CN108203764A - 一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法 - Google Patents

一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，属于湿法冶金应用领域，具体步骤为：在净化钴镍渣中添加NH4Cl水溶液，混合均匀，然后进行微波煅烧，煅烧后进行研磨；研磨后的钴镍渣进行中性浸出、过滤；所得的浸出液添加Na2S沉淀钴；所得滤饼加水浆化、过滤，滤液和沉淀后液返回中性浸出使用；二次滤饼返回锌精矿仓配料回收金属锌；通过Na2S沉淀出的钴通过稀酸洗涤，获得钴精矿。本发明利用钴较强的吸波能力的特点，钴镍渣经氯盐氯化后微波辐照，通过中性水溶液选择性浸出钴，再通过化学法沉淀洗涤钴得到钴精矿，钴镍渣中的锌进入湿法流程，以实现多金属的综合回收。

Description

一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法
技术领域
本发明涉及一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，属于湿法冶金应用技术领域。
背景技术
钴是磁性材料，具有吸波性能强的特点，主要用于生产高温合金、耐热耐腐蚀合金、硬质合金、磁性材料等，也常常以钴粉和钴的化合物形式用于化工、陶瓷、电池、玻璃和医疗等行业。钴主要伴生或共生在铜矿、铜镍矿和铅锌矿中。目前国内提取金属钴有三种途径：一是从铜镍矿中综合回收；二是从进口砷钴矿、钴硫精矿和钴土矿中提取；三是从含钴废料（大部分依赖进口）中提取。
微波是频率在300MHZ~300GHZ之间的电磁波，位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间，主要应用于通讯和加热两大领域，但最为广泛的领域是微波加热。近年来微波在冶金领域得到不断的应用，如物料干燥脱水、难溶矿石中浸出铜、金等，微波冶金作为一种特殊的绿色冶金方法在工业上具有广阔的应用前景。
钴提取技术基本都采用萃取技术，萃取剂有P204、P507和Cyanex272等，而要实现这一技术的前提是含钴原料的钴品位必须达到一定的值（通常应高于5%）。在对此方法的研究和实践过程中发现：净化钴镍渣中的钴由于品位低、无有效提取手段，国内锌冶炼企业基本都只考虑金属锌的回收利用，对于钴鲜有研究和提取技术。
发明内容
为了克服背景技术中的问题，本发明提出了一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，利用钴较强的吸波能力的特点，钴镍渣经氯盐氯化后微波辐照，通过中性水溶液选择性浸出钴，再通过化学法沉淀洗涤钴得到钴精矿，钴镍渣中的锌进入湿法流程，完全回收利用。
为了达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，其具体步骤包括：
1）将钴镍渣和NH4Cl按干重配比为20~40：1的比例进行配比，混合均匀后进行微波煅烧，煅烧后进行研磨；
2）将研磨后的钴镍渣进行中性浸出、过滤；
3）将步骤2）所得所得的浸出液添加Na2S沉淀钴，滤饼加水浆化、过滤，滤液和沉淀后液返回中性浸出使用，二次滤饼返回锌精矿仓配料回收金属锌；
4）步骤3）中，通过Na2S沉淀出的钴通过稀酸洗涤，获得钴精矿。
步骤1）中，所述的钴镍渣的成分为：Co 0.3~1%、Zn 15~40%、Cd 4~8%、Cu 3~10%；NH4Cl溶于水后均匀加入钴镍渣中，搅拌均匀氯化30~60min，微波煅烧前物料含水量控制在20~30%。
步骤2）中，微波煅烧温度为500~900℃，煅烧时间20~45min，球磨后过200目的物料占85%以上；钴镍渣在常温下浸出，液固比为10~15:1，浸出时间3~4h。
步骤3）中，Na2S按含钴量的2.5~3倍加入，沉淀温度为50~60℃，沉淀搅拌时间为0.5~1h。
步骤4）中，所述的稀酸为2~5g/L的稀H2SO4，在常温下搅拌洗涤1~2h，除去杂质FeS和MnS，获得含Co≥10%的优质钴精矿。
在上述过程中，中性浸出后的滤饼进行调浆水洗后，经过滤得到浆化滤饼，此时该物料含锌高于70%，直接返回锌精矿仓配料，进入锌湿法流程回收金属锌。为了充分富集和回收钴，需要将调浆水洗后的溶液和高钴中性溶液沉钴后液作为返回中性浸出。
本发明的有益效果：利用微波选择性、均匀性的快速加热煅烧方式使低品位的净化钴镍渣中的钴得到充分的富集，富集度为原来的10~50倍，获得具有较高市场价格的优质钴精矿，同时本发明涉及的浸出工艺流程操作简单方便，适用性强，锌浸出率高，经济环保等优点，该发明的实施一方面解决钴镍渣堆存的安全环保问题，另一方面实现了多金属的综合回收，具有较高的技术水准和经济价值。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
