CN110512075B - 一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法 - Google Patents

一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法。首先将原料氯化锰和硫化钠加入反应容器中进行反应，反应后经处理得到非晶态‑γMnS；常温下调节硫酸钴锰溶液的pH值为0.5～1.5；然后加入制备的非晶态‑γMnS进行搅拌反应；反应结束后，检测溶液中镉离子的含量，使其含量降至0.002g/L以下。本发明在深度除镉的过程不需要硫化氢气体的制备和储存，减少了压力容器及有毒气体的泄露风险，整个工序安全环保。通过本发明能够使硫酸钴锰混和液中的Cd离子含量降至0.002g/L以下。

Description

一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法
技术领域：
本发明属于混合溶液除杂方法的技术领域，特别是涉及一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法。
背景技术：
湿法炼锌过程中净化工序产出的钴渣，经过镉回收除镉，钴回收富集产出钴精矿。钴精矿直接销售计价系数较低，可进一步深加工成价值较高的纯净硫酸钴、锰溶液，纯净的钴锰混合溶液可用于三元电池的正极材料制作，其对杂质离子含量要求较高，其中溶液镉含量要求≤0.002g/L；
目前，常规的除镉净化工艺主要有以下几种方法：
1)锌粉置换法：
锌粉置换法通过加入锌粉与浸出液中的CdSO4发生置换反应，将镉离子转化成单质镉形成沉淀，再经过过滤、除去。该方法会引入锌离子，增加溶液中的锌含量，为后续的除锌增加难度及成本，同时锌粉置换，难以将镉含量降低至 0.002g/L以下，不能达到深度除镉的效果。
2)萃取法：
常用的除镉萃取剂为N235，该萃取剂为碱性萃取剂，萃取前需，需提前用盐酸将溶液中的镉离子转化成阴离子，该方法将引入杂质氯离子，同时萃取流程长、成本高、操作难度大。
3)硫化氢法：
常规的硫化氢法，需提前制取硫化氢气体，将硫化氢通入溶液进行硫化除镉，该方法存在的问题为硫化氢有毒且对密闭存储容器要求较高，存在安全隐患，而且操作难度系数大。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是：根据现有除镉净化工艺中存在的不足之处，本发明提供一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的新方法。本发明通过自己造渣，控制硫酸钴锰混溶液的pH值，将溶液中的Cd离子含量将至0.002g/L以下，同时不引入新的杂质，达到深度净化除镉的目的。
为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，所述除镉方法包括以下步骤：
a、非晶态-γMnS的制备：将原料氯化锰和硫化钠加入反应容器中进行反应，待反应结束后，将所得反应产物进行过滤，然后用除盐水对滤渣进行洗涤，洗涤后得到纯净的非晶态-γMnS；
b、在常温条件下，调整硫酸钴锰溶液的pH值为0.5～1.5；
c、向步骤b调整后所得硫酸钴锰溶液中加入步骤a得到的非晶态-γMnS，加入后进行搅拌反应，反应温度是常温，反应时间为1～2h；
d、搅拌反应结束后，检测溶液中镉离子的含量，使其含量降至0.002g/L以下。
根据上述的硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，步骤a中所述原料氯化锰和硫化钠之间加入量的摩尔比为1:1。
根据上述的硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，步骤a中所述反应过程中反应温度为常温，反应时间为0.5～1h(优选0.5h)。
根据上述的硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，步骤b中硫酸钴锰溶液采用硫酸来调整其pH值至0.5～1.5。
根据上述的硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，步骤c中所述非晶态-γ MnS的加入量为硫酸钴锰溶液中Cd2+物质的量的9～15倍。
根据上述的硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，所述硫酸钴锰混合液为锌冶炼系统钴回收工序产物钴精矿的浸出液(经过净化处理后，得到纯净的硫酸钴锰混合液可通过一定的配比直接用于三元前躯体材料的合成)。
本发明的积极有益效果：
1、本发明通过自主合成造渣，控制反应前硫酸钴锰混溶液的pH值，在不引入新的杂质情况下，将溶液中的Cd离子含量降至0.002g/L以下。
2、本发明工艺简单、生产成本低、设备投资少。
3、本发明在深度除镉的过程不需要硫化氢气体的制备和储存，减少了压力容器及有毒气体的泄露风险，整个工序安全环保。
综上所述，本发明具有显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式：
以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明技术方案保护的范围。
本发明硫酸钴锰混合液为锌冶炼系统钴回收工序产物钴精矿的浸出液，经过净化处理后，得到纯净的硫酸钴锰混合液，可通过一定的配比直接用于三元前躯体材料的合成。
实施例1：
