CN110578056B - 一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法 - Google Patents

一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及资源回收领域，特别涉及一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法。本发明的处理方法，包括以下步骤：(1)将所述废渣进行酸浸处理，过滤得到滤液A和滤渣A；(2)将所述滤液A与硫酸钠混合均匀，80‑85℃反应3‑5小时，过滤得到滤液B和滤渣B；(3)将所述滤液B的pH值调节至3‑4，加入萃取剂进行萃取，得到反萃液及萃余液；(4)将所述萃余液的pH值调节至8‑10，加入氨基磺酸钠，20‑30℃反应1‑3小时，收集固体产物；焙烧所述固体产物得到氨基磺酸钴。本发明能够有效实现含钴的有色金属冶炼废渣资源的减量化、资源化、无害化。

Description

一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法
技术领域
本发明涉及资源回收领域，特别涉及一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法。
背景技术
我国是有色金属生产大国，据统计，我国有色冶金废渣的堆放量已达7438×104吨，占地865×104m2，而且还在以年排放量约920×104吨的速度逐年增加。我国有色冶金废渣的处理主要以露天堆放为主，综合利用率较低，平均利用率仅为45％。如此多的有色冶金废渣的堆放给我国带来了占用土地、污染土壤、污染水体等一系列的社会问题。然而，废渣并不是完全没用的物质，而是在一定时间和地点被丢弃的物质，是放错地方的资源。
有色金属冶炼废渣含有大量未被利用的各种元素，如果我们能很好地把这些有色金属冶炼废渣加以利用，使其资源化、无害化，变废为宝，那么对减少废渣占地和改善环境、节约资源及对企业可持续发展都具有现实意义。目前，对于有色金属冶炼废渣的处理与处置，遵循的原则主要是减量化、资源化、无害化。有色金属冶炼废渣类型较多，而含钴的有色金属冶炼废渣属于其中之一，不同类型废渣的处理方法和利用途径也不尽相同。然而，目前对于有色金属冶炼废渣的处理不能有效将钴元素与其他元素回收利用，对于有毒有害元素也不能有效处理，因此不能实现废渣资源的减量化、资源化、无害化。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法。本发明是一种工艺简单，高效回收有价金属的方法，通过对钴元素以及其他有价元素的回收利用、有毒有害元素的去除，实现废渣资源的减量化、资源化、无害化。
本发明采用以下技术方案：
一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，包括以下步骤：
(1)将所述废渣进行酸浸处理，过滤得到滤液A和滤渣A；
(2)将所述滤液A与硫酸钠混合均匀，80-85℃反应3-5小时，过滤得到滤液B和滤渣B；
(3)将所述滤液B的pH值调节至3-4，加入萃取剂进行萃取，得到反萃液及萃余液；
(4)将所述萃余液的pH值调节至8-10，加入氨基磺酸钠，20-30℃反应1-3小时，收集固体产物；焙烧所述固体产物得到氨基磺酸钴。
本发明中，废渣主要的元素为钴，并且含有钙、硅、锰、镉、铅、砷和铜等其他元素。
优选地，在酸浸处理前，对所述废渣进行研磨。
进一步优选地，将所述废渣研磨至0.08-0.1mm。
优选地，所述酸浸处理为所述废渣与盐酸混合均匀，60-70℃反应2-5小时；所述废渣与盐酸的比例为2-3g：1mL，盐酸浓度为2-3mol/L。
本发明中，利用盐酸进行酸浸，可以提高废渣中金属的浸出率。原废渣中含有的不溶物例如硫酸钙、二氧化硅等通过过滤形成了滤渣A，可用于建筑材料。
优选地，所述硫酸钠与所述废渣重量比为1：50-100。
在步骤(2)中，滤液A与一定量的硫酸钠加热反应，会形成黄色沉淀，黄色沉淀主要是镉、铅、砷等有毒有害元素的混合物。本发明能有效将有色金属冶炼废渣中的有毒有害元素去除。通过将废渣中的有毒有害元素去除，达到危废减量化，从而进一步利用废渣，大大降低了成本。
优选地，所述萃取剂为P204。本发明中使用的P204为二(2-乙基己基)磷酸酯。利用萃取剂P204将锰、铜从滤液B中萃取出来，得到锰、铜萃取液。
优选地，还包括对所述反萃液作以下处理：将所述反萃液的pH值调节至4-5，加入锰粉，50-70℃反应0.5-3小时，过滤得到硫酸锰滤液和铜滤渣。
进一步优选地，所述锰粉与所述废渣重量比为0.05-0.15：1。
优选地，利用氨水对所述萃余液的pH值进行调节。
优选地，所述氨基磺酸钠与所述废渣的重量比为0.05-0.6：1。利用氨基磺酸钠与含钴的萃余液反应，可以制备得到纯度较高的氨基磺酸钴，并且解决现有因氨基磺酸钴制备而导致的钠离子、硫酸根离子过量残留的问题。
优选地，通过过滤、洗涤3-4次收集固体产物。
优选地，焙烧在130-150℃进行。
本发明的有益效果：
(1)本发明是一种工艺简单，高效回收有价金属的方法，能将含钴的有色金属冶炼废渣中的钴元素回收，制备为氨基磺酸钴，提高了现有技术中制备的氨基磺酸钴的纯度；
(2)其他有价元素如钙、锰、铜元素也能被有效回收，转为工业原料再利用；
(3)有毒有害元素如镉、铅、砷等从废渣中去除，减量至初始量的2％；
(4)本发明有效实现了有色金属冶炼废渣的减量化、资源化、无害化。
具体实施方式
下面通过具体实施方式详细说明本发明。
实施例1
一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，包括以下步骤：
(1)将200g废渣研磨至粒径为0.08-0.1mm；将废渣与100mL的3mol/L的盐酸混合均匀，60℃反应2小时，过滤得到滤液A和滤渣A；
(2)将滤液A与2g硫酸钠混合均匀，80℃反应4小时，过滤得到滤液B和滤渣B；
(3)将滤液B的pH值调节至4，加入P204进行萃取，得到反萃液及萃余液；
将所述反萃液的pH值调节至4，加入10g锰粉，50℃反应3小时，过滤得到硫酸锰滤液和铜滤渣。
(4)加入氨水将萃余液的pH值调节至8，加入71g氨基磺酸钠，25℃反应2小时，通过过滤、洗涤3次收集固体产物；130℃焙烧所述固体产物得到氨基磺酸钴。
其中，经过本发明的方法，最终得到6.1g硫酸锰、2.7g铜、62g氨基磺酸钴，钴元素的回收率达到93％，镉、铅、砷等有毒有害元素的去除率达到94％。
实施例2
一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，包括以下步骤：
(1)将200g废渣研磨至粒径为0.08-0.1mm；将所述废渣与100mL的3mol/L的盐酸混合均匀，65℃反应2小时，过滤得到滤液A和滤渣A；
(2)将所述滤液A与2.5g硫酸钠混合均匀，85℃反应3小时，过滤得到滤液B和滤渣B；
(3)将滤液B的pH值调节至3，加入P204进行萃取，得到反萃液及萃余液；将所述反萃液的pH值调节至4，加入20g的锰粉，55℃反应1.5小时，过滤得到硫酸锰滤液和铜滤渣。
(4)加入氨水将萃余液的pH值调节至10，加入86g氨基磺酸钠，30℃反应2小时，通过过滤、洗涤3次收集固体产物；150℃焙烧所述固体产物得到氨基磺酸钴。
其中，经过本发明的方法，最终得到6g硫酸锰、2.5g铜、75g氨基磺酸钴，钴元素的回收率达到97％，镉、铅、砷等有毒有害元素的去除率达到99％。
实施例3
一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，包括以下步骤：
(1)将200g废渣研磨至粒径为0.08-0.1mm；将所述废渣与100mL的3mol/L的盐酸混合均匀，65℃反应5小时，过滤得到滤液A和滤渣A；
(2)将滤液A与4g硫酸钠混合均匀，85℃反应5小时，过滤得到滤液B和滤渣B；
(3)将滤液B的pH值调节至4，加入P204进行萃取，得到反萃液及萃余液；将所述反萃液的pH值调节至5，加入30g锰粉，70℃反应1小时，过滤得到硫酸锰滤液和铜滤渣。
(4)加入氨水将萃余液的pH值调节至9，25℃加入120g氨基磺酸钠，反应3小时，通过过滤、洗涤3次收集固体产物；145℃焙烧所述固体产物得到氨基磺酸钴。
其中，经过本发明的方法，最终得到6g硫酸锰、4g铜、110g氨基磺酸钴，钴元素的回收率达到99％，镉、铅、砷等有毒有害元素的去除率达到99％。

