CN105568001A - 一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法 - Google Patents

一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，所述方法包括以下步骤：（1）将钴合金球磨后，在硫酸体系下进行常压预浸出；（2）将球磨后的氧化钴矿和步骤（1）所得钴合金常压预浸渣混合调浆，（3）调浆后将料加入高压釜内，控制高压釜在预定的温度和压力下，以一定的搅拌速度加压酸浸预定时间，以得到浸出液和浸出渣。本发明方法基于氧化钴矿的强氧化性，钴合金的还原性，利用两矿法联合浸出，即可满足氧化钴矿还原分解所需还原剂，又可以满足钴合金氧化分解所需的氧化剂，实现资源综合利用，进而大幅降低了生产成本，同时通过控制钴合金和氧化钴矿在适当的配比，实现两矿中有价金属的同时高效浸出，并且提高了作业人员操作上的可靠性，减少作业人员在生产过程中的风险性。

Description

一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法
技术领域
本发明涉及钴的湿法冶炼领域，具体说是一种在加压条件下氧化钴矿氧化浸出钴合金的方法。
背景技术
我国是钴资源贫乏的国家，钴资源主要特点是贫矿多、富矿少，缺少单独的钴矿床，钴主要在镍、铜、铁等矿脉当中以共生元素的形式存在，故钴主要是作为镍、铜和铁矿山的副产物形式回收，原生钴资源极少。因此，一方面必须积极拓展海外钴资源，另一方面必须加强对再生钴资源回收利用，以弥补我国钴资源的不足。目前我国已从国外大量进口钴精矿，如水钴矿和钴土矿，以及有色金属冶炼中间产品，如钴白合金。同时也加强对再生钴资源的回收利用，如镍钴高温合金、钨钴硬质合金等。
水钴矿和钴土矿浸出采用加还原剂酸浸法，这种工艺对设备及环境要求都比较友好，因此为大多数厂家所采用。钴合金中有价金属的提取，通常采用浸出法将合金中的钴和铜转入溶液，目前所采用的浸出方法有：氧压酸浸法，加氧化剂酸浸法等。上述方法大多都存在一些不足和欠缺，如加氧化剂酸浸法，需消耗大量氧化剂，生产成本高；氧压酸浸法需通入氧气，既增加了生产成本，且对设备控制精度要求高，存在一定的风险性。CN101629247A中公开了一种白合金和水钴矿联合浸出工艺，该方法通过添加Fe2+催化剂，常压条件下联合浸出白合金和水钴矿，得到渣含钴＜0.3%的浸出效果。该方法虽然实现了常压下白合金与水钴矿中钴的浸出，但仍存在诸多问题。浸出过程需添加Fe2+催化剂，既增加了辅料成本，同时也增加下段除铁成本。以浸出渣中钴＜0.3%为浸出终点，钴浸出率低。此外，该方法并未提及铜的浸出效率，有待验证。CN102952954B中公开了一种三价钴镍氧化物废料与废旧钴、镍合金的处理方法，该方法同样在常压条件下实现三价钴镍氧化物和钴、镍合金中钴、镍的浸出，但也存在不少问题，浸出渣中钴、镍高，渣含钴达到24.4%。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的不足，提出一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，本发明方法基于氧化钴矿的强氧化性，钴合金的还原性，利用两矿法联合浸出，即可满足氧化钴矿还原分解所需还原剂，又可以满足钴合金氧化分解所需的氧化剂，实现资源综合利用，进而大幅降低了生产成本，同时通过控制钴合金和氧化钴矿在适当的配比，实现两矿中有价金属的同时高效浸出，并且提高了作业人员操作上的可靠性，减少作业人员在生产过程中的风险性。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，包括以下步骤：
（1）将钴合金球磨后，在硫酸体系下进行常压预浸出；
（2）将球磨后的氧化钴矿和步骤（1）所得钴合金常压预浸渣按照质量比2~8:1的比例混合调浆；
（3）调浆后将料加入高压釜内，控制高压釜在预定的温度和压力下，搅拌加压酸浸预定时间，以得到浸出液和浸出渣；
其中，步骤（1）中，所述常压预浸出温度为70~90℃，浸出时间为6~10h，搅拌速度300~500r/min，硫酸浓度为2~5mol/L，液固比为5~10；
步骤（3）中，所述预定的温度为150~200℃；所述压力为0.5～1.5MPa；所述酸浸是指硫酸浸，硫酸浓度为1.5~4mol/L，液固比为4~10；所述搅拌的速度为300~500r/min；所述预定时间为3~8h；
步骤（3）中，所述浸出渣中，含钴、镍、铜等有价金属均＜wt0.1%。
作为一种进一步的优选技术方案，步骤（1）中，所述钴合金包括铜钴合金、镍钴合金、钨钴合金等的一种或其混合物。
作为一种进一步的优选技术方案，步骤（1）中，所述球磨后的钴合金中粒度小于200目的颗粒比例大于98%。
作为一种进一步的优选技术方案，步骤（2）中，所述氧化钴矿为水钴矿或钴土矿的一种或其混合物。
作为一种进一步的优选技术方案，步骤（2）中，所述氧化钴矿含硫小于0.1wt%。
作为一种进一步的优选技术方案，步骤（2）中，所述球磨后的水钴矿中粒度小于200目的颗粒比例大于98%。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明方法基于氧化钴矿的强氧化性，钴合金的还原性，利用两矿法联合浸出，即可满足氧化钴矿还原分解所需还原剂，又可以满足钴合金氧化分解所需的氧化剂，实现资源综合利用，进而大幅降低了生产成本，同时通过控制钴合金和氧化钴矿在适当的配比，实现两矿中有价金属的同时高效浸出，并且提高了作业人员操作上的可靠性，减少作业人员在生产过程中的风险性。
具体实施方式
实施例1
将含钴13.24wt%，铜14.01wt%，铁64wt%，硅1.52wt%的铜钴合金磨细至过200目筛，按液固比为10:1将其与起始浓度为2mol/L硫酸溶液混合，设定反应温度为90℃，搅拌速度为300r/min，常压浸出6小时；将浸出渣和球磨至过200目筛的含钴11.05wt%、铜2.92wt%、铁3.09wt%、硫0.021wt%的水钴矿，按质量比为1:2混合，然后按液固比10与水调浆，控制初始酸度为1.5mol/L，釜内温度200℃，搅拌速度为300r/min反应8小时后过滤，浸出结果为：钴浸出率99.85%，渣含钴为0.03%，铜浸出率99.86%，渣含铜0.02%。
实施例2
将含钴13.24wt%，铜14.01wt%，铁64wt%，硅1.52wt%的铜钴合金磨细至过200目筛，按液固比为5:1将其与起始浓度为5mol/L硫酸溶液混合，设定反应温度为70℃，搅拌速度为500r/min，常压浸出10小时；将浸出渣和球磨至过200目筛的含钴6.05wt%、锰4.92wt%、铜8.62wt%、铁5.6wt%、硫0.009wt%的钴土矿，按质量比为1:8混合，然后按液固比4与水调浆，控制初始酸度为4mol/L，釜内温度150℃，搅拌速度为500r/min反应3小时后过滤，浸出结果为：钴浸出率99.94%，渣含钴为0.014%，锰浸出率99.96%，渣含锰为0.012%，铜浸出率99.93%，渣含铜0.013%。
实施例3
将含钴16.32wt%、镍50.72wt%、铬13.45wt%、12.31wt%的废镍钴合金磨细至过200目筛，按液固比为6:1将其与起始浓度为3mol/L硫酸溶液混合，设定反应温度为80℃，搅拌速度为400r/min，常压浸出8小时；将浸出渣和球磨至过200目筛的含钴11.05wt%、铜2.92wt%、铁3.09wt%、硫0.021wt%的水钴矿，按质量比为1:4混合，然后按液固比6与水调浆，控制初始酸度为2mol/L，釜内温度180℃，搅拌速度为400r/min反应6小时后过滤，浸出结果为：钴浸出率99.8%，渣含钴为0.05%，镍浸出率99.7%，渣含镍为0.065%，铜浸出率99.88%，渣含铜0.04%。
实施例4
将含钴12wt%、钨86wt%的废钴钨合金磨细至过200目筛，按液固比为6:1将其与起始浓度为5mol/L硫酸溶液混合，设定反应温度为90℃，搅拌速度为400r/min，常压浸出10小时；将浸出渣和球磨至过200目筛的含钴11.05wt%、铜2.92wt%、铁3.09wt%、硫0.021wt%的水钴矿和含钴6.05wt%、锰4.92wt%，铜8.62wt%、铁5.6wt%、硫0.009wt%的钴土矿，按质量比为1:2:2混合，然后按液固比6与水调浆，控制初始酸度为2mol/L，釜内温度180℃，搅拌速度为400r/min反应6小时后过滤，浸出结果为：钴浸出率99.8%，渣含钴为0.05%，钨浸出率99.5%，渣含铜0.04%。

