CN105543503B - 硫酸锌电解液中分离回收钴的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，首先向硫酸锌电解液中加入中和剂调整pH值，再加入较理论反应量过量硫化剂，得到硫化钴硫化锌混合渣和滤液，滤液回用于电解系统，混合渣经活化后返回硫酸锌电解液进行反应，反应完成后得到硫化钴渣，可用于回收钴，滤液返回硫酸锌电解系统。本发明主要解决了硫酸锌溶液中钴难以净化的技术难题，工艺简单、成本低、分离效果好。

Description

硫酸锌电解液中分离回收钴的方法
技术领域
本发明属于冶金工程与环境工程交叉领域，具体涉及一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法。
背景技术
在湿法炼锌工艺中，硫酸锌电解液中含有多种危害锌电积析出的杂质，如钴、铜、镉、砷等，其中钴在锌冶炼中危害极大，当硫酸锌电解液中钴含量达到一定程度时，会使锌放电进入溶液，导致锌电解过程电流效率明显下降，锌锭质量下降。硫酸锌电解液对溶液中杂质的含量要求十分严格，尤其是对钴含量的控制，因此在溶液净化过程中必须将钴除去。
目前，湿法炼锌硫酸锌电解液的净化方法主要有：黄药除钴法、β-萘酚法、砷盐除钴法、锑盐除钴法、锡盐除钴法、合金锌粉除钴法等。黄药除钴法对除钴效率低，且易发出臭味，恶化操作环境；β-萘酚法药剂配比、溶液酸度不易控制，其浓度高，降低电效，且对设备要求高而少被使用；砷盐除钴法存在着难以实现混合渣中铜钴镉的高效分离及污染环境等问题而很少被湿法炼锌厂家所使用；锑盐净化法虽然除杂效果能满足要求，但存在着锌粉消耗量较大、操作温度高、作业时间长，且净化渣中的钴易反溶等明显缺陷；另外，合金锌粉除钴对合金成分要求较严。
因此如何简单、高效、低成本的分离回收硫酸锌电解液中的钴是企业迫切需要解决的问题。本发明采用硫化法除硫酸锌电解液中钴新方法，具有净化高效、分离回收效率高、能耗低等优点。
发明内容
本发明针对目前硫酸锌电解液除钴净化效率低，沉渣难以分离、能耗高等问题，目的在于提供一种从硫酸锌电解液中高效脱除回收钴的方法，经本发明处理后，硫酸锌电解液中钴能稳定去除至1mg/L以下(锌电积标准)，实现钴的高效脱除。
一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，包括如下步骤：
(1)往硫酸锌电解液中加入中和剂调整pH值，加入较理论反应量过量的硫化剂，得到硫化钴硫化锌混合渣和滤液，滤液回用于电解系统；
(2)对硫化锌硫化钴混合渣进行活化；
(3)将活化后的混合渣按照一定的量加入新的硫酸锌电解液，反应完成后得到硫化钴渣，用于回收钴，滤液返回硫酸锌电解系统。
步骤(1)中调整pH值至3～6。
步骤(1)中所述中和剂锌焙砂、为氧化锌、氢氧化锌、锌粉中的一种或几种。
步骤(1)中硫化剂的加入量为锌钴总摩尔量理论反应量的1.1～1.3倍。
步骤(1)中所述硫化剂为硫化氢、硫化钠、硫氢化钠中的一种或几种。
步骤(1)中控制硫化反应温度为25℃～80℃，反应时间为1～3h。步骤(2)中所述的混合渣的活化方法为机械活化、超声分散的一种或两种。机械球磨的球料比为4:1～15:1，球磨转速为100～600r/min，球磨时间为0.5～2h。超声的频率为15kHz～50kHz，分散时间为1～2h。
步骤(3)中按摩尔比n(Zn)混合渣：n(Co)电解液为1.05～1.2的比例将活化后的混合渣加入到新的硫酸锌电解液中。
步骤(3)中控制反应温度40～90℃，反应时间30～80min。
本发明的优势：
1)工艺简单，效果好，实现了硫酸锌电解液中钴的高效脱除和回收。
2)工艺过程中减少了锌的损失，回收钴后的滤液可返回电解系统，降低了企业的生产成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明。
实施例1
取硫酸锌电解液，其中Zn 150g/L，Co 0.05g/L，对其按以下步骤进行净化：
步骤1：向其中加入氧化锌调节pH至4，控制温度在70℃，按照理论反应量所需总硫摩尔量的1.3倍充入硫化氢气体反应2h，过滤得到混合渣和滤液，滤液含Co 0.8mg/L，混合渣中Zn质量百分数为25.6％，Co为0.3％。
步骤2：按摩尔比n(Zn)混合渣：n(Co)电解液为1.2的比例将未活化的混合渣加入到新的硫酸锌电解液中，控制温度在90℃，反应80min后过滤的得到硫化渣和净化液，净化液含Co10.6mg/L，硫化渣中Co质量百分数为10.1％，Zn为14.54％。
实施例2
取硫酸锌电解液，其中Zn 157g/L，Co 0.07g/L，对其按以下步骤进行净化：
步骤1：向其中加入锌焙砂调节pH至4，控制温度在60℃，按照理论反应量所需总硫的1.3倍充入硫化氢气体反应2h，过滤得到混合渣和滤液，滤液含Co 0.9mg/L，混合渣中Zn质量百分数为26.8％，Co为0.35％。
步骤2：将混合渣进行在球料比6:1，转速600r/min条件下球磨1h活化。
步骤3：按摩尔比n(Zn)混合渣：n(Co)电解液为1.2的比例将活化后的混合渣加入到新的硫酸锌电解液中，控制温度在80℃，反应60min后过滤的得到硫化渣和净化液，净化液含Co0.1mg/L，硫化渣中Co质量百分数为23.7％，Zn为2.02％。
实施例3
取硫酸锌电解液，其中Zn 148g/L，Co 0.06g/L，对其按以下步骤进行净化：
步骤1：向其中加入氧化锌调节pH至4，控制温度在50℃，按照理论反应量所需总硫的1.1倍充入硫化氢气体反应4h，过滤得到混合渣和滤液，滤液含Co 0.7mg/L，混合渣中Zn质量百分数为23.2％，Co为0.31％。
步骤2：将混合渣超声分散2h进行活化，频率为25kHz。
步骤3：按摩尔比n(Zn)混合渣：n(Co)电解液为1.2的比例将活化后的混合渣加入到新的硫酸锌电解液中，控制温度在80℃，反应60min后过滤的得到硫化渣和净化液，净化液含Co0.2mg/L，硫化渣中Co质量百分数为21.8％，Zn为1.92％。

