CN104593605A - 一种多金属合金的处理方法 - Google Patents

一种多金属合金的处理方法 Download PDF

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李强
尹飞
陈永强
郜伟
崔成旺
揭晓武
杨卜
杨永强
邢鹏
张永禄
阮书峰
梁德华
马保中
徐秉声
赵峰
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Abstract

本发明公开了一种多金属合金的处理方法,首先将含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金在硫酸体系下富氧加压浸出,选择性浸出所述多金属合金中的镍和钴;采用碱性物质沉淀所述含镍钴的浸出溶液,得到镍钴渣产品;加压所述含钨钼钒铁的浸出渣,并加入少量过硫酸铵用氢氧化钠浸出,浸出完成后液固分离得到含钨钼钒的浸出溶液;将所述含钨钼钒的浸出溶液用盐酸调节pH值,并加入沉钒剂使钒以钒酸铵的形式沉淀,再将所述钒酸铵灼烧后得到五氧化二钒产品;将沉钒后液用阴离子树脂吸附钨、钼,再反洗得到高浓度的钨酸铵和钼酸铵溶液,并蒸发结晶后,得到钨酸铵和钼酸铵混合产品。该处理方法流程简洁,所需设备少而简单,设备投入低,操作简便,技术易推广。

Description

一种多金属合金的处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及冶金化工技术领域,尤其涉及一种多金属合金的处理方法。
背景技术
[0002]目前,催化剂的使用对石油工业和化学工业飞速发展,发挥了巨大作用。据资料统计,全世界每年消费的催化剂数量约80万吨,其中炼油催化剂约41.5万吨,化工催化剂33.5万吨。但是,随着催化剂使用时间的延长,由于自身组分、结构发生了变化而最终导致催化剂活性下降或失效而无法继续使用,不得不更换新的催化剂,这样就产生了大量的废催化剂。废催化剂中含有大量的贵金属(如Pt、Pd和Ru等)、有色金属(如W、Mo、N1、Co和V等),将其作为二次资源加以回收利用,不仅可以直接获得一定的经济效益,更可以提高资源的利用率,避免催化剂带来的环境问题,实现可持续发展。
[0003] 现有技术中废催化剂可以通过直接火法熔炼工艺回收有价金属,该工艺具有热能利用好、试剂消耗少、有价金属综合回收利用好、废渣产出量小等优点,是一种对环境友好的新工艺,火法熔炼对贵金属的捕集率高,因此也适用于含贵金属废催化剂的处理,该工艺处理废催化剂所产合金含有镍钴钨钼钒铁等多种金属,但现有技术方案中缺乏对该类复杂金属合金的处理方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种多金属合金的处理方法,该处理方法能够从废催化剂火法熔炼所产的合金以及其它类似成分的合金中直接提取并分离出有价金属,得到合格的镍钴渣、五氧化二钒、钼酸铵和钨酸铵等产品,且流程简洁,所需设备少而简单,设备投入低,操作简便,技术易推广。
[0005] 一种多金属合金的处理方法,所述方法包括:
[0006] 步骤1、将含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金在硫酸体系下富氧加压浸出,选择性浸出所述多金属合金中的镍和钴,浸出完成后通过液固分离得到含镍钴的浸出溶液和含钨钼钒铁的浸出渣;
[0007] 步骤2、采用碱性物质沉淀所述含镍钴的浸出溶液,得到镍钴渣产品;
[0008] 步骤3、加压所述含鹤钼I凡铁的浸出澄,并加入少量过硫酸钱或双氧水用氢氧化钠浸出,浸出完成后液固分离得到含钨钼钒的浸出溶液,以及含铁的浸出渣;
[0009] 步骤4、将所述含钨钼钒的浸出溶液用盐酸调节pH值,并加入沉钒剂使钒以钒酸铵的形式沉淀,再将所述钒酸铵灼烧后得到五氧化二钒产品;
