CN113265548B - 一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法 - Google Patents

一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钴金属富集回收技术领域，公开了一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将除钴剂钴渣与160‑200g/L的硫酸溶液按照液固比5:1的比例混合；(2)反应4‑5h后进行过滤操作，对所得上清液进行检测分析，所得滤渣进行抽滤得到尾渣，备用；(3)将所得尾渣在酸度为25‑30g/L的硫酸溶液中再次微浸出，过滤后得到水洗渣，对水洗渣取样进行检测分析，即可。本发明通过对除钴剂钴渣的处理得到了含锌低、含钴高的富钴渣。

Description

一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法
技术领域
本发明涉及钴金属富集回收技术领域，更具体的说是涉及一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法。
背景技术
目前，全球锌消费量每年超过1300万吨，预计未来全球锌需求仍将持续增长。然而，随着锌消费量的增加，原生锌资源的储量和品位正在下降，同时，大量冶炼废渣的排放和积累导致了严重的资源浪费和突出的环境问题。因此，从资源利用和环境保护方面来说，作为二次资源的、含锌量高的冶炼废渣必须经过进一步的加工和再循环，以促进未来锌工业的可持续发展。
钴是锌冶炼中的伴生产物，钴广泛应用于各种产品和工艺阵列，如航空，航天，电子，电池和合金等。在我国钴的消费量急剧增加，但我国大型钴矿资源不多，且品位普遍较低，国内钴生产量已远远不能满足需求。相比之下，一些废渣中的钴含量相当高。另外，钴金属离子可引起人类神经元毒理学紊乱，遗传毒性和癌症，它在环境中的存在也是一个重要的问题。这些特性使得从炼锌渣中分离回收钴与锌具有同样的重要性。
新型除钴剂，厂家未透漏具体组成成分，据资料显示除钴剂是由二甲基二硫代氨基甲酸盐和含有亚硝酸盐的活化剂组成，该除钴剂应用于锌冶炼净化工序中进行除钴，钴的去除率高达99.7％以上，即近似可以将钴完全除净，使溶液中的钴浓度完全达到锌电解的要求，同时具有极高的选择性，不会除掉溶液中起保护电解作用的锰离子。但是新型除钴剂的钴渣存在以下：新型除钴剂钴渣含锌较高，可达到35％，含钴较低，平均0.8％，对于如何降低新型除钴剂钴渣中含锌量，及如何提高新型除钴剂钴渣含钴是湿法炼锌的一大难题。
因此，如何提供一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法，通过对除钴剂钴渣的处理得到含锌低、含钴高的富钴渣。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法，包括以下步骤：
(1)将除钴剂钴渣与160-200g/L的硫酸溶液按照液固比5:1的比例混合；
(2)反应4-5h后进行过滤操作，对所得上清液进行检测分析，所得滤渣进行抽滤得到尾渣，备用；
(3)将所得尾渣在酸度为25-30g/L的硫酸溶液中再次微浸出，过滤后得到水洗渣，对水洗渣取样进行检测分析，即可，其中再次微浸出处理可以使钴渣中的锌镉等杂质充分反应，使钴渣含钴更高。
优选的，在上述一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法中，步骤(1)中混合前将硫酸溶液升温至60-80℃。
优选的，在上述一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法中，步骤(1)中所述硫酸溶液由电解废液通过硫酸调整酸度得到。
优选的，在上述一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法中，步骤(1)中所述硫酸溶液由硫酸和水混合后调整酸度得到。
优选的，在上述一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法中，步骤(3)中所述微浸出反应的温度为70-75℃，时间为2-3h。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法，具有以下有益效果：
通过本发明的富集回收方法，可以使的新型除钴剂钴渣中含锌量降到2-3％，新型除钴剂钴渣中含钴量提高到12％以上，为钴渣的销售和锌金属的回收均带来巨大收益，并且可以实现对电解废液的有效利用，降低生产处理成本，减少污染物的排放。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明是一种新型除钴剂钴渣的富集回收方法，目的在于如何处理除钴剂钴渣而得到含锌低、含钴高的的富钴渣。本发明从酸度、温度、液固比等方面确定了除钴剂钴渣的最佳浸出点。
实施例1
一种新型除钴剂的钴渣成分含量参见表1：
表1钴渣成分含量
除Co渣成分 Zn Co H<sub>2</sub>O Cd Ni Cu Fe
含量％ 27.24 1.86 54.7 1.22 0.068 0.029 1.55
对上述除钴剂钴渣中的钴进行富集回收，方法步骤如下：
(1)配置酸度为160g/L的硫酸溶液，升温至60-65℃；
(2)将硫酸溶液与新型除钴剂钴渣按液固比5:1的比例混合，具体取新型除钴剂钴渣200g，加入到调制好的硫酸溶液1000ml中；注意钴渣在加入时应缓慢分次加入，且由于此步骤反应较为剧烈，因此先调酸升温然后加入钴渣；
