[发明专利]铜钴合金的微气泡氧化酸溶方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜钴合金的微气泡氧化酸溶方法。

背景技术

铜钴合金的主要成分为钴、铜和铁，因含铜量的差异，有红合金和白合金之分。红合金是指含铜量较高的铜钴合金，白合金中铜、钴、铁的比例大致为1∶1∶1或在此范围波动。

目前铜钴合金的处理方法一般有两种，一种是火法加湿法结合处理，另一种是全湿法处理。根据含铜量的不同，选择的处理方法也有所不同。含铜量高的合金一般是采用火法预处理吹炼成阳极铜，然后电解得到电解铜，钴从吹炼渣中采用湿法处理回收钴。含铜量相对较低的合金(如白合金)，通常是先氧化焙烧得到钴铜氧化物，然后再进行湿法处理回收钴铜，也有采用混酸溶解或加强氧化剂酸溶。

铜钴合金的全湿法处理，一般是先进行氧化酸溶浸出，浸出的溶液经萃取-电积生产电铜，萃余液经净化除铁-P204萃取除杂-P507萃取分离镍钴生产钴盐或钴化合物。

全湿法处理铜钴合金提取铜钴，关键技术是合金的溶解造液，相关文献报导也不少。由于钴铜铁以合金形式结合，全湿法溶解浸出该类合金难度较大，在常温常压下空气做氧化剂时，一般反应速度较慢，提高反应速度一般需要使用大剂量的强氧化剂(氯气、氯酸钠)；若氧化酸溶采用高温高压条件，对于设备的要求就相当严格，并存在操作与设备安全的问题。

总之，目前较常用的铜钴合金湿法处理方法存在的缺点有：反应速度慢，效率低，成本高，设备投入大等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有氧化酸溶湿法处理铜钴合金存在的缺点，提供一种铜钴合金的微气泡氧化酸溶方法，其通过喷射泵在溶解液中产生大量富氧微气泡，微气泡吸附在铜钴合金的颗粒表面，促进铜、钴、铁的氧化和溶解，从而大大加快铜钴合金的溶解速度。

为此，本发明采用的技术方案如下：铜钴合金的微气泡氧化酸溶方法，在常温常压下，以稀硫酸为溶剂，空气为氧化剂，由离心泵、液-气喷射泵和酸溶反应器组成反应装置，稀硫酸由离心泵经喷射泵进入酸溶反应器中，利用喷射泵喷射高速液流时产生的负压吸入空气，并将空气分散在稀硫酸中形成乳状液，产生大量富氧微气泡，微气泡参与铜钴合金和稀硫酸的氧化溶解反应。含气量少的液体从酸溶反应器的底部流出，通过离心泵重新进入酸溶反应器中，直至铜钴合金溶解完全。

铜、钴、铁的标准还原电极电位数据如下：

Cu²⁺+2e＝Cu        E⁰      0.344伏

O₂+4H⁺+4e＝2H₂O    E⁰      1.23伏

Fe²⁺+2e＝Fe        E⁰      -0.441伏

Co²⁺+2e＝Co        E⁰      -0.277伏

2H⁺+2e＝H₂         E⁰      0

从标准还原电极电位数据来看，合金中的Fe、Co能被硫酸溶解，合金中的铜采用空气作氧化剂也能被硫酸溶出，这是本发明的理论基础。

本发明有效利用了液-气喷射泵进行充氧，在溶解液中引入大量的富氧微气泡，微气泡在溶解液中与铜钴合金接触，并吸附在合金颗粒表面，促进了铜、钴、铁的氧化和溶解，从而大大加快了铜钴合金的溶解速度，同时也大幅度提高了空气中氧的利用率。一般来说，鼓泡塔空气利用率仅为15％左右，而以喷射泵产生负压吸入空气产生微气泡的空气利用率大约为40-45％。本发明的微气泡氧化酸溶方法具有溶出速度快、溶出率高、合金水淬颗粒不需细磨、能耗低、溶出成本低、空气利用率高、无环境污染等优点。

本发明涉及处理的铜钴合金成分范围广，合金质量百分含量为：Co(5-40％)，Cu(10-80％)，Fe(10-70％)。使用硫酸浓度在1mol/L～5mol/L波动。

本发明的有益效果如下：

1)合金溶出完全，铜、钴、铁溶出率近100％，通常大于99.5％；

2)无需独立供氧装置，空气由喷射泵产生的负压吸入，均匀分散在液体中，无噪音污染；

3)废气达标排放：H₂SO₄酸雾＜50mg/NM³；

4)空气利用率高，大致为40～45％；

5)能耗低，1吨合金电耗约500kwh左右；

6)溶解速度快，劳动生产率高；