CN111961850A

CN111961850A - 一种铜钴矿的处理方法

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Publication number: CN111961850A
Application number: CN202010957812.0A
Authority: CN
Inventors: 张京善
Original assignee: Changsha Haichuang Jinyuan Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Changsha Haichuang Jinyuan Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2040-09-11
Also published as: CN111961850B

Abstract

本发明属于湿法冶炼技术领域，具体提出了一种铜钴矿的处理工艺。该处理工艺在预浸出铜钴矿后，浸出液用作溶剂萃取法回收酸系统的反萃剂；回收得到的硫酸溶液用来预浸出铜钴矿，如此循环往复。还可以用堆浸替代铜钴矿预浸出，回收得到的硫酸溶液返回堆浸，利用堆浸蒸发膨胀水，再补加新水作为溶剂萃取法回收酸系统的反萃剂。本发明工艺简单，可以大幅降低硫酸损失和石灰石/石灰等碱性物质消耗，不引起系统水膨胀，无外排废水，可实现循环的工艺流程。

Description

一种铜钴矿的处理方法

技术领域

本发明涉及湿法冶炼技术领域，具体涉及一种铜钴矿的处理方法。

背景技术

铜钴伴生矿提取铜、钴过程中，为降低铜的损失，一般从铜萃余液中提取钴。铜萃余液中含有H₂SO₄和Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Al³⁺等金属离子，为得到满足品质要求的钴产品，一般采用石灰石或石灰中和的方式先去除绝大多数Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Al³⁺等金属离子之后再进行钴的提取。该方法消耗大量石灰石或者石灰，并且硫酸不能被有效回收利用。在石灰石、石灰和硫酸价格高的地区，碱性中和剂和硫酸的消耗成为钴生产的主要成本。

铜萃余液回收硫酸是减少硫酸损失和降低碱性中和剂消耗的有效措施。硫酸回收主要有膜处理和萃取法，膜处理投资大，成本高，不适合大量萃余液的处理；萃取法处理量大，产品纯度高，但产品硫酸的含量仍然低于铜萃余液里的硫酸含量。这两种方法得到的含硫酸溶液如果返回体系中，会导致水膨胀，增加外排废水处理成本，故都没有得到推广应用。石灰石或石灰中和法仍然大规模应用在废酸处理过程中。

发明内容

针对现有技术中硫酸损失，石灰石或石灰等碱性物质消耗量大等问题，本发明提供一种能够降低从铜钴矿石中生产钴产品成本的关键技术，可以大幅降低硫酸损失和石灰石/石灰等碱性物质消耗。

本发明的解决方案是这样实现的：

本发明提供一种铜钴矿的处理方法，包括以下具体步骤：

步骤S1，预浸出铜钴矿，得到浸出渣A和浸出液B；浸出液B为中性或弱碱性的溶液；

步骤S2，含硫酸的铜萃余液经萃取后，得到含硫酸的待反萃液C；

步骤S3，用浸出液B处理待反萃液C，得到含稀硫酸的溶液D；

步骤S4，溶液D经除油后，返回步骤S1预浸出铜钴矿。

萃取回收的H₂SO₄溶液如果直接返回浸出系统，会引起水膨胀。

在铜钴矿的搅拌浸出前增加预浸出工序，萃取回收的含酸溶液用来预浸出铜钴矿，铜钴矿中的碱性耗酸物质会中和回收的酸。因为回收的酸量总小于铜钴矿中碱性物质的耗酸量，所以预浸出后，固液分离得到的溶液的pH接近中性或者弱碱性。固液分离后预浸出溶液返回萃取回收酸系统作反萃酸的反萃剂；预浸出之后的铜钴矿继续去浸出工序浸出铜、钴。

进一步地，步骤S4中，用堆浸替代铜钴矿预浸出。

利用堆浸铜钴矿来消耗萃取回收的酸，同时利用堆浸蒸发量大的特点可以消除膨胀水。

进一步地，根据堆浸的水蒸发量，补充新水作为萃取回收酸系统的反萃剂。

进一步地，步骤S2中，萃取硫酸的萃取剂，由胺类萃取剂和中性含氧萃取剂组成。

进一步地，步骤S2中，萃取剂在萃取硫酸时，以醇类或者氯仿类试剂作为相调节剂，以航空煤油、260#溶剂油或者Escaid100等溶剂油作为稀释剂，其中萃取剂的总浓度为1-80％(v/v)，相调节剂的浓度为1-50％(v/v)，稀释剂的浓度为10-98％(v/v)。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)可以大幅降低硫酸损失和石灰石/石灰等碱性物质消耗；

(2)不引起系统水膨胀，无外排工艺废水；

(3)可实现循环的工艺流程，且工艺流程简单，便于现有工艺流程的改造。

附图说明

图1为本发明的工艺流程之一的图。

图2为本发明的工艺流程之二的图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1：

某铜钴矿湿法冶炼厂硫酸回收和降低石灰消耗试验。

铜钴伴生矿，低铜萃余液作为钴系统原料生产粗制氢氧化钴，除铁工序消耗大量石灰。低铜萃余液成分如表1所示：

表1 低铜萃余液成分

名称	Cu(g/L)	Co(g/L)	Fe(g/L)	Mn(g/L)	H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>(g/L)	流量(m<sup>3</sup>/d)
							低铜萃余液	0.12	4.32	3.21	2.75	18.50	8500