(3)完成上述操作后，再次调酸至180-200g/L，且30min内酸度不变，反应4-5h后过滤得到上清液，对上清液进行检测分析，结果参见表2，滤渣抽滤保留，备用；此次处理得到滤渣即尾渣23g；
表2上清液检测分析结果
Figure BDA0003031722090000041
(4)将所得23g尾渣在酸度25-30g/L的硫酸溶液中再次微浸出，控制反应时间2-3h，温度控制在70-75℃，过滤后得到水洗渣22g。
对水洗渣的渣样分析参见表3：
表3水洗渣渣样分析结果
水洗渣成分 Zn Cd Co Fe H<sub>2</sub>O
含量％ 2.29 0.015 12.07 0.12 55.19
实施例2
一种新型除钴剂的钴渣成分含量参见表4：
表4钴渣成分含量
除Co渣成分 Zn Co H<sub>2</sub>O Cd Ni Cu Fe
含量％ 34.5 0.84 34.5 1.5 0.12 0.036 2.3
对上述除钴剂钴渣中的钴进行富集回收，方法步骤如下：
(1)取1000ml电解废液加入硫酸调酸至198g/L，然后升温到75-80℃，其中电解废液含酸163.26g/L，含锌60.07g/L；
(2)取新型除钴剂钴渣200g按液固比5:1的比例缓慢加入经过步骤(1)处理的电解废液中；
(3)完成上述操作后，反应4-5h后过滤得到上清液，对上清液进行检测分析，结果参见表5，滤渣抽滤保留，备用；此次处理得到滤渣即尾渣26g；
表5上清液检测分析结果
Figure BDA0003031722090000051
(4)将所得26g尾渣在酸度为25-30g/L的硫酸溶液中再次微浸出，控制反应时间2-3h，温度控制在72-75℃，过滤后得到水洗渣24g。
对水洗渣的渣样分析参见表6：
表6水洗渣渣样分析结果
水洗渣成分 Zn Cd Co Fe H<sub>2</sub>O
含量％ 2.31 0.027 13.5 0.26 60.45
本发明针对微浸出反应过程硫酸溶液的酸度以及微浸出反应温度进行了相关实验以确定最佳取值范围。
(1)硫酸溶液酸度的影响
钴渣水洗操作(尾渣的制备方法同实施例2的步骤(1)-步骤(3))。
试验组1：在1000ml烧杯中放入500ml酸度22.0g/l的硫酸溶液，再放入尾渣50g微浸出,升温至70℃，反应2-3h；
试验组2：在1000ml烧杯中放入500ml酸度20.5g/l的硫酸溶液，再放入尾渣50g微浸出,升温至70℃，反应2-3h；
试验组3：在1000ml烧杯中放入500ml酸度23.3g/l的硫酸溶液，再放入尾渣50g微浸出,升温至70℃，反应2-3h；
试验组4：在1000ml烧杯中放入500ml酸度27.6g/l的硫酸溶液，再放入尾渣50g微浸出,升温至70℃，反应2-3h；
实验组5；在1000ml烧杯中放入500ml酸度35g/l的硫酸溶液，再放入尾渣50g微浸出,升温至70℃，反应2-3h；
水洗后液、钴渣分析结果参见表7：
表7分析结果
试验组 水洗酸度(g/l) 后液含镉(mg/l) 渣含钴(％)
1 22 325.5 8.6
2 20.5 556.5 9.3
3 23.3 590.5 10.8
4 27.6 880.6 11.9
5 35 880.7 11.6
(2)微浸出反应温度的影响
尾渣的制备方法同实施例2的步骤(1)-步骤(3)，之后的操作步骤如下：
将所得尾渣在酸度为25-30g/L的硫酸溶液中再次微浸出，控制反应时间2-3h，以反应温度为变量进行试验，过滤后得到水洗渣,对水洗渣进行检测分析，温度的变化情况及检测分析结果参见表8。
表8检测分析结果
Figure BDA0003031722090000061
温度的控制对渣中镉的浸出率有重要的影响，在反应时间不变的情况下，反应温度控制在70℃以上，可以增加镉的浸出率，以达到洗杂效果，最佳温度控制在70℃-75℃。
以上实施例1和实施例2中，实施例1是使用生产水、硫酸为溶剂和除钴剂钴渣反应，实施例2是使用废电解液、硫酸作为溶剂和除钴剂钴渣反应，由实验结果可知，两种方法浸出钴渣的品位和含锌量基本相同，结合实际生产考虑，在生产上选择废电解液和除钴剂钴渣反应可以保证经济效益、环境效益最大化，水洗的最佳控制条件是初始酸度25-30g/l，温度控制在70-75℃，时间控制在2-3h。
另外，在原始钴渣品位增加的情况下，可以适当降低浸出酸度至160g/l左右，反应时间以及温度不变，可以达到预期效果，对生产设备腐蚀性降低。酸度及反应时间不变的情况下，适当升高浸出温度，可以有效破坏有机物与锌、镉等其他金属元素的螯合键，使钴元素有效的富集到渣中。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将除钴剂钴渣与160-200g/L的硫酸溶液按照液固比5:1的比例混合；
(2)反应4-5h后进行过滤操作，对所得上清液进行检测分析，所得滤渣进行抽滤得到尾渣，备用；
(3)将所得尾渣在酸度为25-30g/L的硫酸溶液中再次微浸出，过滤后得到水洗渣，对水洗渣取样进行检测分析，即可；
步骤(1)中混合前将硫酸溶液升温至60-80℃；
步骤(3)中所述微浸出反应的温度为70-75℃，时间为2-3h。
2.根据权利要求1所述的一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法，其特征在于，所述硫酸溶液由电解废液通过硫酸调整酸度得到。
3.根据权利要求1所述的一种除钴剂钴渣中钴的富集回收方法，其特征在于，所述硫酸溶液由硫酸和水混合后调整酸度得到。
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