CN113512650A - 一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法，包括以下步骤:1）沉淀过滤，2）树脂吸附，3）树脂解析和4）沉钴几个步骤，树脂采用采用深度除镍钴鳌合树脂，解析液为15‑20%硫酸，解析液流速1‑4VB/h。树脂解析后，可直接循环使用，无氢氧化钠等碱洗工序，缩短了树脂吸附‑解析流程，实现了水的循环利用，无废水外排，解决了传统树脂吸附项目废水外排量大的难题。

Description

一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法
技术领域
本发明属于尾矿废液处理技术领域，具体涉及湿法冶炼中产出的含钴较低的废液中富集、回收钴的方法，特别是一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法。
背景技术
目前，全球的氧化铜钴矿资源主要集中在刚果金，其储量约占全球钴矿资源量的52%。经年来，伴随电池行业的发展，大量外企业纷纷在刚果金建设湿法精炼项目处理氧化铜钴矿。氧化铜钴矿湿法精炼项目典型工艺流程为：原料浸出—萃取电积铜—除铁锰—沉钴—沉镁—尾液。
该工艺的主要缺点是：
（1）以某公司为例，年产能为5000万吨钴量的氢氧化钴。尾液直接排放至尾矿坝，其尾液每天流量达到8400m3/d，尾液含钴约为0.2g/l，每年钴损失量约为528吨，尾液中钴损失量大。
（2）由于国外很多项目所在地工业基础薄弱，工业原材料大部分靠进口，水电气供给能力差，国内很多湿法精炼项目的工艺条件和技术参数，在国外无法达到。因此造成国外氧化铜钴矿湿法精炼项目尾液中含钴高，无法回收，导致钴大量流失。
发明内容
本发明提供了一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法，目的在于解决上述技术问题。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法，包括以下步骤:
1）沉淀过滤：在尾矿液中加碱，沉淀尾矿液中的固体颗粒，调节PH至7.0-8.0；采用过滤设备过滤尾矿液，过滤网不大于-200目，滤液备用。调PH除杂，一方面保证树脂吸附使用的条件，另一方将将尾矿液中的铁、铜、铝、镁、锰、钙等干扰元素去除，同时降低钴元素在浸出液中的含量，降低选择性回收成本；通过过滤，可有效控制溶液夹杂的少量固体，防止出现管道和树脂柱出现堵塞现象。
2）树脂吸附：采用深度除镍钴鳌合树脂吸附步骤1）制得的滤液，滤液在树脂中的流速为15-25BV/h，树脂吸附饱和后停止吸附作业；吸附后滤液中的钴离子浓度不超过0.001 g/L，符合工业用水排放标准，将吸附后滤液外排。本步骤采用X型高效树脂，吸附流速达到15-25BV/h，是传统树脂的3-4倍，可有效回收尾液中的钴，钴回收率达到99%。
3）树脂解析：解析液为15-20%硫酸，解析液流速1-4VB/h，使用解析液反洗树脂，得到解析钴液；解析钴液中钴离子浓度为20-50 g/L，解析钴液备用；解析后的树脂返回步骤2）进行吸附作业。树脂解析后，可直接循环使用，无氢氧化钠等碱洗工序，缩短了树脂吸附-解析流程，实现了水的循环利用，无废水外排，解决了传统树脂吸附项目废水外排量大的难题。
4）沉钴：调节步骤3）制得的解析钴液PH至7.0-8.0，加入氧化镁和氢氧化钠加入比例1:1，沉淀时间4-6h，氢氧化钴中钴含量30-50%。采用氧化镁和氢氧化钠混合沉钴，沉钴效率高，渣型好，成本低。产出的氢氧化钴产品，可直接对外销售。
本发明的原理如下：
利用深度除镍钴鳌合树脂对镍钴离子有很强的结合作用，在低酸条件下吸附，高酸条件下实现解吸再生的处理特性（饱和吸附量大约在30—35g/l树脂）。该树脂在浸出液PH值小于3时，树脂上的H离子被镍钴离子选择性取代，而在硫酸浓度达到20%时，树脂上的Ni、CO离子又由于化学平衡的驱动，被H离子取代。通过这种原理可以实现对树脂吸附的钴进行吸附和解析再生。
该方法围绕深度除镍钴树脂的使用最佳条件，放大反应装置，研发了一种对含镍钴元素尾液中镍钴元素进行选择性、高效回收的方法，将含钴浸出液过滤、除杂后达到深度除钴鳌合树脂的使用条件，按工艺条件进行吸附，将饱和树脂使用配置好的15-20%硫酸解析，解析后的树脂可直接循环使用，最后对解析液调PH沉氢氧化钴，完成回收。一方面实现废水零排放，另一方面对钴元素回收。
本发明的有益效果在于：
1.该方法可有效回收氧化铜钴矿湿法精炼项目尾液中的钴，处理前尾液中钴含量为0.2g/l，处理后吸附后液钴含量降低至0.001g/l，钴的回收率达到99%；工艺简单易行，经济效益显著；
2.溶液在树脂中的流速达到了15-25BV/h，是传统树脂的3-4倍；同时解析采用了15-20%低浓度硫酸，比传统树脂解析使用的硫酸浓度低20%；
