[发明专利]一种处理钴铜铁合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理钴铜铁合金的方法。

背景技术

钴铜铁合金是在铜或钴冶炼过程中，转炉吹炼时得到的转炉渣，再经 电炉造硫和还原熔炼富集后的含钴、铜、铁等元素的合金渣，由于该物料 的颜色在新鲜时为白色并略带黄色，人们习惯地称作白合金。随着世界经 济的快速发展，钴材料的需求量在快速增长。随着钴资源日益稀缺，以及 钴资源大国，如民主刚果和赞比亚等国家近年来出台了严格限制钴矿出口 等相关政策，使得世界钴价的大幅攀升。因此，从钴铜铁合金中提取钴的 方法成为世界各国研究的热点。目前，处理钴铜铁合金的方法主要有以下 几种：1、电化学溶解法：在电解槽中以钴铜合金原料为阳极，在硫酸或盐 酸体系中通过电解使钴、铜从阳极上溶解进入溶液，锰、铁、镍也一同溶 解进入溶液。该方法电流效率较低、电耗较高，钴的回收率较低。2、氯气 氧化浸出法：该方法是在密闭的反应器中进行，将钴铜合金和盐酸加入反 应器后，通入氯气进行氧化溶解。该方法钴、铜、铁的浸出率较高，但设 备复杂，设备防腐和环保要求高。3、直接酸浸法：用硫酸、盐酸或硝酸或 其中的二种组成混合酸进行浸出。该方法在常压下反应速度慢，浸出过程 效率不高，而且工艺流程长，生产成本高。4、高温高压浸出法：用硫酸或 盐酸通过一段常压浸出和一段高温高压浸出，使钴铜合金中的钴、铜浸出 进入溶液。该方法工艺流程长，设备复杂，必须解决高温、高压条件下设 备的防腐问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，生产成本低，且钴金属回收率高 的处理钴铜铁合金的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

(1)预处理工序：将钴铜铁合金经过高温高压水淬成30～150目的合 金粉末，再将所得合金粉末在温度500～1200℃进行氧化焙烧，然后再机 械活化后得到平均粒径在10～200μm的钴铜铁合金粉末；

(2)一段浸出工序：先将(1)中得到的钴铜铁合金粉末用硫酸进行浸出， 在1∶5～1∶10的固液比下，pH值控制在0.5～3.0之间，温度控制在50～ 100℃之间，浸出时间为0.5～10小时；

(3)二段浸出工序：将(2)中酸浸后得到的渣在加入氧化剂的情况下 用硫酸溶解，在1∶5～1∶10固液比下反应，控制pH值在0.5～3.0之间， 温度在50～100℃之间，浸出时间为0.5～10小时，所述氧化剂为双氧水、 氯酸钠、次氯酸钠、过硫酸钠、高锰酸钾、氯气、空气或富氧中的任意一 种或者多种；

(4)浸出液净化除铁工序：将(2)得到的溶液除铁；再将其与(3) 的浸出液经铜萃取后的溶液混合后一起采用氧化除铁法实现铁与钴铜的完 全分离，所得的硫酸钴溶液经2-乙基己基膦酸和2-乙基己基膦酸单2-乙基 己基酯净化除杂后浓缩结晶成硫酸钴产品。

所述(4)中将(2)得到的溶液除铁的方法为赤铁矿法。

所述(4)中氧化除铁法为中和调碱法、黄钠铁矾法、针铁矿法中的 一种或几种。

将所述(3)中浸出渣通过磁选，将其中少量残余钴铜合金与报废渣 分离，并将磁选后所得的钴铜合金返回(1)中焙烧工序或(3)中酸浸工 序。

本发明的另外一个技术方案为：

(1)预处理工序：将钴铜铁合金经过高温高压水淬成30～150目的合 金粉末，再将所得合金粉末在温度500～1200℃进行氧化焙烧，然后再机 械活化后得到平均粒径在10～200μm的钴铜铁合金粉末；

(2)一段浸出工序：先将(1)中得到的钴铜铁合金粉末用硫酸进行浸出， 在1∶5～1∶10的固液比下，pH值控制在0.5～3.0之间，温度控制在50～ 100℃之间，浸出时间为0.5～10小时；

(3)二段浸出工序：将(2)中酸浸后得到的渣在酸度为1～5mol/L之 间的硫酸溶解，溶解时间为0.5～10小时，温度在50～100℃之间。

(4)浸出液净化除铁工序：将(2)得到的溶液除铁；再将其与(3) 的浸出液经铜萃取后的溶液混合后一起采用氧化除铁法实现铁与钴铜的完 全分离，所得的硫酸钴溶液经2-乙基己基膦酸和2-乙基己基膦酸单2-乙基 己基酯净化除杂后浓缩结晶成硫酸钴产品。