[0010] 步骤5、将步骤4沉淀处理后的沉钒后液用阴离子树脂吸附钨、钼,再用氨水和氯化铵混合溶液反洗所述阴离子树脂,得到高浓度的钨酸铵和钼酸铵溶液;
[0011] 步骤6、将所述高浓度的钨酸铵和钼酸铵溶液蒸发结晶后,得到钨酸铵和钼酸铵混么芦品口厂卩口 O
[0012] 所述含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金的各成分质量百分比范围为:
[0013] 5〜20%的镍N1、0.5〜5%的钴Co、2〜10%的钼Μο、0.2〜5%的氧化钨W03、I〜6%的钒V、30〜70%的铁Fe、0.1〜5%的硫S。
[0014] 在所述步骤I将含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金在硫酸体系下富氧加压浸出的过程中:
[0015] 所采用的浸出设备为加压釜,浸出剂为硫酸,浸出温度为150〜180°C,浸出时间为I〜3小时;且氧风压为0.2〜0.8MPa,转速为500〜620r/min,浸出终点的pH值为1.5。
[0016] 在所述步骤2中所采用的碱性物质包括:氧化钙或氢氧化钠溶液。
[0017] 在所述步骤3采用氢氧化钠浸出钨、钼和钒过程中:
[0018] 所述氢氧化钠的浓度为20〜50%,浸出温度为60〜99°C,浸出时间为8〜24小时。
[0019] 在所述步骤4中:将所述含钨钼钒的浸出溶液用盐酸调节pH值至9.0〜9.5,并加入理论量3.0〜5.0倍的沉钒剂沉钒,沉钒时间为0.5〜2.0小时;
[0020] 所述沉钒剂包括氯化铵、硫酸铵和硝酸铵中的一种。
[0021] 在所述步骤5中:所采用的阴离子树脂为717阴离子树脂;
[0022] 且所采用的氨水和氯化钱混合溶液为:1〜5mol/L的氯化钱和0.5〜2mol/L的氨水混合溶液。
[0023] 将步骤3得到的含铁的浸出渣返回废催化剂火法熔炼工序,或者作为铁矿产品直接销售。
[0024] 由上述本发明提供的技术方案可以看出,该处理方法流程简洁,所需设备少而简单,设备投入低,操作简便,技术易推广。
附图说明
[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
[0026] 图1为本发明实施例所提供多金属合金的处理方法流程示意图。
具体实施方式
[0027] 下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
[0028] 下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述,如图1所示为本发明实施例所提供多金属合金的处理方法流程示意图,所述处理方法包括:
[0029] 步骤1、将含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金在硫酸体系下富氧加压浸出,选择性浸出所述多金属合金中的镍和钴,浸出完成后通过液固分离得到含镍钴的浸出溶液和含钨钼钒铁的浸出渣;
[0030] 在该步骤中,所针对的处理对象是废催化剂经过直接火法熔炼后得到的多金属合金,该多金属合金的各成分质量百分比范围为:5〜20%的镍N1、0.5〜5%的钴Co、2〜10 %的钼Mo、0.2〜5 %的氧化钨W03、I〜6 %的钒V、30〜70 %的铁Fe、0.1〜5 %的硫S。
[0031] 在富氧加压浸出过程中,所采用的浸出设备为加压釜,浸出剂为硫酸,浸出温度为150〜180°C,浸出时间为I〜3小时;且氧风压为0.2〜0.8MPa,转速为500〜620r/min,浸出终点的pH值为1.5。
[0032] 通过浸出操作,使其中的镍、钴进入浸出溶液,钨、钼、钒和铁保留在浸出渣中不被浸出。
[0033] 步骤2、采用碱性物质沉淀所述含镍钴的浸出溶液,得到镍钴渣产品;
[0034] 在该步骤中,所采用的碱性物质包括:氧化钙或氢氧化钠溶液。
