CN113881857A - 一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法 - Google Patents

一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法，其特征在于，包括步骤：向湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆；向所述沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗，固液分离后，得到贫钴液和富钴渣。本发明通过氧化沉钴和酸洗相结合，得到贫钴液和富钴渣，贫钴液中钴含量较低，可直接返回净化系统，可避免现有技术中湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中钴含量较高，直接进入净化系统对过程杂质的平稳控制造成一定的影响，同时造成锌粉单耗的升高的问题。

Description

一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法
技术领域
本发明涉及有色冶金领域，尤其涉及一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法。
背景技术
湿法炼锌过程中，钴是一种有害的杂质元素，浸出液经过净化除钴后才可返回系统进行电解使用，在净化除钴过程中，部分钴随铜镉渣进入到镉回收工序，铜镉渣在镉回收工序经过浸出后，钴又进入到溶液中。现有技术中，含钴溶液不作处理直接返回到净化工序中，而这部分钴如果不除去，返回到净化工序后，会对过程杂质的平稳控制造成一定的影响，同时造成锌粉单耗的升高；同时，随着锌原矿资源的不断开采，优质锌资源日趋减少，锌原料资源多元化、复杂化带来钴杂质的上升，对净化生产稳定性造成一定的影响。
因此，现有技术还有待改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法，旨在解决现有湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中钴含量高，直接返回净化系统对过程杂质的平稳性造成影响的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法，其中，包括步骤：
向湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆；
向所述沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗，固液分离后，得到贫钴液和富钴渣。
可选地，所述湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液含有锌离子、钴离子、镉离子和铁离子。
可选地，所述沉钴剂选自过硫酸铵、卡洛酸、β-萘酚中的一种或多种。
可选地，所述沉钴剂与所述湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中钴的质量比为(12-24)：1。
可选地，所述氧化沉钴反应的条件为：体系PH为2.0-3.0，温度为60-80℃，时间为0.5-2h。
可选地，所述含酸溶液选自硫酸溶液、湿法锌冶炼系统中的电解废液中的一种或两种。
可选地，所述酸洗的条件为：体系PH为2.0-3.0，温度为60-80℃，时间为0.5-1h。
可选地，所述富钴渣中钴的质量含量大于5％。
可选地，所述向湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆的步骤，具体包括：
将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液加入到反应槽中；
向反应槽中的湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆。
可选地，所述向所述沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗，固液分离后，得到贫钴液和富钴渣的步骤，具体包括：
向反应槽中的沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗后，通过过滤进行固液分离，得到贫钴液和富钴渣。
有益效果：本发明提供了一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法，通过氧化沉钴和酸洗相结合，得到贫钴液和富钴渣，贫钴液中钴含量较低，可直接返回净化系统，可避免现有技术中湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液(净化前液)中钴含量较高，进入净化系统对过程杂质的平稳控制造成一定的影响，同时造成锌粉单耗的升高的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法的流程图。
