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CN101086039A - 铜钴合金的分离回收方法 - Google Patents

铜钴合金的分离回收方法 Download PDF

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CN101086039A CNA2007100425783A CN200710042578A CN101086039A CN 101086039 A CN101086039 A CN 101086039A CN A2007100425783 A CNA2007100425783 A CN A2007100425783A CN 200710042578 A CN200710042578 A CN 200710042578A CN 101086039 A CN101086039 A CN 101086039A
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李炳忠
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Gansu Jinchuan Ruixiang New Materials Co., Ltd.
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NANTONG RESHINE NEW MATERIAL CO Ltd
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Abstract

本发明涉及一种铜钴合金的分离回收方法，具体实施步骤是：(1)磨细筛分铜钴铁合金；(2)浸出铜钴铁合金中的金属；(3)浸出渣处理；(4)除铁。本发明的全湿法浸出铜钴合金、有效分离回收有价金属的方法所具有的有益效果是：①能耗低，整个过程温度均在沸点以下(小于100℃)；②常压中性浸出，无高压高酸环境，设备要求低，安全环保，且大大降低了产业化投资成本；③金属回收率高：钴、铜回收率98％；④工艺简单，易于操作，产业化生产成本低，浸出1吨金属钴需酸(以含量98％浓硫酸计)4.5－5.5吨，氧化剂(以有效成份10％的次氯酸盐计)5.5－6.5吨。

Description

铜钴合金的分离回收方法
技术领域
本发明涉及一种冶金行业中的铜钴合金分离回收方法。
背景领域
随着世界经济的快速发展，特别是电池功能材料、超细粉体材料和超硬材料的迅猛发展，导致相关有色金属材料的消费量也在快速增长，特别是中国十分缺乏并且全球消费势头迅猛的钴资源。特别是现在民主刚果和赞比亚等国家严格限制钴矿的出口，改为出口初级钴产品，铜钴合金就是其中重要的一种。这一政策严重影响到国内厂家钴原料的来源，故就铜钴合金分离技术进行研究开发显得尤为重要。
铜钴合金主要成份是钴(Co)、铜(Cu)、铁(Fe)、硅(Si)等元素，含量是钴(Co)15-40％、铜(Cu)8-25％、铁(Fe)20-45％、硅(Si)3-25％。
目前，铜钴合金的分离技术还未能完全产业化，其原因是能耗高，金属回收率低，设备要求高，投资较大且安全、环保要求难以达标。
发明内容
本发明是要解决现有浸出铜钴合金铜钴合金的分离方法存在的能耗高、金属回收率低、环保要求难以达标的技术问题，而提供一种铜钴合金的分离回收方法。
为实现上述目的，本发明的技术方法是：本发明的一种铜钴合金的分离回收方法，具体实施步骤是：
(2)磨细筛分铜钴铁合金
用磨料粒度为200目-300目的磨料磨细铜钴铁合金；
(2)浸出铜钴铁合金中的金属
将磨细合铜钴铁合金用水配成料浆液，配水量视铜钴铁合金中含钴量而定，以钴计，保持钴浓度在30-40g/l，料浆泵至浸出槽中，用无机酸进行常压氧化浸出，浸出温度85-95℃，将合金中的金属溶解，使金属元素以硫酸盐，氯化盐或硝酸盐状态存在于水溶液中；
(3)浸出渣处理
浸出完成后在浸出槽中先将浸出后的料浆沉降30-60分钟，此时硅胶成份存在于上层清液中，再将上层清液放入储存池中；下层沉淀层过滤后将滤液进入上清液储存池中，与上清液合并，作为浸出后液，滤渣用于制砖；
(4)除铁
采用“针铁矿”法连续除铁，温度85℃，对浸出后的高铁溶液中浓度为30-40g/l的钴和浓度为30-100g/l的铁金属离子实现铁与钴铜的分离，同时除去浸出液中的硅胶(SiO2·nH2O)。
其中：步骤(2)中的浸出槽是由一个反应槽槽体，一个反应槽槽盖，反应槽槽体侧面外壁上的连接法兰构成，其中，反应槽槽盖上设有浸出后液输出连接法兰，并分别连接前液或前浆液管，蒸汽管，酸或碱管。
步骤(4)中的除铁槽是由二个所述浸出槽通过连接管连通而成，且连通管从高处向低处倾斜。
本发明的全湿法浸出铜钴合金、有效分离回收有价金属的方法，与常用的“磺钠铁矾”法间断除铁(温度95℃)，所具有的有益效果是：
①能耗低，整个过程温度均在沸点以下(小于100℃)；
②常压中性浸出，无高压高酸环境，设备要求低，安全环保，且大大降低了产业化投资成本；
③金属回收率高：钴、铜回收率98％；
④工艺简单，易于操作，产业化生产成本低，浸出1吨金属钴需酸(以含量98％浓硫酸计)4.5-5.5吨，氧化剂(以有效成份10％的次氯酸盐计)5.5-6.5吨。
附图说明
图1是本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1：
本发明的工艺方法(如图1所示)
①铜钴铁合金磨细，磨料粒度200目-300目；
②将合金用水配成料浆液，配水量视合金中含钴量而定，以钴计，保持钴浓度在30-40g/l，料浆泵至浸出槽中，用无机酸(如硫酸，盐酸，硝酸等)和氧化剂(次氯酸盐，氯酸盐，双氧水等)进行常压氧化浸出，浸出温度85-950C，将合金中的金属溶解(金属元素以硫酸盐，氯化盐或硝酸盐状态存在于水溶液中)；
③由于合金中含有一定量硅元素，约有70％硅会被浸出，并以硅胶(SiO2·nH20)的形式存在于浸出液中，它的存在将导致过滤困难，即难以实现固液分离，我们的处理方法是浸出完成后在浸出槽中先将浸出后的料浆沉降30-60分钟，此时硅胶成份存在于上层清液中，再将上层清液放入储存池中；下层沉淀层成份主要是易于过滤的尾渣和少量浸出液而变得容易过滤，过滤后将滤液进入上清液储存池中，与上清液合并，作为浸出后液，滤渣用于制砖；
④浸出后液中含用钴、铜、铁等金属离子，钴浓度为30-40g/l，铁浓度为30-100g/l，属高铁溶液，除铁即实现铁与钴铜的分离，同时又能除去浸出液中的硅胶(SiO2·nH20)，除铁工序采用“针铁矿”法连续除铁(温度850C)，与常用的“磺钠铁矾”法间断除铁(温度950C)，有如下优点：
a.利于浸出后液中的硅胶(SiO2·nH20)以易过滤的铁渣为载体，随铁渣过滤而除去。原理是硅胶表面带负电何，针铁矿渣表面带正电，正负电相吸引，硅胶即能聚沉于针铁矿渣表面。
b.能耗低。“针铁矿(分子式为FeOOH)”法除铁温度为850C，“磺钠铁矾【分子式为Na2Fe6(SO4)4(OH)12】”法间断除铁温度为950C，前者比后者低100C，有效减少热能消耗。
c.连续法较间段法操作稳定，易于控制，同时降低人工及设备运行成本。
d.“针铁矿”法除铁铁渣中铁含量50-52％，是“磺钠铁矾”法铁渣铁含量1倍多，故铁渣量少，过滤机负荷低且其夹带钴铜金属量低，钴铜金属回收率高且利于回收金属铁。
其中：浸出槽是由一个反应槽槽体，一个反应槽槽盖，反应槽槽体侧面外壁上的连接法兰构成，其中，反应槽槽盖上设有浸出后液输出连接法兰，并分别连接前液或前浆液管，蒸汽管，酸或碱管。
除铁槽是由二个所述浸出槽通过连接管连通而成，且连通管从高处向低处倾斜。