[0035] 步骤3、加压所述含鹤钼I凡铁的浸出澄,并加入少量过硫酸钱或双氧水用氢氧化钠浸出,浸出完成后液固分离得到含钨钼钒的浸出溶液,以及含铁的浸出渣;
[0036] 在该步骤中,所采用氢氧化钠的浓度为20〜50%,浸出温度为60〜99°C,浸出时间为8〜24小时。
[0037] 步骤4、将所述含钨钼钒的浸出溶液用盐酸调节pH值,并加入沉钒剂使钒以钒酸铵的形式沉淀,再将所述钒酸铵灼烧后得到五氧化二钒产品;
[0038] 在该步骤中,具体可以将所述含钨钼钒的浸出溶液用盐酸调节pH值至9.0〜9.5,并加入理论量3.0〜5.0倍的沉钒剂沉钒,沉钒时间为0.5〜2.0小时;
[0039] 而所采用的沉钒剂可以包括氯化铵、硫酸铵和硝酸铵中的一种。
[0040] 步骤5、将步骤4沉淀处理后的沉钒后液用阴离子树脂吸附钨、钼,再用氨水和氯化铵混合溶液反洗所述阴离子树脂,得到高浓度的钨酸铵和钼酸铵溶液;
[0041] 在该步骤中,所采用的阴离子树脂为717阴离子树脂,或其他对钨钼吸附较佳的树脂;
[0042] 且所采用的氨水和氯化钱混合溶液为:1〜5mol/L的氯化钱和0.5〜2mol/L的氨水混合溶液。
[0043] 步骤6、将所述高浓度的钨酸铵和钼酸铵溶液蒸发结晶后,得到钨酸铵和钼酸铵混么芦品口厂卩口 O
[0044] 进一步的,具体实现中,还可以将上述步骤3得到的含铁的浸出渣返回废催化剂火法熔炼工序,或者作为铁矿产品直接销售。
[0045] 下面再以具体的实例对上述处理方法进行说明:
[0046] 实施例一、
[0047] 加压浸出:首先将火法熔炼所得含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金加压浸出,浸出时间2.5小时,温度150 0C,液固比5/1 (mL/g),总压0.8MPa,浸出终点PHl.5,搅拌转速500r/min ;浸出完成后通过液固分离得到含镍钴的浸出溶液和含钨钼钒铁的浸出渣。渣计镍、钴浸出率分别为99.46%和99.06%,而钨、钼、钒不被浸出。
[0048] 加压浸出渣,并碱浸:浸出时间11小时,温度99°C,液固比5/1 (mL/g),搅拌转速500r/min。渣计钨、钼和钒的浸出率分别为93.75%、99.48%和97.86%。
[0049] 铵盐沉钒:用盐酸调节碱浸液pH值9.0,缓慢加入3倍理论量的氯化铵,出现大量白色沉淀,搅拌2.5小时,得到的钒渣含钒41.51%,钒沉淀率90%。灼烧钒酸铵得到五氧化二钒产品。
[0050] 用离子交换回收钨、钼得到钨酸铵和钼酸铵。
[0051] 实施例二、
[0052] 加压浸出:首先将火法熔炼所得含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金进行加压浸出,浸出时间3小时,温度160°C,液固比5/1 (mL/g),总压0.8MPa,浸出终点PHl.5,搅拌转速6200r/min ;浸出完成后通过液固分离得到含镍钴的浸出溶液和含钨钼钒铁的浸出渣。渣计镍、钴浸出率分别为97.0%和97.66%,而钨、钼、钒不被浸出。
[0053] 加压浸出渣,并碱浸:浸出时间12小时,温度99°C,液固比5/1 (mL/g),搅拌转速500r/min。渣计钨、钼和钒的浸出率分别为95.12%、99.58%和98.29%。
[0054] 铵盐沉钒:用盐酸调节碱浸液pH值9.0,缓慢加入3.5倍理论量的氯化铵,出现大量白色沉淀,搅拌2小时,得到的钒渣含钒45.01 %,钒沉淀率95.41 %。灼烧钒酸铵得到五氧化—凡广品。
[0055] 用离子交换回收钨、钼得到钨酸铵和钼酸铵。
[0056] 综上所述,本发明实施例所述方法具有如下优点:
[0057] (I)综合回收多金属合金中的有价金属,分部得到镍钴渣,五氧化二钒,钨酸铵和钼酸铵等产品,产品不再存在销售问题,通过初步经济核算表明,将合金处理得到产品销售比将合金直接销售经济效益大幅上升,每处理一吨废催化剂能多盈利3000元左右;