图2为本发明又一实施例中湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
湿法炼锌过程中，钴是一种有害的杂质元素，浸出液经过净化除钴后才可返回系统进行电解使用，在净化除钴过程中，部分钴随铜镉渣进入到镉回收工序，铜镉渣在镉回收工序经过浸出后，钴又进入到溶液中，这部分钴如果不除去，返回到净化工序后，会对过程杂质的平稳控制造成一定的影响，同时造成锌粉单耗的升高。
然而，现有技术中，对铜镉渣在镉回收工序经过浸出后得到的含钴溶液并不作任何处理直接返回净化系统，且目前锌冶炼过程产生的钴渣大部分都没有回收，而是随窑渣一起不计价外卖，造成有价金属钴的损失。
基于此，本发明实施例提供一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法以去除湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中的钴，如图1所示，其中，包括步骤：
S1、向湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆；
S2、向所述沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗，固液分离后，得到贫钴液和富钴渣。
本实施例中，利用氧化沉钴和酸洗对湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液进行处理，得到贫钴液和富钴渣，通过氧化沉钴将钴沉淀出来，使溶液中的钴含量减少，得到贫钴液，进一步通过酸洗沉钴矿浆去除含有钴及有价金属的钴渣中的锌进而提升沉钴矿浆钴渣中的钴含量得到富钴渣。贫钴液中的钴含量较低，作为净化前液进入净化系统，可避免现有技术中湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液(净化前液)中钴含量较高，进入净化系统对过程杂质的平稳控制造成一定的影响，同时造成锌粉单耗的升高的问题；同时，此方法提高了有价金属钴的富集，得到的富钴渣中钴含量高，可按钴精矿进行外卖，获得了收益，避免了现有技术中钴渣品位低、大部分得不到回收，而是随窑渣一起不计价外卖，造成的有价金属钴损失的问题。因此，本实施例提供的湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法，操作简单、工艺易于控制，既避免了现有技术中钴渣大部分得不到回收，而是随窑渣一起不计价外卖，造成有价金属钴损失的问题，又避免了现有技术中湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液(净化前液)中钴含量较高，进入净化系统对过程杂质的平稳控制造成一定的影响，同时造成锌粉单耗的升高的问题。
步骤S1中，在一种实施方式中，所述湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液含有锌离子、钴离子、镉离子和铁离子。
所述含钴溶液由湿法锌冶炼镉回收工序产出时，所述含钴溶液中还含有锌、镉、锰、铁等离子，氧化沉钴时，钴被沉淀出来，同时部分镉、锰、铁也被沉淀出来，得到沉钴矿浆(含有难溶性的钴、镉、锰、铁及夹带的部分固体锌盐)，经过酸洗后沉钴矿浆中的有价金属锌以锌离子的形式又进入到溶液中，含锌的贫钴液返回炼锌系统使用，降低了有价金属锌的损失，同时又提高了富钴渣含钴品位，使得富钴渣达到了钴精矿的标准。
具体地，向湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，其中，将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中可溶性的二价钴氧化为三价的难溶性的钴；将含钴溶液中可溶性的二价锰氧化为四价的难溶性的锰；将含钴溶液中可溶性的二价铁氧化为三价的难溶性的铁。
在一种实施方式中，所述沉钴剂选自过硫酸铵、卡洛酸、β-萘酚中的一种或多种，但不限于此。
过硫酸铵也称二硫酸铵，是一种具有强氧化性和腐蚀性的铵盐；卡洛酸，也称过一硫酸，过氧硫酸，化学式为H2SO5，具有强氧化性，可由氯磺酸和过氧化氢制备得到，也可由浓硫酸和过氧化氢制备得到；β-萘酚是一种重要的有机化工原料和染料中间体，它在染料、医药、农药及高分子等行业中有着广泛的应用，可用于制备吐氏酸，也可用于制备萘普生、萘丙胺及橡胶防老剂等物质。当选用过硫酸铵作为沉钴剂时，钴以Co(OH)3的形式被沉淀出来，当选用卡洛酸作为沉钴剂时，钴以Co(OH)3的形式被沉淀出来，当选用β-萘酚作为沉钴剂时，钴以Co(C10H6ONO)3的形式被沉淀出来。
在一种实施方式中，所述沉钴剂与所述湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中钴的质量比为(12-24)：1。可通过对所述含钴溶液中的钴含量进行检测，计算出所需要的沉钴剂的加入量。
在一种实施方式中，所述氧化沉钴反应的条件为：体系PH为2.0-3.0，温度为60-80℃，时间为0.5-2h。体系的PH通过加入次氧化锌粉来调节。
该条件下，更有利于氧化沉钴反应的进行，更有利于二价的钴被氧化为三价的钴，具体为将含钴溶液中可溶性的二价钴氧化为难溶性的三价钴，且保证其他有价金属仅被少量地沉淀出来。
