[发明专利]一种综合回收高锰钴土矿的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体地讲是涉及一种综合回收高锰钴土矿的处理方法。

背景技术

海南的钴土矿是一种暗褐色的片状或条状的氧化物矿，其矿物组成主要为硬锰矿、褐铁矿、三水铝石，矿物中除含钴外还含有锰、镍、铜等有价金属，除Fe、Ca、Mg、Si外，有价金属的总量在30％以上，且锰与钴的重量比≥20。因此，这是一种典型的高锰钴土矿石。此矿石中的钴主要呈类质同象混入硬锰矿中；其次分布于褐铁矿和高岭石、绿泥石中，在硬锰矿的裂隙、边缘附近分布有软锰矿小颗粒，钴在软锰矿中的含量明显低于硬锰矿，镍和铜主要呈类质同象分布于硬锰矿中。这些都是有价金属在高锰钴土矿中的显著分布特征，其典型的化学成分含量(％)为：Co含量0.3-2.5％、Mn含量为20-50％、Ni含量为0.1-0.5％、Cu含量为0.1-0.5％、Fe含量为5-15％、Zn含量为≤0.5％、Ca含量为≤10％、Mg含量为≤10％、SiO₂含量为≤10％、Al₂O₃≤10％。

近年来，随着我国锰冶金及锰化工的飞速发展，对锰矿的需求量越来越大，高品位的锰矿日渐减少，锰矿的出厂价近年也在不断攀升，给锰冶金及锰化工行业的生产成本控制提出了严峻挑战。我国锰资源总量占世界的第4位，但93％的储量为低品位锰矿，一直无法直接利用，只有通过选矿来提高品位，这样既提高了成本又浪费了资源。另我国钴、镍资源缺乏，钴矿和镍矿很少。目前，国内开发利用的钴、镍资源主要是二次渣及含量相对较高的矿石，而对于钴土矿等钴、镍含量相对较低而杂质含量相对较高的资源，由于生产成本高和环境污染等问题而未得到较好的开发利用。

目前，对高锰钴土矿的传统处理方法有火法和湿法：1.火法中，一是采用鼓风炉还原熔炼、硫酸浸出钴铁、浸出液净化后用亚硝酸钴钾法分离钴镍工艺；二是采用硫酸化焙烧、空气浸出、净化、净化后液用硫化氢沉钴、含锰溶液生产电解锰工艺；2.湿法中，一是两矿法：即先用硫铁矿作还原剂浸出钴土矿中有价元素Co、Ni、Mn、Cu；然后用软锰矿作氧化剂浸出钴硫精矿中有价元素Co、Ni、Mn、Cu，即为两矿法；二是采用亚硫酸钠还原浸出低锰或无锰的钴土矿(钴氧化矿)法；三是采用二氧化硫(SO₂)还原浸出法。

上述两种方法中，火法的能耗高、污染严重；而所述湿法中，“两矿法”的钴、锰回收率低，能耗大，渣率大；“亚硫酸钠还原浸出法”和“二氧化硫(SO₂)还原浸出法”中，因亚硫酸钠和二氧化硫价高不易得，且易分解和易挥发导致钴土矿中有价金属提取生产成本太高和环境二次污染等。

发明内容

为克服传统法用高锰钴土矿提取有价金属产品回收率低、能耗大、成本高，且劳动强度大，对环境污染严重的缺点。

本发明的目的旨在提供一种即经济又环保的综合回收高锰钴土矿的处理方法，该方法具有以下优点：原料来源广，工艺及设备简单，操作稳定，能耗低，生产成本低，具有广泛的实用性，显著的经济效益和社会效益。

本发明提供一种综合回收高锰钴土矿的处理方法，具体通过以下技术方案来实现：

一种综合回收高锰钴土矿的处理方法，该方法的工艺流程由以下步骤组成：

(1)还原浸出步骤：

将1000重量份、粉碎至150微米-75微米、含锰量为20％-50％的钴土矿按液固重量比为1-5∶1的比例投入到清水中，调成料浆，将料浆升温至50-70℃，然后同时加入200-500重量份的硫代硫酸钠和350-900重量份的浓硫酸，还原浸出反应时间控制在4-6小时左右，且反应过程中应始终控制PH1-2.5，同时应保持搅拌均匀，反应结束后过滤得到滤液作为备用，该滤液中含有有价金属离子：Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺和杂质金属离子：Fe³⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等，弃去滤渣；

(2)初步净化步骤：