CN110184455A - 一种难浸钴矿的浸出方法 - Google Patents

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Abstract

一种难浸钴矿的浸出方法，按以下步骤进行：(1)将生物质还原剂破碎后加入硫酸溶液进行水解；生物质还原剂为杨木或秸秆；(2)将水解物料溶于水中，再放入难浸钴矿进行浸出；(3)浸出物料固液分离，获得含钴浸出液。本发明方法浸出还原剂原料来源广泛、绿色环保、浸出温度低、浸出时间短；浸出过程中不产生有害气体，降低企业的环境污染，降低生产成本，提高经济效益和产量。

Description

一种难浸钴矿的浸出方法
技术领域
本发明属于钴冶金技术领域，特别涉及一种难浸钴矿的浸出方法。
背景技术
在钴矿中钴一般是以高价态的氧化物或其他高价态的形式存在，在湿法浸出过程中必须加入还原剂才能将高价钴还原成溶于液体的二价钴离子；现常用的还原剂有亚铁离子、二氧化硫气体以及亚硫酸钠。
用亚铁离子做还原剂时，还原效果较好，但是浸出过程中大量的铁离子进入溶液里导致后续除杂工序的困难，目前应用较少；用二氧化硫做还原剂过程中，气体利用率不高而且会在反应器里外溢导致环境污染；用亚硫酸钠做还原剂时，还原剂利用率不高且会在还原过程中会产生二氧化硫气体，这些气体依旧还会外溢到空气中造成环境污染；使用二氧化硫或亚硫酸钠作为还原剂时，反应的温度一般控制在80～90℃，而且反应时间较长，一般要5～6小时，才能达到较高的浸出率。
发明内容
本发明的目的是提供一种难浸钴矿的浸出方法，采用原料来源广泛、绿色的生物质作为还原剂，在同等浸出条件下，缩短浸出时间、降低浸出温度，在不产生有害气体的同时，有效降低生产成本。
本发明的方法按以下步骤进行：
(1)将生物质还原剂破碎后加入硫酸溶液进行水解，水解温度40～50℃，水解时间20～40min，制成水解物料；所述的生物质还原剂为杨木或秸秆，硫酸溶液的质量浓度为70～80％，硫酸溶液和生物质还原剂的质量比为1～2；
(2)将水解物料溶于水中，再放入难浸钴矿进行浸出，浸出温度60～80℃，浸出时间2～5h，获得浸出物料；
(3)将浸出物料固液分离，获得含钴浸出液。
上述的难浸钴矿选用氧化铜钴矿或高锰氧化钴矿，粒度-200目。
上述的含钴浸出液中Co的浓度为4.15～8.94g/L。
上述的步骤(2)中，水与水解物料的液固比为3～6L/kg，水解物料与难浸钴矿的质量比为0.2～0.5。
上述方法的钴浸出率≥97％。
上述方法种，当难浸钴矿为氧化铜钴矿时，铜的浸出率≥92％。
上述方法种，当难浸钴矿为高锰氧化钴矿时，锰的锰浸出率≥98％。
本发明的原理是：生物质还原剂在硫酸水解后产生还原性糖，在整个浸出流程中水解反应一直进行，因而浸出过程中还原剂一直存在并持续还原；而常规还原剂亚硫酸钠还原过程中不仅仅与矿物反应，还会与酸反应产生二氧化硫气体，还原剂利用率不高；二氧化硫还原剂需要先进入液体产生亚硫酸根才能起到还原作用，而且一部分气体会直接不参与反应因此还原效果不好，进而反应需要较长的时间；还原性糖与钴(以Co3O4计算)反应的吉布斯自由能比亚硫酸钠和二氧化硫与钴反应的吉布斯自由能要更负(还原性糖吉布斯自由能-1200左右，亚硫酸钠-100左右，二氧化硫-70左右)，反应进行所需温度更低。
本发明方法浸出还原剂原料来源广泛、绿色环保、浸出温度低、浸出时间短；浸出过程中不产生有害气体，降低企业的环境污染，降低生产成本，提高经济效益和产量。
附图说明
图1为本发明的难浸钴矿的浸出方法流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例中的高锰氧化钴矿中，锰以硬锰矿形式存在，硬锰矿中包夹着钴铝铁等金属氧化物；少部分钴以单独的水钴矿存在，大部分的钴被包夹于矿物内部，因此难以浸出。
本发明实施例中采用的杨木或秸秆为市购产品。
本发明实施例中获得的含钴浸出液采用常规工艺提取钴。
本发明实施例中采用的高锰氧化钴矿按质量百分比含SiO2 56.50％，MnO28.15％，Al2O3 7.65％，Co2O3 4.24％,Fe2O3 5.15％。
本发明实施例中采用的氧化铜钴矿按质量百分比含SiO2 71.83％，MnO2 0.97％，Al2O3 8.56％，Co2O3 2.79％,Fe2O3 3.04％，MgO 3.78％，CuO 0.52％。
本发明实施例中生物质还原剂破碎至粒度-60目。
实施例1
采用的难浸钴矿为磨细至粒度-200目的高锰氧化钴矿；
流程如图1所示；
将生物质还原剂破碎至粒度-60目，然后加入硫酸溶液进行水解，水解温度40℃，水解时间40min，制成水解物料；生物质还原剂为杨木，硫酸溶液的质量浓度为70％，硫酸溶液和生物质还原剂的质量比为1；
将水解物料溶于水中，再放入难浸钴矿进行浸出，浸出温度60℃，浸出时间5h，获得浸出物料；其中水与水解物料的液固比为3L/kg，水解物料与难浸钴矿的质量比为0.5；
将浸出物料固液分离，获得含钴浸出液，含钴浸出液中Co的浓度为5.72g/L，钴浸出率99％，锰的锰浸出率99％；
采用相同难浸钴矿为原料，按传统方式进行浸出进行对比试验；将难浸钴矿与硫酸溶液按液固比3L/kg混合，然后以亚硫酸钠为还原剂，亚硫酸钠的用量为理论用量的1.5倍，浸出温度85℃，时间6h，钴的浸出率为17％，锰的浸出率21％。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
(1)水解温度50℃，水解时间20min；硫酸溶液的质量浓度为75％，硫酸溶液和生物质还原剂的质量比为1.5；
(2)浸出温度70℃，浸出时间3h，获得浸出物料；其中水与水解物料的液固比为4L/kg，水解物料与难浸钴矿的质量比为0.4；
(3)含钴浸出液中Co的浓度为8.59g/L，钴浸出率99％，锰的锰浸出率98％。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
(1)水解温度45℃，水解时间30min；硫酸溶液的质量浓度为80％，硫酸溶液和生物质还原剂的质量比为2；
(2)浸出温度80℃，浸出时间2h，获得浸出物料；其中水与水解物料的液固比为6L/kg，水解物料与难浸钴矿的质量比为0.2；
(3)含钴浸出液中Co的浓度为6.45g/L，钴浸出率99％，锰的锰浸出率99％。
实施例4
方法同实施例1，不同点在于：
(1)采用的难浸钴矿为磨细至粒度-200目的氧化铜钴矿；
(2)水解温度45℃，水解时间20min；生物质还原剂为秸秆，硫酸溶液的质量浓度为75％，硫酸溶液和生物质还原剂的质量比为1.5；
(3)浸出温度65℃，浸出时间4h，获得浸出物料；其中水与水解物料的液固比为5L/kg，水解物料与难浸钴矿的质量比为0.3；
(4)含钴浸出液中Co的浓度为5.82g/L，钴浸出率97％，铜的浸出率92％。
实施例5
方法同实施例1，不同点在于：
(1)采用的难浸钴矿为磨细至粒度-200目的氧化铜钴矿；
(2)水解温度50℃，水解时间20min；生物质还原剂为秸秆，硫酸溶液的质量浓度为80％，硫酸溶液和生物质还原剂的质量比为2；
(3)浸出温度75℃，浸出时间3h，获得浸出物料；其中水与水解物料的液固比为4L/kg，水解物料与难浸钴矿的质量比为0.4；
(4)含钴浸出液中Co的浓度为7.10g/L，钴浸出率97％，铜的浸出率93％。

