[发明专利]一种从水钴矿中选择性提取铜和钴的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属湿法冶金技术领域，具体地说是一种从水钴矿中选择性提取铜和钴的新工艺。

背景技术

目前开发利用的原生钴资源主要为水钴矿。处理水钴矿的方法有浮选法、高温还原熔炼法、化学浸矿法等。采用浮选法处理水钴矿时，捕收剂吸附困难，浮选率低；采用高温熔炼还原时冶炼温度过高，操作环境差，同时出料操作困难。所以目前处理水钴矿大多采用化学浸矿，主要的工艺流程为硫酸浸出-净化除铁-萃取分离-草酸铵沉淀。硫酸浸出对设备要求以及环境都比较友好，被大多数的水钴矿处理厂家所采用。但浸出过程一般为非选择性，大量的铁及其它杂质一同溶出，必须采用专门工序净化除铁。同时萃取分离中萃取设备占地面积大，设备复杂，需要大量萃取剂。草酸氨沉淀钴时产生大量含铵根离子废水，其处理也是个难题。整个处理工艺流程相当长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有处理工艺的不足，提供一种环境友好、流程短、溶液闭路循环、适应大规模生产的水钴矿中选择性提取铜和钴的新工艺。

本发明包括以下步骤：

（1）酸浸：取粒度小于60目的矿粉，加入还原剂亚硫酸钠混匀，放入常压的搅拌浸出槽中，加入0.75～1.75mol/L的硫酸，在固液比1∶2～6，温度60～90℃，搅拌浸取0.5～2.5h，浸出终点的pH为1.0～2.4；

(2)过滤分离浸出液：浸出渣用水洗涤，洗涤液返回酸浸；洗涤后的浸出渣集中储存；

(3) 浸出液用旋流电沉积铜；电沉积条件是：循环流量200～800L/h；电流密度100～900A/m²；温度为常温～60℃；

(4)提铜后液用旋流电积提取钴；先加入10～20%的NaOH溶液调节溶液pH值为2.5～3.5，在循环流量200～800L/h；电流密度100～900A/m²；温度为常温～80℃下进行电沉积； 

(5)提钴后液返回步骤(1)用于酸浸。

所述还原剂亚硫酸钠的用量是矿石中金属钴摩尔数的0.7～1.3。

所述酸浸中硫酸的用量是矿石中金属可溶物摩尔数的0.8～1.2。

所述液旋流电积提取铜时，铜离子浓度大于2g/L时，得到电积金属铜；当铜离子浓度小于2g/L时，得到电积铜粉；经旋流电积提取铜后浸出母液中铜离子浓度可降至0.01g/L。

本发明具有如下优点：（1）浸出速度快，选择性强，浸出率高；在0.5～2.5小时内即可将铜和钴等有价金属选择性地浸出，铜和钴的浸出率均超过95%，99.5%的铁留在浸出渣中，实现浸出过程中铜、钴与铁的分离；（2）用旋流电积分别提取铜和钴，无需其它除杂工序，流程短，设备简单；（3）无废水产生及排放，实现了溶液的闭路循环，环境友好，适应大规模生产。

具体实施方式

 实施例1：本实施例中，所用水钴矿金属成分见表1。

（1）酸浸：称取3000g粒度小于60目的水钴矿粉，加入亚硫酸钠180g混匀；放入自制的浸出槽中，加入0.75mol/L的硫酸12000mL，浸出温度90℃，开启搅拌反应1.5小时；分析浸出液中铜、钴、铁的浓度分别为16.74 g/L、14.13g/L、0.08 g/L，铜、钴、铁的浸出率分别为98.76%、96.95%、0.47%。该浸出液中铁含量小于0.1g/L，符合旋流电积铜和钴的条件；

 (2)过滤分离出浸出液，浸出渣用水洗涤，洗涤液返回酸浸；洗涤后的浸出渣集中储存； 

(3)浸出液用旋流电积铜；控制循环流量200L/h；电流密度800A/m²；温度为常温；进行电沉积；

(4)提铜后液用旋流电积提取钴；加入20%的NaOH溶液控制溶液pH值为2.5～3.5，在循环流量500L/h；电流密度500A/m²；温度为常温下进行电沉积；

(5)提钴后液返回步骤(1)用于酸浸。

实施例2：本实施例中，所用水钴矿金属成分与表1相同。

（1）酸浸：称取3000g粒度小于60目的水钴矿粉，加入亚硫酸钠240g混匀，放入自制的浸出槽中，加入1.25mol/L的硫酸12000mL，在浸出温度60℃，开启搅拌反应2.5小时。分析浸出液中铜、钴、铁的浓度分别为16.58g/L、14.29g/L、0.09g/L，铜、钴、铁的浸出率分别为98.04%、97.82%、0.53%。该浸出液中铁含量小于0.1g/L，符合旋流电积铜和钴的条件；