本发明硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，该除镉方法的详细步骤如下：
a、非晶态-γMnS的制备：将原料氯化锰和硫化钠按照摩尔比1:1的比例加入反应容器中进行反应，反应温度为常温，反应时间为0.5h；待反应结束后，将所得反应产物进行过滤，然后用除盐水对滤渣进行洗涤，洗涤后得到纯净的非晶态-γMnS；
b、在常温条件下，采用硫酸调整硫酸钴锰溶液的pH值为1.5；
c、向步骤b调整后所得硫酸钴锰溶液中加入步骤a得到的非晶态-γMnS，非晶态-γMnS的加入量为硫酸钴锰溶液中Cd2+物质的量的12倍，加入后进行搅拌反应，反应温度是常温，反应时间为1.5h；
d、搅拌反应结束后，检测溶液中镉离子的含量，由除镉前的1.26g/L降至0.0012g/L。
实施例2：
本发明硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，该除镉方法的详细步骤如下：
a、非晶态-γMnS的制备：将原料氯化锰和硫化钠按照摩尔比1:1的比例加入反应容器中进行反应，反应温度为常温，反应时间为0.5h；待反应结束后，将所得反应产物进行过滤，然后用除盐水对滤渣进行洗涤，洗涤后得到纯净的非晶态-γMnS；
b、在常温条件下，采用硫酸调整硫酸钴锰溶液的pH值为1.0；
c、向步骤b调整后所得硫酸钴锰溶液中加入步骤a得到的非晶态-γMnS，非晶态-γMnS的加入量为硫酸钴锰溶液中Cd2+物质的量的10倍，加入后进行搅拌反应，反应温度是常温，反应时间为1.0h；
d、搅拌反应结束后，检测溶液中镉离子的含量，由除镉前的1.21g/L降至0.00092g/L。
实施例3：
本发明硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，该除镉方法的详细步骤如下：
a、非晶态-γMnS的制备：将原料氯化锰和硫化钠按照摩尔比1:1的比例加入反应容器中进行反应，反应温度为常温，反应时间为1.0h；待反应结束后，将所得反应产物进行过滤，然后用除盐水对滤渣进行洗涤，洗涤后得到纯净的非晶态-γMnS；
b、在常温条件下，采用硫酸调整硫酸钴锰溶液的pH值为1.5；
c、向步骤b调整后所得硫酸钴锰溶液中加入步骤a得到的非晶态-γMnS，非晶态-γMnS的加入量为硫酸钴锰溶液中Cd2+物质的量的15倍，加入后进行搅拌反应，反应温度是常温，反应时间为1.0h；
d、搅拌反应结束后，检测溶液中镉离子的含量，由除镉前的0.56g/L降至0.0014g/L。
实施例4：
本发明硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，该除镉方法的详细步骤如下：
a、非晶态-γMnS的制备：将原料氯化锰和硫化钠按照摩尔比1:1的比例加入反应容器中进行反应，反应温度为常温，反应时间为0.8h；待反应结束后，将所得反应产物进行过滤，然后用除盐水对滤渣进行洗涤，洗涤后得到纯净的非晶态-γMnS；
b、在常温条件下，采用硫酸调整硫酸钴锰溶液的pH值为0.5；
c、向步骤b调整后所得硫酸钴锰溶液中加入步骤a得到的非晶态-γMnS，非晶态-γMnS的加入量为硫酸钴锰溶液中Cd2+物质的量的9倍，加入后进行搅拌反应，反应温度是常温，反应时间为1.5h；
d、搅拌反应结束后，检测溶液中镉离子的含量，由除镉前的3.82g/L降至0.0018g/L。
实施例5：
本发明硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，该除镉方法的详细步骤如下：
a、非晶态-γMnS的制备：将原料氯化锰和硫化钠按照摩尔比1:1的比例加入反应容器中进行反应，反应温度为常温，反应时间为0.5h；待反应结束后，将所得反应产物进行过滤，然后用除盐水对滤渣进行洗涤，洗涤后得到纯净的非晶态-γMnS；
b、在常温条件下，采用硫酸调整硫酸钴锰溶液的pH值为1.0；
c、向步骤b调整后所得硫酸钴锰溶液中加入步骤a得到的非晶态-γMnS，非晶态-γMnS的加入量为硫酸钴锰溶液中Cd2+物质的量的13倍，加入后进行搅拌反应，反应温度是常温，反应时间为1.5h；
d、搅拌反应结束后，检测溶液中镉离子的含量，由除镉前的0.88g/L降至0.0013g/L。

Claims (2)

1.一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，其特征在于，所述除镉方法包括以下步骤：
a、非晶态-γMnS的制备：将原料氯化锰和硫化钠加入反应容器中进行反应，反应温度为常温，反应时间为0.5～1h；待反应结束后，将所得反应产物进行过滤，然后用除盐水对滤渣进行洗涤，洗涤后得到纯净的非晶态-γMnS；
所述原料氯化锰和硫化钠之间加入量的摩尔比为1：1；
b、在常温条件下，采用硫酸调整硫酸钴锰溶液的pH值为0.5～1.5；
c、向步骤b调整后所得硫酸钴锰溶液中加入步骤a得到的非晶态-γMnS，加入后进行搅拌反应，反应温度是常温，反应时间为1～2h；
所述非晶态-γMnS的加入量为硫酸钴锰溶液中Cd2+物质的量的9～15倍；
d、搅拌反应结束后，检测溶液中镉离子的含量，使其含量降至0.002g/L以下。
2.根据权利要求1所述的硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法，其特征在于：所述硫酸钴锰混合液为锌冶炼系统钴回收工序产物钴精矿的浸出液。
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