Claims (7)

1.一种含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述废渣进行酸浸处理，过滤得到滤液A和滤渣A；
(2)将所述滤液A与硫酸钠混合均匀，80-85℃反应3-5小时，过滤得到滤液B和滤渣B；
(3)将所述滤液B的pH值调节至3-4，加入萃取剂进行萃取，得到反萃液及萃余液；
(4)利用氨水对所述萃余液的pH值进行调节，将所述萃余液的pH值调节至8-10，加入氨基磺酸钠，20-30℃反应1-3小时，收集固体产物；在130-150℃焙烧所述固体产物得到氨基磺酸钴。
2.根据权利要求1所述的含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，其特征在于，所述酸浸处理为所述废渣与盐酸混合均匀，60-70℃反应2-5小时；所述废渣与盐酸的比例为2-3g：1mL，盐酸浓度为2-3mol/L。
3.根据权利要求1所述的含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，其特征在于，所述硫酸钠与所述废渣重量比为1：50-100。
4.根据权利要求1所述的含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，其特征在于，所述萃取剂为P204。
5.根据权利要求1所述的含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，其特征在于，还包括对所述反萃液作以下处理：将所述反萃液的pH值调节至4-5，加入锰粉，50-70℃反应0.5-3小时，过滤得到硫酸锰滤液和铜滤渣。
6.根据权利要求5所述的含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，其特征在于，所述锰粉与所述废渣重量比为0.05-0.15：1。
7.根据权利要求1所述的含钴的有色金属冶炼废渣循环利用的方法，其特征在于，所述氨基磺酸钠与所述废渣的重量比为0.05-0.6：1。
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