CN105950875A - 一种湿法炼锌、锰的净化钴渣的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种湿法炼锌、锰的净化钴渣的处理方法，该方法包括如下步骤：(1)向净化钴渣中加入水，或水与硫酸混合物，或水与步骤(2)所得浸出液的混合物，调节液固质量比为2‑8；(2)在氧压为1‑2MPa、温度为110‑180℃的氛围下反应1‑8小时，得到浸出液；所述净化钴渣是经过特殊试剂净化锌、锰浸出液所得的，所述特殊试剂包括黄药、β–萘酚、福美钠、福美锌、SDD、环烷酸中的至少一种。本发明对钴含量高的钴渣具有很好处理能力，钴浸出率高达99.95％以上；本发明工艺简单、成本低、不产生有毒气体；本发明可制备钴、锌、镍、锌产品，所得浸出渣主要为碳，具有较高利用价值。

Description

一种湿法炼锌、锰的净化钴渣的处理方法
技术领域
本发明属于有色金属综合利用领域，具体涉及一种湿法炼锌、锰的净化钴渣的处理方法。
背景技术
湿法炼锌、锰的主要工序分为焙烧、浸出、净液、电积和熔铸五个工序。为了达到锌、锰电积的要求，硫酸锌、锰浸出液中的钴、铜、镉、镍、砷、锑、锗等有害杂质必须净化到规定的标准以下，同时在这一过程中使铜、镉、钴、镍等有价金属得到很好的富集，以便于回收利用。因此净化是湿法炼锌、锰最重要的工序之一。国内外采用的净化方法主要有锌粉置换法和特殊试剂(黄药、β－萘酚、福美钠、福美锌、SDD、环烷酸等有机试剂)。产生的净化渣含钴、铜、镉、镍、砷、锑、锗等有色金属。一般含钴高被称为净化钴渣或钴渣，被例为国家危险废物(HW48-331-008-48HW48-331-013-48)。
由于锌粉置换法在湿法炼锌净化领域中，很难获得很好的去钴效果，使得目前主流的净化方法为采用特殊试剂进行净化处理，特别是日本、澳大利、意大利多用此法。
对于经特殊试剂处理得到的净化渣的处理方法，目前一般为火法富集预处理，然后湿法还原浸出或硫酸化焙烧工艺，再然后对浸出液进行除杂、分离提纯(如《用活化焙烧-硫酸浸出-溶剂萃取法从钴渣中提取硫酸钴的试验研究》)。
然而，上述方法在处理过程中会放出大量的硫醇、硫化氢、二硫化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等有害有毒气体。这造成上述方法不仅存在工艺流程长、钴及其它金属浸出率低、金属综合利用率低及成本较高等缺点，还存在环境污染严重、尾气处理成本高的缺点。
因此，亟待寻求一种钴浸出率高、工艺流程短、环境污染少、尾气处理成本低、金属综合利用率高及成本低的湿法炼锌、锰的净化钴渣的综合利用方法。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种湿法炼锌、锰的净化钴渣的综合利用方法，该方法包括如下步骤：
(1)向净化钴渣中加入水，或水与硫酸混合物，或水与步骤(2)所得浸出液的混合物，调节液固质量比为2-8:1；
(2)在氧压为1-2MPa、温度为110-180℃的氛围下反应1-8小时，得到浸出液；
所述净化钴渣是经过特殊试剂净化锌、锰浸出液所得的，所述特殊试剂包括黄药、β–萘酚、福美钠、福美锌、SDD、环烷酸等有机试剂中的至少一种。
本发明的发明人长期从事湿法炼锌、锰及其废渣处理工作，经过大量的实验发现，利用本发明的方法可以处理经特殊试剂净化处理的钴含量高的钴渣，钴浸出率高达99.95％以上。同时，本领域人员可以轻易的知晓，本发明的工艺控制简单、成本低，更为重要的是，本发明不产生硫醇、硫化氢、二硫化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等有毒气体，环境污染少，后处理成本低。
值得指出的是，本发明所述的净化钴渣既可以是经过特殊试剂净化锌浸出液所得的，也可以是经过特殊试剂净化锰浸出液所得的。