Claims (5)

1.一种从铜钴合金中分离钴的方法，包括如下步骤：
(1)磨细筛分铜钴铁合金
用磨料粒度为200目-300目的磨料磨细铜钴铁合金；
(2)浸出铜钴铁合金中的金属
与水配成30-40g/l钴料浆液，泵至浸出槽中，加人无机酸和氧化剂，85℃-95℃，常压氧化浸出，使合金中的金属溶解，以硫酸盐，氯化盐或硝酸盐状态存在于水溶液中；
(3)浸出渣处理
将浸出后的料浆沉降30-60分钟，再将上层清液硅胶成份放入储存池中；下层沉淀层过滤，滤液与上清液合并，作为浸出后液，滤渣用于制砖；
(4)除铁
在除铁槽中，70℃-85℃，采用“针铁矿”法连续除铁，实现铁与钴铜的分离，同时除去浸出液中的硅胶(SiO2·nH2O)。
2.根据权利要求1所述的一种从铜钴合金中分离钴的方法，其特征在于，步骤2所述的无机酸是硫酸，盐酸或硝酸。
3.根据权利要求1所述的一种从铜钴合金中分离钴的方法，其特征在于，步骤2所述的氧化剂是次氯酸盐，氯酸盐或双氧水。
4.根据权利要求1所述的一种从铜钴合金中分离钴的方法，其特征在于，步骤2所述的浸出槽是由一个反应槽槽体，一个反应槽槽盖，反应槽槽体侧面外壁上的连接法兰构成，其中，反应槽槽盖上设有浸出后液输出连接法兰，并分别连接前液或前浆液管，蒸汽管，酸或碱管。
5.根据权利要求1所述的一种从铜钴合金中分离钴的方法，其特征在于，步骤4所述的除铁槽是由二个所述浸出槽通过连接管连通而成，且连通管从高处向低处倾斜。
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