[发明专利]一种从钴白合金中回收有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，更具体是涉及一种从钴白合金中回收有价 金属并制备成氯化钴、硫酸铜的方法。

背景技术

钴白合金是一种含钴、铜、铁等多种元素的合金材料，被广泛应 用于精密仪器，医疗器械，通讯工业、卫生工程中的各种零件和弹性 元件、日用品等，故每年都有大量的此种废料产生。同时，随着全球 钴消耗量的日益增长，而中国的钴资源又相对匮乏，国内一些企业纷 纷从民主刚果、赞比亚等非洲国家进口钴矿资源。而近期民主刚果政 府出台了限制该国钴矿出口，鼓励将钴矿深加工成钴产品后再出口的 政策。各企业只能采用电炉将含钴精矿熔炼成钴-铜-铁合金(即钴白 合金)后运回国内，使得国内每年都有数量可观的钴白合金料有待处 理。

然而，钴白合金耐腐蚀性强，处理困难，国外多采用硫酸加压浸 出或电溶处理工艺，但金属的浸出率较低。如加拿大的科明科公司开 发了一种简称为CESL的加压浸出技术，其将物料磨至一定粒度送入 高压釜中，温度150℃下硫酸浸出，浸出率仅为90％，国内尚未形成 较成熟的处理技术。因此，对钴白合金处理工艺进行系统、全面、深 入的研究意义重大，能促进钴资源回收利用的产业化生产，推动我国 钴业的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种以钴白合金为原料生产硫酸铜、氯 化钴的方法，金属回收率高，产品质量优良，并可应用于电池材料行 业，市场前景可观。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

图1为本发明的工艺流程图。

如图1所示：本发明采用球磨机对矿石进行前处理；采用氯气+ 硫酸浸出；浸出液经N902萃取分离铜，负铜有机相经反萃、结晶后 得硫酸铜产品；萃余液经黄钠铁矾除铁、P204萃取去除Fe、Cu、Zn 等杂质后，采用P507萃取分离镍、钴，附钴有机相经反萃、结晶后 得氯化钴产品来实现以上目的。

本发明中，钴白合金的主要成分见下表：

本发明中，采用广义GY-80球磨机将钴白合金球磨至80目后， 由于钴、铜金属一般条件下难溶于无机酸，故采用硫酸浸出的同时， 通入氧化剂氯气，增加金属的浸出率与溶解速率。试验中，硫酸浓度 为2mol/L，液固比为6∶1，反应温度为90℃，搅拌速度为800转/min， 氯气流量为1L/min，溢出氯气可循环使用，反应时间为5～6h，钴、 铜浸出率均大于99.5％。

本发明中，采用N902萃取分离铜。N902是铜的特效萃取剂， 对铜有较大的萃取能力和很好的选择性，且相对LIX系列、Cyanex 系列、Kelex系列等价格便宜，适合大规模的工业化生产。其实验条 件控制在：有机相组成为20％N902+80％260#溶剂油，相比为O/A＝1， 二级逆流萃取，平衡PH值为1.5～2.0。此时，铜的萃取率为99.5％。 有机相经硫酸反萃后，得40g/l左右的硫酸铜溶液，经结晶后得硫酸 铜产品。

本发明中，采用黄钠铁矾法除铁。工业上常见的水解沉淀方法有 黄钠铁矾法、针铁矿法、中和水解法等。黄钠铁矾法能从含铁离子浓 度较高的溶液中除铁，所得沉淀显结晶状，易于沉淀、过滤与洗涤。 其实验条件控制在：氧化剂氯酸钠与铁元素摩尔比为0.4∶1，搅拌强 度500转/min，反应温度为90℃～95℃，氧化过程pH值控制在1.5～ 1.7，沉铁过程pH值控制在2.0～2.5，反应时间为2h。此时，铁的去 除率为98.5％，除铁效果较好。

本发明中，经除铜、铁后的溶液还含有少量的锰、锌及残留的铜、 铁等，需采用P204萃取深度除杂。P204是一种常见的有机磷酸萃取 剂，其萃取的金属对pH的顺序是：

Fe³⁺＜Zn²⁺＜Cu²⁺＜Ca²⁺＜Co²⁺＜Mg²⁺＜Ni²⁺

从上式来看，通过调节pH值来萃取分离杂质元素与钴的操作是 合理的。其实验条件控制在：有机相为20％P204+80％260#溶剂油， 相比为1.0，二级逆流萃取，平衡pH值为2.0～2.5。此时，锌、锰、 铜、铁基本完全进入有机相，钴仍保留在水相中，损失较小。如当平 衡pH值继续增大时，钴会进入有机相。