优选的，在步骤(2)之后，还包括步骤：对步骤(2)所得浸出液进行除杂、分离、纯化处理。所述除杂处理包括除铜、除镉、除铁、除钙镁、脱硅处理。
本发明所得浸出液采用常规工艺进行除杂、分离提纯制备钴、锌、铜、镍等产品；本发明产生的浸出渣量小(3-20％)且主要是碳，具有很高的利用价值。
优选的，步骤(1)中加入的为水。本发明仅需加入水，便可获得很好的技术效果，使得整个工艺不仅具有成本低的优势，同时，由于不加入额外酸碱试剂，本发明还具有良好的环保效果。
在本发明中，步骤(1)中加入的物质也可以为水与硫酸的混合物。优选的，水与硫酸的体积比为10-100:1。
在本发明中，步骤(1)中加入的物质还可以为水和步骤(2)所得浸出液的混合物；优选的，步骤(2)所得浸出液与水的体积比不高于1:1。
本发明的浸出液可以循环使用，可以实现工艺实施成本的最小化。
本领域技术人员应当理解，本发明对于除杂处理的方法没有特殊限定，只要是能对铜、镍、镉、铁等元素进行除杂的工艺，均可以应用。
所述除杂处理还包括萃取除杂；优选的，所用萃取试剂为P204。
所述分离、纯化处理包括萃取分离钴、镍、锌和沉钴处理；优选的，所用萃取试剂为P507，所用沉钴处理试剂为草酸或碳酸钠。
所述除杂、分离、纯化处理之后，还包括制备钴、锌、铜、镍等产品的步骤。
本技术领域人员容易理解，当经过除杂、分离、纯化处理之后，可以采取常规技术(如煅烧)制备钴、锌、铜、镍等产品。因此，在本发明的基础上，采取包括煅烧处理在内的任何常规技术制备钴、锌、铜、镍等产品，均属于本发明的保护范围。
本发明的有益效果：
1、本发明对于湿法炼锌、锰的净化钴渣具有很好的处理能力，钴浸出率高达99.95％以上；
2、本发明工艺简单、成本低、不产生有毒气体、环境污染少、后处理成本低；
3、本发明可制备钴、锌、铜、镍产品，所得浸出渣少，浸出渣主要为碳，具有较高的利用价值。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
原料：湿法炼锌净化钴渣(来源于广西，经黄药净化锌浸出液所得)，成分：钴8.58％、镍0.47％、锌11.41％、铜0.08％、铁1.748％、镁1.85％、钙0.49％、硅0.46％、镉0.11％、铅0.12％。
向净化钴渣中加入水，调节液固质量比为6:1；在氧压为2MPa、温度为130℃的氛围下反应6小时。得到浸渣13.2克，钴含量0.01％(钴浸出率达99.98％)，浸出液经除铜、镉、除铁、除钙镁、脱硅、萃取深度除杂、萃取分钴、镍、锌、沉钴、煅烧得产品氧化钴及镍、锌产品。
实施例2
原料：湿法炼锌净化钴渣(来源于河南，经β–萘酚净化锌浸出液所得)，成分：钴6.8％、镍0.86％、锌8.21％、铜0.44％、铁2.48％、镁0.45％、钙0.16％、硅0.42％同镉1.63％、铅0.03％。
向净化钴渣中加入水与硫酸混合物，调节液固质量比为5:1，其中水与硫酸的体积比为20:1；在氧压为1.6MPa、温度为140℃的氛围下反应4小时。得到浸渣7.5克，钴含量0.008％(钴浸出率达99.99％)，浸出液经除铜、镉、除铁、除钙镁、脱硅、萃取深度除杂、萃取分钴、镍、锌、沉钴、煅烧得产品氧化钴及镍、锌产品。
实施例3
原料：湿法炼锌净化钴渣(来源于东北，经福美钠净化锌浸出液所得)成分：钴4.9％、镍0.86％、锌15.21％、铜4.44％、铁3.16％、镁0.65％、钙0.18％、硅0.42％镉0.63％、铅0.33％。
向净化钴渣中加入水，调节液固质量比为4:1；在氧压为1.6MPa、温度为160℃的氛围下反应4小时，得浸出液。
向另一批同样的净化钴渣中加入上述所得浸出液和水，水与浸出液的体积比为90:10，调节液固质量比为4:1；在氧压为1.6MPa、温度为160℃的氛围下反应4小时。得到浸渣15.5克，钴含量0.015％(钴浸出率达99.95％)，浸出液经除铜、镉、除铁、除钙镁、脱硅、萃取深度除杂、萃取分钴、镍、锌、沉钴、煅烧得产品氧化钴及镍、锌产品。