3.树脂解析后，可直接循环使用，无氢氧化钠等碱洗工序，缩短了树脂吸附-解析流程，实现了水的循环利用，无废水外排，解决了传统树脂吸附项目废水外排量大的难题。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法，尾矿液中钴含量为0.2g/l，包括以下步骤:
1）沉淀过滤：在尾矿液中加碱，沉淀尾矿液中的固体颗粒，调节PH为8.0；采用过滤设备过滤尾矿液，过滤网为-200目，滤液备用；
2）树脂吸附：采用深度除镍钴鳌合树脂吸附步骤1）制得的滤液，滤液在树脂中的流速为25BV/h，树脂吸附饱和后停止吸附作业；吸附后滤液中的钴离子浓度不超过0.001g/L，符合工业用水排放标准，将吸附后滤液外排；
3）树脂解析：解析液为15%硫酸，解析液流速3VB/h，使用解析液反洗树脂，得到解析钴液；解析钴液中钴离子浓度为30 g/L，解析钴液备用；解析后的树脂返回步骤2）进行吸附作业；
4）沉钴：调节步骤3）制得的解析钴液PH至7.0，加入氧化镁和氢氧化钠加入比例1:1，沉淀时间4h，氢氧化钴中钴含量30%。
实施例2
一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法，尾矿液中钴含量为0.2g/l，包括以下步骤:
1）沉淀过滤：在尾矿液中加碱，沉淀尾矿液中的固体颗粒，调节PH为8.0；采用过滤设备过滤尾矿液，过滤网为-200目，滤液备用；
2）树脂吸附：采用深度除镍钴鳌合树脂吸附步骤1）制得的滤液，滤液在树脂中的流速为15BV/h，树脂吸附饱和后停止吸附作业；吸附后滤液中的钴离子浓度不超过0.001g/L，符合工业用水排放标准，将吸附后滤液外排；
3）树脂解析：解析液为25%硫酸，解析液流速34B/h，使用解析液反洗树脂，得到解析钴液；解析钴液中钴离子浓度为40 g/L，解析钴液备用；解析后的树脂返回步骤2）进行吸附作业；
4）沉钴：调节步骤3）制得的解析钴液PH至7.5，加入氧化镁和氢氧化钠加入比例1:1，沉淀时间4h，氢氧化钴中钴含量34%。
实施例3
一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法，尾矿液中钴含量为0.2g/l，包括以下步骤:
1）沉淀过滤：在尾矿液中加碱，沉淀尾矿液中的固体颗粒，调节PH为8.0；采用过滤设备过滤尾矿液，过滤网为-200目，滤液备用；
2）树脂吸附：采用深度除镍钴鳌合树脂吸附步骤1）制得的滤液，滤液在树脂中的流速为22BV/h，树脂吸附饱和后停止吸附作业；吸附后滤液中的钴离子浓度不超过0.001g/L，符合工业用水排放标准，将吸附后滤液外排；
3）树脂解析：解析液为18%硫酸，解析液流速2VB/h，使用解析液反洗树脂，得到解析钴液；解析钴液中钴离子浓度为45 g/L，解析钴液备用；解析后的树脂返回步骤2）进行吸附作业；
4）沉钴：调节步骤3）制得的解析钴液PH至7.5，加入氧化镁和氢氧化钠加入比例1:1，沉淀时间6h，氢氧化钴中钴含量35%。
实施例4
一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法，尾矿液中钴含量为0.2g/l，包括以下步骤:
1）沉淀过滤：在尾矿液中加碱，沉淀尾矿液中的固体颗粒，调节PH为8.0；采用过滤设备过滤尾矿液，过滤网为-200目，滤液备用；
2）树脂吸附：采用深度除镍钴鳌合树脂吸附步骤1）制得的滤液，滤液在树脂中的流速为20BV/h，树脂吸附饱和后停止吸附作业；吸附后滤液中的钴离子浓度不超过0.001g/L，符合工业用水排放标准，将吸附后滤液外排；
3）树脂解析：解析液为20%硫酸，解析液流速1VB/h，使用解析液反洗树脂，得到解析钴液；解析钴液中钴离子浓度为45 g/L，解析钴液备用；解析后的树脂返回步骤2）进行吸附作业；
4）沉钴：调节步骤3）制得的解析钴液PH至8.0，加入氧化镁和氢氧化钠加入比例1:1，沉淀时间4h，氢氧化钴中钴含量36%。
需要说明的是，以上仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种从氧化铜钴矿湿法冶炼尾矿中高效回收金属钴的方法，其特征在于，包括以下步骤:
1）沉淀过滤：在尾矿液中加碱，沉淀尾矿液中的固体颗粒，调节PH至7.0-8.0；采用过滤设备过滤尾矿液，过滤网不大于-200目，滤液备用；
2）树脂吸附：采用深度除镍钴鳌合树脂吸附步骤1）制得的滤液，滤液在树脂中的流速为15-25BV/h，树脂吸附饱和后停止吸附作业；吸附后滤液中的钴离子浓度不超过0.001 g/L，符合工业用水排放标准，将吸附后滤液外排；
3）树脂解析：解析液为15-20%硫酸，解析液流速1-4VB/h，使用解析液反洗树脂，得到解析钴液；解析钴液中钴离子浓度为20-50 g/L，解析钴液备用；解析后的树脂返回步骤2）进行吸附作业；
4）沉钴：调节步骤3）制得的解析钴液PH至7.0-8.0，加入氧化镁和氢氧化钠加入比例1:1，沉淀时间4-6h，氢氧化钴中钴含量30-50%。
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