步骤S2中，可以根据实际情况选择含酸溶液的加入量，向所述沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗，沉钴矿浆(含有难溶性的钴、镉、锰、铁及夹带的部分固体锌盐)中的固体锌盐被酸洗出使其以二价锌离子的形式(可溶性的锌)进入到溶液中，固液分离后，得到富钴渣的同时也得到了贫钴液。贫钴液中的钴含量较低，作为净化前液进入净化系统，降低了有价金属锌的损失，可避免现有技术中净化前液中钴含量较高，进入净化系统对过程杂质的平稳控制造成一定的影响；同时由于有价金属锌酸洗到溶液中，提高了富钴渣中含钴品位，避免了现有技术中钴渣大部分得不到回收，而是随窑渣一起不计价外卖，造成有价金属钴损失的问题。也就是说本实施方式中，酸洗降低了钴渣中的锌含量，从而提升了钴渣中的钴含量，得到富钴渣，同时回收了钴渣中的锌，使得锌返回锌冶炼系统，避免了有价金属锌的损失。
在一种实施方式中，所述含酸溶液中氢离子的浓度为140-160g/L。
在一种实施方式中，所述含酸溶液选自硫酸溶液、湿法锌冶炼系统中的电解废液中的一种或两种，但不限于此。本实施方式中，湿法锌冶炼系统中的电解废液中含有的酸主要是硫酸。
在一种实施方式中，所述酸洗的条件为：体系PH为2.0-3.0，温度为60-80℃，时间为0.5-1h。
本实施方式中，具体可通过调整硫酸或者锌冶炼系统产出的电解废液的加入量来调节体系PH值。
该酸洗的反应条件可以使得酸与固体锌较完全地反应，进而将沉钴矿浆中夹带的有价金属锌洗出进入到溶液中，返回湿法炼锌系统进行应用，而又使得酸与难溶性的钴不反应，使得难溶性的钴不被洗出而留在富钴渣中。也就是说本实施方式中的酸洗条件可以选择性地洗出固体锌而使得难溶性的钴仍留在富钴渣中而不被洗出。
本实施方式进一步降低了金属锌的损失，同时提高了富钴渣中含钴品位。
在一种实施方式中，所述富钴渣中钴的质量含量大于5％，达到外卖钴精矿钴质量含量＞5％的要求标准，可按钴精矿进行外，避免有价金属钴的损失。
在一种实施方式中，所述湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法具体包括步骤：
将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液加入到反应槽中；
向反应槽中的湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆；
向反应槽中的沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗后，通过过滤进行固液分离，得到贫钴液和富钴渣。
本实施方式中，将由湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液在同一个反应槽中依次进行氧化沉钴和酸洗，得到富钴渣和贫钴液，无需额外增加反应设备和压滤设备(仅通过简单的过滤即可)，减少了设备投资，在提高生产效率的同时最大限度的节约了系统能耗，一步解决现有工艺中贫钴渣含钴低，钴得不到回收，造成有价金属损失的问题，同时避免了现有技术中净化前液中钴含量较高，直接进入净化系统对过程杂质的平稳控制造成一定的影响，同时造成锌粉单耗升高的问题。
下面以图2所示工艺流程图为例对本发明提供的一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法作详细说明，将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液加入到反应槽中，加热到60-80℃并向反应槽中加入沉钴剂进行氧化沉钴0.5-2h同时使得溶液体系的PH值为2.0-3.0，反应后在相同的温度下加入湿法炼锌过程中产出的电解废液进行酸洗0.5-1h同时保持溶液体系的PH值为2.0-3.0，反应后进行固液分离，得到富钴渣和贫钴液，其中富钴渣进行外售，贫钴液进入净化系统或进入锌冶炼系统作为焙矿中性浸出工序浸出剂使用。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液1L(其中含钴0.243g)加入到反应槽中，并加热至80℃，加入3g过硫酸铵，通过加入次氧化锌粉调节体系pH为2.0，控制反应时间0.5h，反应结束后得到沉钴矿浆。沉钴矿浆钴渣中钴的质量含量仅为3.0-3.5％，达不到外卖钴精矿含钴要求标准。
实施例2
将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液1L(其中含钴0.243g)加入到反应槽中，并加热至80℃，加入3g过硫酸铵，通过加入次氧化锌粉调节体系pH为2.0，反应0.5h后得到沉钴矿浆。
在80℃条件下，向上述沉钴矿浆中加入电解废液使体系pH为2.0，反应0.5h后，得到的富钴渣中钴的质量含量为7.7％，达到外卖钴精矿含钴＞5％的要求标准。
实施例3
将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液1L(其中含钴0.243g)加入到反应槽中，并加热至80℃，加入4g过硫酸铵，通过加入次氧化锌粉调节体系pH为2.0，反应0.5h后得到沉钴矿浆。