除铁工序首先要中和游离的硫酸，不仅增加了石灰消耗，而且硫酸不能回收利用。石灰消耗量为25kg/m³低铜萃余液，其中用于中和硫酸的石灰超过总消耗量的42％。

本实施例采用如图1所示的工艺流程图。

试验方案：采用溶剂萃取法回收低铜萃余液中的大部分硫酸、含酸溶液用于预浸出铜钴矿，然后固液分离。分离得到的溶液用于反萃硫酸，铜钴矿继续进入浸出工序。低铜萃余液流量为100L/h。

铜萃余液萃取工艺：萃取剂(胺类萃取剂和中性含氧萃取剂)的总浓度为14％(v/v)，醇类相调节剂的浓度为23％(v/v)，260#溶剂油浓度为63％(v/v)，萃取段级数为8级，萃取流比为1，萃取为常温。

硫酸反萃工艺：反萃剂为预浸出铜钴矿固液分离后的溶液，反萃段级数为6级，反萃流比为1，反萃温度为常温。

铜钴矿预浸出：铜钴矿吨铜耗酸120kg，铜钴矿水溶液pH值为8.2。试验矿量80kg。

试验过程：首先按照低铜萃余液成分配置待萃取料液800L；按照100L/h流量在串联逆流萃取槽中进行萃取与反萃，经过8级萃取、6级反萃，大部分硫酸进入反萃液中；用200L反萃液在搅拌槽中与40kg铜、钴矿充分混合1.5h，然后进行固液过滤分离，上清液返回萃取作为反萃剂；再重复两次上述试验。

试验结果：三次试验均取得了预想的效果，结果如表2所示。

表2 试验结果

从试验结果可以看出，酸的萃取回收率大于95％；通过控制合适的预浸出矿量，回收的酸可以与矿物中的碱性物质发生反应，而铜离子几乎没有被浸出；预浸出后液可以作为反萃剂使用。

实施例2：

某铜钴矿湿法冶炼厂硫酸回收、降低石灰消耗和低品位铜矿堆浸试验。

铜钴伴生矿，分为搅拌浸出和堆浸。搅拌浸出处理高铜低钴(Cu大于1.5％，Co＞0.2％)矿石，产品为阴极铜和粗制氢氧化钴，低铜萃余液作为钴系统原料生产粗制氢氧化钴；堆浸处理低铜低钴(Cu＜1.5％，Co＜0.2％)矿石，产品为阴极铜，不产出粗制氢氧化钴。低铜萃余液成分如表3所示：

表3 低铜萃余液成分

名称	Cu(g/L)	Co(g/L)	Fe(g/L)	Mn(g/L)	H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>(g/L)	流量(m<sup>3</sup>/d)
							低铜萃余液	0.14	2.25	3.41	2.05	13.50	2500

除铁工序首先要中和游离的硫酸，不仅增加了石灰消耗，而且硫酸不能回收利用。石灰消耗量为23kg/m³低铜萃余液，其中用于中和硫酸的石灰超过总消耗量的33％。

本实施例采用如图2所示的工艺流程图。

试验方案：采用溶剂萃取法回收低铜萃余液中的大部分硫酸，含酸溶液用于堆浸；补充新水用于反萃硫酸。低铜萃余液流量为100L/h。

铜萃余液萃取工艺：萃取剂(胺类萃取剂和中性含氧萃取剂)的总浓度为10％(v/v)，醇类相调节剂的浓度为20％(v/v)，260#溶剂油浓度为70％(v/v)，萃取段级数为8级，萃取流比为1，萃取为常温。

硫酸反萃工艺：反萃剂为补充的新水，反萃段级数为6级，反萃流比为1，反萃温度为常温。

堆浸：铜钴矿堆浸场每天蒸发水量为2500-3000m³，吨铜耗酸80-100kg，矿石堆浸量10000t。(实际生产数值)

试验过程：首先按照低铜萃余液成分配置待萃取料液800L；按照100L/h流量在串联逆流萃取槽中进行萃取与反萃，经过8级萃取、6级反萃，大部分硫酸进入反萃液中；堆浸蒸发量为实际生产数值，吨浸耗酸量远大于萃取回收酸系统的回收酸量，故不用做实验；补充新水作为反萃剂；再重复两次上述试验。

试验结果：三次试验均取得了预想的效果，结果如表2所示。

表4 试验结果

名称	H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>萃取率(％)	萃余液游离酸(g/L)	反萃液游离酸(g/L)
				试验1	＞94	0.69	12.7
试验2	＞95	0.60	12.8
				试验3	＞95	0.60	12.78

从试验结果可以看出，酸的萃取回收率可大于95％；当堆浸蒸发量大于反萃液量的时候，反萃流比可适当大于1；反之，可小于1；补充新水作为反萃剂使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种铜钴矿的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，预浸出铜钴矿，得到浸出渣A和浸出液B；

步骤S3，用浸出液B处理待反萃液Ｃ，得到含稀硫酸的溶液D；

步骤S4，溶液D经除油后，返回步骤S1预浸出铜钴矿。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S2中，萃取硫酸的萃取剂，由胺类萃取剂和中性含氧萃取剂组成。

3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，步骤S2中，萃取剂萃取硫酸时，以醇类试剂作为相调节剂，以航空煤油、260#溶剂油或者Escaid100作为稀释剂。

4.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，萃取剂的总浓度为1-80%（v/v），相调节剂的浓度为1-50%（v/v），稀释剂的浓度为10-98%（v/v）。

5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤S４中，溶液D经除油后，用于堆浸铜钴矿。

6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，

根据堆浸的水蒸发量，补充新水作为萃取回收酸系统的反萃剂。