[0058] (2)该多金属合金处理工艺流程简洁,所需设备少而简单,设备投入低,操作简便,技术易推广;
[0059] (3)加压浸出和常压浸出加热可以采用火法熔炼所产的蒸汽加热;
[0060] (4)具有试剂消耗少、有价金属综合回收利用好、废渣产出量小等优点,是一种对环境友好的新处理方法。
[0061] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但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披露的技术范围内,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。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种多金属合金的处理方法,其特征在于,所述方法包括: 步骤1、将含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金在硫酸体系下富氧加压浸出,选择性浸出所述多金属合金中的镍和钴,浸出完成后通过液固分离得到含镍钴的浸出溶液和含钨钼钒铁的浸出渣; 步骤2、采用碱性物质沉淀所述含镍钴的浸出溶液,得到镍钴渣产品; 步骤3、加压所述含钨钼钒铁的浸出渣,并加入少量过硫酸铵或双氧水用氢氧化钠浸出,浸出完成后液固分离得到含钨钼钒的浸出溶液,以及含铁的浸出渣; 步骤4、将所述含钨钼钒的浸出溶液用盐酸调节pH值,并加入沉钒剂使钒以钒酸铵的形式沉淀,再将所述钒酸铵灼烧后得到五氧化二钒产品; 步骤5、将步骤4沉淀处理后的沉钒后液用阴离子树脂吸附钨、钼,再用氨水和氯化铵混合溶液反洗所述阴离子树脂,得到高浓度的钨酸铵和钼酸铵溶液; 步骤6、将所述高浓度的钨酸铵和钼酸铵溶液蒸发结晶后,得到钨酸铵和钼酸铵混合产品O
2.如权利要求1所述多金属合金的处理方法,其特征在于,所述含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金的各成分质量百分比范围为: 5〜20%的镍祖、0.5〜5%的钴Co、2〜10%的钼Μο、0.2〜5%的氧化钨W03、1〜6%的钒V、30〜70%的铁Fe、0.1〜5%的硫S。
3.如权利要求1所述多金属合金的处理方法,其特征在于,在所述步骤I将含有镍钴钨钼钒铁的多金属合金在硫酸体系下富氧加压浸出的过程中: 所采用的浸出设备为加压釜,浸出剂为硫酸,浸出温度为150〜180°C,浸出时间为I〜3小时; 且氧风压为0.2〜0.8MPa,转速为500〜620r/min,浸出终点的pH值为1.5。
4.如权利要求1所述多金属合金的处理方法,其特征在于, 在所述步骤2中所采用的碱性物质包括:氧化钙或氢氧化钠溶液。
5.如权利要求1所述多金属合金的处理方法,其特征在于,在所述步骤3采用氢氧化钠浸出钨、钼和钒过程中: 所述氢氧化钠的浓度为20〜50%,浸出温度为60〜99°C,浸出时间为8〜24小时。
6.如权利要求1所述多金属合金的处理方法,其特征在于,在所述步骤4中: 将所述含钨钼钒的浸出溶液用盐酸调节PH值至9.0〜9.5,并加入理论量3.0〜5.0倍的沉钒剂沉钒,沉钒时间为0.5〜2.0小时; 所述沉钒剂包括氯化铵、硫酸铵和硝酸铵中的一种。
7.如权利要求1所述多金属合金的处理方法,其特征在于,在所述步骤5中: 所采用的阴离子树脂为717阴离子树脂; 且所采用的氨水和氯化钱混合溶液为:1〜5mol/L的氯化钱和0.5〜2mol/L的氨水混合溶液。
8.如权利要求1所述多金属合金的处理方法,其特征在于, 将步骤3得到的含铁的浸出渣返回废催化剂火法熔炼工序,或者作为铁矿产品直接销售。
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