在70℃条件下，向上述沉钴矿浆中加入电解废液使体系pH为2.5，反应1.0h后，得到的富钴渣中钴的质量含量为6.5％，达到外卖钴精矿含钴＞5％的要求标准。
实施例4
将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液1L(其中含钴0.243g)加入到反应槽中，并加热至80℃，加入5g过硫酸铵，通过加入次氧化锌粉调节体系pH为2.5，反应0.5h后得到沉钴矿浆。
在60℃条件下，向上述沉钴矿浆中加入电解废液使体系pH为3.0，反应1.0h后，得到的富钴渣中钴的质量含量为4.3％，未达到外卖钴精矿含钴＞5％的要求标准。
由以上实施例可以看出，增加体系反应温度，降低体系反应pH值，得到富钴渣中钴的质量含量＞7％，但存在系统蒸汽消耗量大，造成能耗高的问题，因此，控制反应温度70℃为宜。
上述实施例中，富钴渣钴含量较无酸洗的处理方法有所提高。沉钴矿浆未经过酸洗，得到钴渣中钴的质量含量仅为3.0-3.5％，达不到外卖钴精矿含钴要求。
综上所述，本发明提供一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法，通过氧化沉钴和酸洗，得到贫钴液和富钴渣，得到的富钴渣中的钴含量高，可按钴精矿进行外卖，避免了现有技术中锌冶炼过程中产生的钴渣大部分得不到回收，而是随窑渣一起不计价外卖，造成有价金属钴损失的问题，同时经过酸洗后有价金属锌进入到贫钴液中返回锌冶系统进行应用，避免了有价金属锌的损失；得到的贫钴液中的钴含量较低，作为净化前液进入净化系统，可避免现有技术中净化前液中钴含量较高，进入净化系统对过程杂质的平稳控制造成一定的影响，同时造成锌粉单耗升高的问题。此外，本发明含钴溶液可在同一个反应槽中依次进行氧化沉钴和酸洗，得到富钴渣和贫钴液，无需额外增加反应设备和压滤设备(仅通过简单的过滤)，减少了设备投资，在提高生产效率的同时最大限度的节约了系统能耗，本发明提供的处理方法操作简单，工艺易于控制，一步解决现有工艺中贫钴渣含钴含量低、净化前液中钴含量较高的问题。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法，其特征在于，包括步骤：
向湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆；
向所述沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗，固液分离后，得到贫钴液和富钴渣。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液含有锌离子、钴离子、镉离子和铁离子。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述沉钴剂选自过硫酸铵、卡洛酸、β-萘酚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述沉钴剂与所述湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中钴的质量比为(12-24)：1。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述氧化沉钴反应的条件为：体系PH为2.0-3.0，温度为60-80℃，时间为0.5-2h。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述含酸溶液选自硫酸溶液、湿法锌冶炼系统中的电解废液中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述酸洗的条件为：体系PH为2.0-3.0，温度为60-80℃，时间为0.5-1h。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述富钴渣中钴的质量含量大于5％。
9.根据权利要求1-8任一项所述的处理方法，其特征在于，所述向湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆的步骤，具体包括：
将湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液加入到反应槽中；
向反应槽中的湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液中加入沉钴剂，进行氧化沉钴反应，得到沉钴矿浆。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述向所述沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗，固液分离后，得到贫钴液和富钴渣的步骤，具体包括：
向反应槽中的沉钴矿浆中加入含酸溶液，进行酸洗后，通过过滤进行固液分离，得到贫钴液和富钴渣。
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