Claims (6)

1.一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将钴合金球磨后，在硫酸体系下进行常压预浸出；
（2）将球磨后的氧化钴矿和步骤（1）所得钴合金常压预浸渣按照质量比2~8:1的比例混合调浆；
（3）调浆后将料加入高压釜内，控制高压釜在预定的温度和压力下，搅拌加压酸浸预定时间，以得到浸出液和浸出渣；
其中，步骤（1）中，所述常压预浸出温度为70~90℃，浸出时间为6~10h，搅拌速度300~500r/min，硫酸浓度为2~5mol/L，液固比为5~10；
步骤（3）中，所述预定的温度为150~200℃；所述压力为0.5～1.5MPa；所述酸浸是指硫酸浸，硫酸浓度为1~4mol/L，液固比为4~10；所述搅拌的速度为300~500r/min；所述预定时间为3~8h；
步骤（3）中，所述浸出渣中，含钴、镍、铜等有价金属均＜wt0.1%。
2.根据权利要求1所述一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述钴合金包括铜钴合金、镍钴合金、钨钴合金等的一种或其混合物。
3.根据权利要求1所述一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，其特征在于步骤（1）中，所述球磨后的钴合金中粒度小于200目的颗粒比例大于98%。
4.根据权利要求1所述一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述氧化钴矿为水钴矿或钴土矿的一种或其混合物。
5.根据权利要求1所述一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述氧化钴矿含硫小于0.1wt%。
6.根据权利要求1所述一种钴合金和氧化钴矿联合高压酸浸的方法，其特征在于步骤（2）中，所述球磨后的氧化矿中粒度小于200目的颗粒比例大于98%。
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