Claims (7)

1.一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)往硫酸锌电解液中加入中和剂调整pH值至3～6，加入较理论反应量过量的硫化剂，得到硫化钴硫化锌混合渣和滤液，滤液回用于电解系统；
(2)对硫化锌硫化钴混合渣进行活化；所述的混合渣的活化方法为机械活化、超声分散的一种或两种；
(3)将活化后的混合渣按照摩尔比n(Zn)混合渣：n(Co)电解液为1.05～1.2的比例加入到新的硫酸锌电解液中，反应完成后得到硫化钴渣，用于回收钴，滤液返回硫酸锌电解系统。
2.根据权利要求1所述的一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，其特征在于，步骤(1)中所述中和剂为锌焙砂、为氧化锌、氢氧化锌、锌粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，其特征在于，步骤(1)中硫化剂的加入量为锌钴总摩尔量理论反应量的1.1～1.3倍。
4.根据权利要求1或3所述的一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，其特征在于，步骤(1)中所述硫化剂为硫化氢、硫化钠、硫氢化钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，其特征在于，步骤(1)中控制硫化反应温度为25℃～80℃，反应时间为1～3h。
6.根据权利要求1所述的一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，其特征在于，机械球磨的球料比为4:1～15:1，球磨转速为100～600r/min，球磨时间为0.5～2h；超声的频率为15kHz～50kHz，分散时间为1～2h。
7.根据权利要求1所述的一种从硫酸锌电解液中分离回收钴的方法，其特征在于，步骤(3)中控制反应温度40～90℃，反应时间30～80min。
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从湿法炼锌硫酸盐溶液中除钴;钟长庚;《化学通报》;20020430(第04期);278-280 *

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