[发明专利]含钴原料中提取钴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿物冶炼领域，特别地，涉及一种含钴原料中提取钴的方法。

背景技术

钴是一种重要的战略金属，具有优良的物化性能，是各种特殊钢、耐热合金、抗腐蚀合金、磁性合金、硬质合金、催化剂及电池等的重要原料。我国钴资源缺乏，主要依赖进口。目前，生产钴的原料分为两大类：一类是各种含钴矿物原料，如钴硫精矿、钴土矿、硫化铜镍矿渣、砷钴矿、锌冶炼钴渣、黄铁矿及深海锰结核等；一类是在生产和使用过程中产生的含钴废料，如各种含钴合金废料、含钴催化剂、含钴废二次电池材料等。由于原料的不同，金属钴或钴盐的生产工艺也不同，且使用不同的辅料在一定程度上也影响钴生产工艺流程的选择。钴冶炼工艺综合起来可以归为两类：一类是火法-湿法联合流程，即钴原料经火法预处理，使钴初步富集，然后通过湿法提取；另一类是全湿法流程，即钴原料经湿法浸出，脱除杂质制备纯净钴溶液，制备钴及其化合物。

国外处理钴冶炼工艺因原料的不同采用的生产方法各不一样，但基本上都是将含钴的物料溶解使钴进入溶液(或已经在各种废液中)，然后采用化学净化法或萃取等方法除去各种杂质特别是Fe、Cu、As等，然后进行Ni、Co分离，Ni、Co分离通常利用Co(III)有较低的溶度积，用各类氧化剂将Co(II)氧化为Co(III)后与Ni分离或萃取分离Ni、Co。分离过程有时要反复进行，使得钴中的杂质能有效地被分离。

如：芬兰Outokumpu Oy公司的Kokkola钴厂，所处理的黄铁矿含Co 0.0～0.7％，是将黄铁矿焙烧焙砂急冷后直接浸出，目的是使焙烧焙砂中的Fe尽可能转化为不溶于酸的铁氧化物，这样在浸出液的处理上可以简化，降低处理成本。德国的Duisburger Kupfer Hütte黄铁矿处理厂，采用黄铁矿烧渣生产钴，烧渣成分为：Cu 0.8～1.5％，Co 0.3～0.5％，Zn 2.0～3.5，Fe 54～58％，S 2.5～4.0％，Pb 0.3～0.7％，将焙烧焙砂氯化，使含钴等金属易于浸出，使之与铁尽可能分离开。也是采用含钴黄铁矿为原料，其黄铁矿含钴达1.5％，其生产工艺与德国的Duisburger Kupfer Hütte工艺相似。

以含钴和铜为主的氧化矿或硫化矿的典型生产流程是扎伊尔Gecamines公司的Panda Smelter厂与比利时Metallurgie Hoboken-Overpelt S.A.公司的Olen Usine厂处理氧化铜钴精矿的联合流程。含Co 6～8％，Cu 5～12％氧化铜钴精矿在Panda Smelter加工成为铜钴铁合金，产出含Co 45％、Cu 15％、Fe 39％和Cu 89％、Co 4.5％、Fe 4％的合金，该合金送到Olen Usine厂加工生产出金属钴和钴盐。

赞比亚Zambia Consolidated Mines Ltd.公司的Chambishi Cobalt Plant，处理的铜钴矿精矿成分：Co 3～4％，Cu 18～30％。先将铜钴硫化精矿进行氧化焙烧，产出的焙烧矿再经多膛炉氯化焙烧，氯化焙烧矿经湿法处理得到钴盐，钴盐经锻烧和电炉熔炼产出金属钴，金属钴经电解精炼得到商品钴。

以砷钴精矿为原料的加拿大的Deloro Smelting and Refining Co.公司的Deloro Cobalt Plant厂，处理摩洛哥的砷钴矿和加拿大自产的银砷钴矿，电炉熔炼产出的黄渣先经焙烧后成为可溶性的钴，电炉渣则经鼓风炉熔炼产出砷冰铜，鼓风炉和黄渣焙烧烟尘回收As₂O₃，砷冰铜和黄渣浸出后的浸出液合并采用化学法净化，然后生产金属钴。

从镍冶金工艺中回收钴根据镍冶金工艺的不同而不同。在镍的电解工艺中基本上采用非常类似的工艺，只是在最近将新工艺溶剂萃取技术用于Ni-Co的分离上。加拿大International Metals Co.公司的Port Colborne Cobalt Plant厂，从含Co 0.1g/l，Ni 50g/l，Cu 0.3g/l，Fe0.1g/l镍电解废液中回收钴，先采用化学方法净化含钴溶液，然后综合沉淀产出Co(OH)₃，经锻烧得到氧化钴，氧化钴经反射炉还原熔炼得到阳极钴，再经电解精炼后产出商品钴。