取净化钴镍渣100g（钴含量0.3%、锌含量40%、水分15%），取工业级NH4Cl 5g溶于200ml水中，将钴镍渣与NH4Cl按干重比20：1充分混合氯化处理45min；将钴镍渣置于温度500℃的工业微波炉内煅烧45min。煅烧后的钴镍渣自然冷却至常温，然后进行研磨，研磨后物料60g、粒度过200目为87%以上；常温下将研磨后物料按液固比10:1进行中性浸出3h，过滤；按钴含量2倍向过滤溶液加入沉淀剂Na2S进行置换沉淀，控制沉淀温度50℃，沉淀搅拌时间0.5h；沉淀充分后，对该溶液进行过滤分离，得到滤饼和沉淀后液；将滤饼放入2g/L的稀H2SO4溶液内常温搅拌洗涤1h，过滤得到富钴精矿滤饼，其Co含量为10.85%，其钴富集度较原矿相比达36倍以上，且滤饼中其余杂质含量远低于YS/T301-2007钴精矿杂质含量控制标准。
实施例2
取净化钴镍渣100g（钴含量1.0%、锌含量38%、水分14%），取工业级NH4Cl 2.5g溶于200ml水中。将钴镍渣NH4Cl按干重比40：1充分混合氯化处理60min；将钴镍渣置于温度900℃的工业微波炉内煅烧20min。煅烧后的钴镍渣自然冷却至常温，然后进行研磨，研磨后物料55g、粒度过200目为90%以上；常温下将研磨后物料按液固比15:1进行中性浸出4h。按钴含量1.3倍向过滤溶液加入沉淀剂Na2S进行置换沉淀，控制沉淀温度60℃，沉淀搅拌时间1h；沉淀充分后，对该溶液进行过滤分离，得到滤饼和沉淀后液；将滤饼放入2g/L的稀H2SO4溶液内常温搅拌洗涤2h，过滤得到富钴精矿滤饼，分析其含Co为11.0%，其钴富集度较原矿相比达10倍以上，其余杂质含量远低于YS/T301-2007钴精矿杂质含量控制标准。
实施例3
取净化钴镍渣100g（钴含量0.5%、锌含量35%、水分15.5%），取工业级NH4Cl 4g溶于200ml水中。将钴镍渣NH4Cl按干重比25：1充分混合氯化处理50min；将钴镍渣置于温度700℃的工业微波炉内煅烧30min。煅烧后的钴镍渣自然冷却至常温，然后进行研磨，研磨后物料57g、粒度过200目为88%以上；常温下将研磨后物料按液固比12:1进行中性浸出3.5h。按钴含量1.4倍向过滤溶液加入沉淀剂Na2S进行置换沉淀，控制沉淀温度55℃，沉淀搅拌时间45min；沉淀充分后，对该溶液进行过滤分离，得到滤饼和沉淀后液；将滤饼放入5g/L的稀H2SO4溶液内常温搅拌洗涤1h，过滤得到富钴精矿滤饼，分析其含Co为12.0%，其钴富集度较原矿相比达24倍以上，其余杂质含量远低于YS/T301-2007钴精矿杂质含量控制标准。
本发明利用微波选择性、均匀性的快速加热煅烧方式使低品位的净化钴镍渣中的钴得到充分的富集，富集度为原来的10~50倍，获得具有较高市场价格的优质钴精矿，同时本发明涉及的浸出工艺流程操作简单方便，适用性强，锌浸出率高，经济环保等优点，该发明的实施一方面解决钴镍渣堆存的安全环保问题，另一方面实现了多金属的综合回收，具有较高的技术水准和经济价值。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，其特征在于：具体步骤包括：
1）将钴镍渣和NH4Cl按干重配比为20~40：1的比例进行配比，混合均匀后进行微波煅烧，煅烧后进行研磨；
2）将研磨后的钴镍渣进行中性浸出、过滤；
3）将步骤2）所得所得的浸出液添加Na2S沉淀钴，滤饼加水浆化、过滤，滤液和沉淀后液返回中性浸出使用，二次滤饼返回锌精矿仓配料回收金属锌；
4）步骤3）中，通过Na2S沉淀出的钴通过稀酸洗涤，获得钴精矿。
2.根据权利要求1所述的一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，其特征在于：步骤1）中，所述钴镍渣的成分为：Co 0.3~1%、Zn 15~40%、Cd 4~8%、Cu 3~10%。
3.根据权利要求1所述的一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，其特征在于：步骤1）中，NH4Cl溶于水后均匀加入钴镍渣中，搅拌均匀氯化30~60min，微波煅烧前物料含水量控制在20~30%。
4.根据权利要求1所述的一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，其特征在于：步骤2）中，微波煅烧温度为500~900℃，煅烧时间20~45min，球磨后过200目的物料占85%以上。
5.根据权利要求1所述的一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，其特征在于：步骤2）中，钴镍渣在常温下浸出，液固比为10~15:1，浸出时间3~4h。
6.根据权利要求1所述的一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，其特征在于：步骤3）中，Na2S按含钴量的2.5~3倍加入，沉淀温度为50~60℃，沉淀搅拌时间为0.5~1h。
7.根据权利要求1所述的一种微波煅烧锌湿法冶炼净化钴镍渣生产钴精矿的方法，其特征在于：步骤4）中，所述的稀酸为2~5g/L的稀H2SO4，在常温下搅拌洗涤1~2h。
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