本和环保投资。本发明因浸出液中铁含量很低，避免了钴锰合金浸出法和铁屑还原法所带来的除铁困难的局面。本发明的浸出温度仅40～95℃，避免了硫酸化焙烧法中的高温作业和其它火法冶金手段，有明显的节能效果。

实现本发明的实施例如下：

例一利用含钴1.42％的钴土矿，磨细至-200目占95％，混入硫精矿或含钴为0.5～1的钴硫精矿(选矿精矿)作为还原剂，钴土矿和硫精矿或钴硫精矿之比(重量比)为7∶3～4，再把它们浆化成固液重量比为1∶4的矿浆，该矿浆在反应釜内与硫酸反应，始酸为3N，反应时间3～4小时，反应温度85℃，浸出终点PH值2.5～3。在此条件下钴锰浸出率分别为75.11～88.0％和81.53～89.95％，铁浸出率仅5％。

例二利用例一的钴土矿和钴硫精矿浸出，当钴土矿和硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)之比为7∶3(重量比)，固液重量比为1∶2，在反应釜内用硫酸浸出，始酸量为3N，反应温度80℃，反应时间3小时，浸出终点PH值2.5～3，钴浸出率达到85％，锰大于90％，铁小于10％。

例三利用硫精矿(选矿精矿)作硫化剂对含钴为1.108％的钴土矿浸出，钴土矿磨细至-200目占95％。钴土矿和硫精矿(选矿精矿)之比为3∶2(重量比)，在反应釜内用硫酸浸出，始酸为3N，反应时间4小时，反应温度85℃，浸出终点PH值2.5～3，钴浸出率79.1％，锰95.54％，铁小于10％。

由以上实施例可知，在硫酸体系中利用硫精矿或钴硫精矿(选矿精矿)而不使用二氧化硫作还原剂浸出钴土矿，既无焙烧、熔炼工序又无高温作业，在保证有较高的钴锰浸出率的情况下，铁的浸出率＜10％，有利于下道工序的进一步处理。因此，本发明克服了已有技术的缺点，达到了发明目的。

Claims

1．一种利用还原剂在硫酸体系中进行钴土矿的浸出方法，其特征在于用铁、钴、镍的硫化物精矿或用选矿方法获得的钴硫精矿作为钴土矿的还原剂，钴土矿和铁、钴、镍的硫化物精矿或用选矿方法获得的钴硫精矿重量比为1～7∶1～4，浸出温度40-95℃，浸出时间2～5小时，固液重量比为1∶2～4，浸出终点PH值为2～3。

2．根据权利要求1所述的钴土矿的浸出方法，其进一步的特征在于钴土矿与铁、钴、镍的硫化物精矿或用选矿方法获得的钴硫精矿重量比为7∶3～4，浸出温度85℃，浸出时间3～4小时，固液重量比为1∶4，浸出终点PH值2.5～3。

3．根据权利要求1所述的钴土矿的浸出方法，其进一步的特征还在于钴土矿与铁、钴、镍的硫化物精矿或用选矿方法获得的钴硫精矿重量比为7∶3，固液重量比为1∶2，浸出温度80℃，反应时间3小时，浸出终点PH值为2.5～3。