[发明专利]综合回收钴铜合金中钴、铜、铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钴铜合金的湿法冶金方法及一种综合回收钴铜合金中多金属有价元素钴、铜、铁的有效方法，尤其涉及一种综合回收钴铜合金中高含量铁的有效方法。

背景技术

钴铜合金是铜冶炼过程中，转炉吹炼得到的转炉渣经电炉造硫和还原熔炼后，得到富含铜、钴、铁等元素的合金渣。该合金一般含钴8%～30%、铜10%～35%、铁10%～50%，此外，还含有一定量的硅、锰、镍。当该合金中含铜高时，合金外表颜色呈现紫红色，称之为赤合金；当该合金中含钴高时，合金外表颜色呈现灰白色，称之为白合金。该合金为水淬产物，骤冷时边部收缩，致使原料多为球状，一般以8mm为限；8mm以上多为不规则结核状，浑圆状周边，棱角不突出，个别颗粒带有枝杈似“水雷状”，最大粒度长轴大于20mm；8mm以下多为球粒状，主要以2mm～5mm为主，粒度小于2mm的较少。这种钴铜合金大量来源于非洲，在当地已堆存了近70年。目前，该合金作为钴、铜原料，大量从干果金、扎伊尔、赞比亚等国家输入我国，成为我国广泛使用、价值量大的有价原料，深受钴、铜加工企业的青睐。

目前，处理钴铜合金的主要工艺路线为：首先，将合金进行球磨或雾化制粉，将合金制成一定粒度的合金粉，以备后续浸出使用；然后，在盐酸、硫酸或二者混合酸中进行催化氧化浸出，使合金中的金属元素钴、铜、铁较完全浸出，进入浸出液，备后续净化、分离使用；其次，将浸出液中大量的铁除去，并在后续工艺中除去其他杂质元素；最后，分离、提纯铜、钴，根据所需产品结构，得到满足国标的相应铜、钴产品。

上述主体工艺中，由于钴铜合金中铁的含量很高，一般含铁在30%左右，有的高达40%，甚至50%。浸出过程中，该合金中的铁几乎完全浸出，进入浸出液；在净化除铁过程中，不仅消耗大量的试剂、材料，动力消耗大，且工序长、操作繁杂，生产成本高。更为重要的是铁渣量大，夹带了大量的钴、铜有价元素，导致钴、铜大量损失（钴、铜损失在5%左右），影响有价元素的回收率，不利于钴、铜的回收；同时，增加了后续提纯分离处理的负荷，提高了劳动成本；最为重要的是钴铜合金中高含量的铁没有得到综合回收利用，不符合低碳环保的冶金理念。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中存在的浸出率低、效率低、能耗高、污染环境、渣量大、钴铜回收率低，更为重要的是合金中铁不能综合回收利用等弊端，提供了一种清洁、高效、资源综合利用率高、绿色环保的综合回收钴铜合金中钴、铜、铁的方法，该方法具有流程短、操作简单、原料消耗少、能耗低、金属的回收率高、生产成本低等特点，能实现清洁节能、环境友好的冶金目的，尤其是综合回收了钴铜合金中的高含量铁，使其中的铁资源化、变废为宝。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种综合回收钴铜合金中钴、铜、铁的方法，该方法为全湿法冶炼工艺，该方法主要包括如下步骤：

（1）气雾化氧化制粉：在气雾化制粉设备内将钴铜合金熔化，采用高压氧气或富氧空气将熔融态的钴铜合金进行气雾化氧化制粉，使合金粉充分氧化，过筛，得钴铜合金粉末； 

（2）加压催化氧化浸出：在加压釜内加入浸出剂、催化剂和步骤（1）所得的钴铜合金粉，加热达到浸出温度后，向加压釜中通入氧气或富氧空气（优选为氧气），进行加压催化氧化浸出处理；在加压催化氧化浸出处理过程中，使钴铜合金粉中的钴、铜以Co²⁺、Cu²⁺的形式浸出，并使钴铜合金粉中的铁经过浸出、铁离子的转化，以铁红的形式留存于浸出渣中；

（3）分离提纯：上述的加压催化氧化浸出处理完成后，将所得的浸出液进行分离、净化、提纯，分别得到钴产品和铜产品，浸出渣另行回收处理。