实施例4
除了氧压为1MPa、温度为130℃，反应时间为6小时之外，其余与实施例1一致。所得钴浸出率为99.98％。
实施例5
除了氧压为2MPa、温度为160℃、反应时间为3小时之外，其余与实施例2一致。所得钴浸出率为99.96％。
实施例6
除了水与硫酸的体积比为100:1之外，其余与实施例2一致。所得钴浸出率为99.97％。
实施例7
除了水与硫酸的体积比为50:1之外，其余与实施例2一致。所得钴浸出率为99.96％。
实施例8
除湿法炼锌净化钴渣是利用SDD净化锰浸出液所得，温度为110℃，反应时间为8小时之外，其余与实施例1一致。所得钴浸出率为99.98％。
实施例9
除湿法炼锌净化钴渣是利用环烷酸净化锌浸出液所得，温度为180℃，反应时间为4小时之外，其余与实施例1一致。所得钴浸出率为99.99％。
实施例10
除湿法炼锌净化钴渣时利用福美锌净化锌浸出液所得，其余与实施例1一致。所得钴浸出率为99.99％。
实施例11
除了液固质量比为2:1之外，其余与实施例1一致。所得钴浸出率为99.96％。
实施例12
除了液固质量比为8:1之外，其余与实施例1一致。所得钴浸出率为99.99％。
实施例13
除水与浸出液的体积比为70:30之外，其余与实施例3一致。所得钴浸出率为99.95％。
实施例14
除水与浸出液的体积比为85:15之外，其余与实施例3一致。所得钴浸出率为99.95％。

Claims (9)

1.一种湿法炼锌、锰的净化钴渣的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)向净化钴渣中加入水，或水与硫酸混合物，或水与步骤(2)所得浸出液的混合物，调节液固质量比为2-8:1；
(2)在氧压为1-2MPa、温度为110-180℃的氛围下反应1-8小时，得到浸出液；
所述净化钴渣是经过特殊试剂净化锌、锰浸出液所得的，所述特殊试剂包括黄药、β–萘酚、福美钠、福美锌、SDD、环烷酸中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)之后，还包括步骤：对步骤(2)所得浸出液进行除杂、分离、纯化处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中加入的为水。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中加入的为水与硫酸的混合物；优选的，水与硫酸的体积比为10-100:1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中加入的为水与步骤(2)所得浸出液的混合物；优选的，步骤(2)所得浸出液与水的体积比不高于1:1。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，中所述除杂处理包括除铜、除镉、除铁、除钙镁、脱硅处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述除杂处理还包括萃取除杂；优选的，所用萃取试剂为P204。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分离、纯化处理包括萃取分离钴、镍、铜、锌；优选的，所用萃取试剂为P507，所用沉钴处理试剂为草酸或碳酸钠。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所得浸出液在经除杂、分离、纯化处理之后，还包括制备钴、镍、铜、锌产品的步骤。
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