Claims (7)

1.一种难浸钴矿的浸出方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)将生物质还原剂破碎后加入硫酸溶液进行水解，水解温度40～50℃，水解时间20～40min，制成水解物料；所述的生物质还原剂为杨木或秸秆，硫酸溶液的质量浓度为70～80％，硫酸溶液和生物质还原剂的质量比为1～2；
(2)将水解物料溶于水中，再放入难浸钴矿进行浸出，浸出温度60～80℃，浸出时间2～5h，获得浸出物料；
(3)将浸出物料固液分离，获得含钴浸出液。
2.根据权利要求1所述的一种难浸钴矿的浸出方法，其特征在于所述的难浸钴矿选用氧化铜钴矿或高锰氧化钴矿，粒度-200目。
3.根据权利要求1所述的一种难浸钴矿的浸出方法，其特征在于所述的含钴浸出液中Co的浓度为4.15～8.94g/L。
4.根据权利要求1所述的一种难浸钴矿的浸出方法，其特征在于步骤(2)中，水与水解物料的液固比为3～6L/kg，水解物料与难浸钴矿的质量比为0.2～0.5。
5.根据权利要求1所述的一种难浸钴矿的浸出方法，其特征在于钴浸出率≥97％。
6.根据权利要求1所述的一种难浸钴矿的浸出方法，其特征在于当难浸钴矿为氧化铜钴矿时，铜的浸出率≥92％。
7.根据权利要求1所述的一种难浸钴矿的浸出方法，其特征在于当难浸钴矿为高锰氧化钴矿时，锰的锰浸出率≥98％。
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