[发明专利]一种高钴冶锌废渣除钴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶锌废渣除钴的方法，特别是一种高钴冶锌废渣除钴的方法。

背景技术

钴是湿法炼锌工艺中主要杂质元素，其在硫酸锌溶液中含量高低对电锌产品质量、经济技术指标以及湿法炼锌系统的正常运转影响显著。例如，当硫酸锌溶液中钴离子超过1mg/L时，会导致锌电解系统电流效率降低，严重时发生烧板现象。因此，湿法炼锌工艺对硫酸锌溶液中的钴杂质离子浓度有极其严格要求，通常要求这些杂质含量均小于1mg/L，甚至更低。

在传统的除钴工艺中，首先将钴与锌同时浸出进入酸浸液，此时钴的浸出率通常达80%以上，然后将酸浸液的pH值调到一定值后，采用锌合金粉如锌-锑、锌-铅或锌-铅-锑合金将钴置换出来，为了使净化后的硫酸锌电解液中的钴离子小于1mg/L，通常锌合金粉的加入量达理论量的150倍以上，大大增加了除钴净化成本。产生的钴渣中钴含量不到2%，其余为未参与反应的锌合金和硫酸根及氧化物，从而又增加了钴渣的二次分离回收成本。此外，现有方法进行除钴时，得到的置换钴纯度低、锌粉利用率低。

因此，现有技术中存在除钴净化成本高，置换钴纯度低、锌粉利用率低的问题。

发明内容

针对上述传统除钴技术存在的问题，本发明提供一种高钴冶锌废渣除钴的方法。本发明方法低成本，彻底解决高钴冶锌废渣浸出液净化除钴过程中锌合金粉用量高和净化成本高的难题。且本发明方法进行高钴冶锌废渣浸出及除钴处理时，锌浸出率高达98%以上，而钴浸出率小于0.03%。

本发明的技术方案：一种高钴冶锌废渣除钴的方法，它是将高钴冶锌废渣进行高压氧化浸出废渣中的锌，同时将高钴冶锌废渣中的二价钴氧化为三价钴，调整反应体系的pH值，生成三价钴沉淀物，从而达到除钴的目的；具体包括以下步骤：

（1）按液固比为3～8:1的比例依次将硫酸溶液和高钴冶锌废渣加入反应釜中，得A品；其中，硫酸溶液中的硫酸量为硫酸与高钴冶锌废渣中金属元素的摩尔比0.9～1.5:1；

（2）按氧化剂与高钴冶锌废渣中钴和铁的总摩尔数比2～5:1向反应釜中加入氧化剂；得B品；

（3）B品在反应温度为100～140℃条件下，搅拌反应0.5～2h，得C品；

（4）反应结束并泄压后，在保持反应温度为90～100℃下，再向C品中同时加入氧化剂和pH调整剂，当反应体系的pH值达2.0～5.0时停止加入pH调整剂，继续搅拌20～40min，过滤，得到除钴硫酸锌液。

前述的高钴冶锌废渣除钴的方法中，所述的氧化剂；是双氧水、过硫酸钠、过硫酸钾或过氧化钠中的一种以上。

前述的高钴冶锌废渣除钴的方法中，步骤（4）中，所述的再向C品中同时加入氧化剂；是按氧化剂与高钴冶锌废渣中钴摩尔数比3～6:1向C品中加入氧化剂。

前述的高钴冶锌废渣除钴的方法中，所述的pH调整剂；是氨水、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钙中的一种以上。

本发明具有以下有益效果：

（1）高压氧化浸出高钴冶锌废渣时，锌浸出率达98%以上；

（2）高压浸出段加入氧化剂，将钴和铁氧化为三价金属，泄压后再加入氧化剂，将部分被还原为二价的三价钴再氧化为三价钴，则当反应体系的pH值达2.0～5.0后，三价钴和铁均以氢氧化物形式沉淀而残留在浸出渣中，使得钴的浸出率小于0.03%,则浸出液中的钴含量小于1mg/L，达电解硫酸锌溶液中钴含量的要求，从而减少后继除钴的工艺；

（3）高钴冶锌废渣浸出时间短、能耗低。

具体实施方式

以下实施例所用高钴冶锌废渣中锌和钴的含量分别为35.27%和1.25%。

实施例1。

一种高钴冶锌废渣除钴的方法，具体包括以下步骤：

（1）按液固比为3:1的比例依次将硫酸溶液和高钴冶锌废渣加入反应釜中，得A品；其中，硫酸溶液中的硫酸量为硫酸与高钴冶锌废渣中金属元素的摩尔比0.9:1；

（2）按氧化剂与高钴冶锌废渣中钴和铁的总摩尔数比2.0:1向反应釜中加入双氧水；得B品；

（3）B品在反应温度为100～110℃条件下，搅拌反应2h，得C品；

（4）反应结束并泄压后，在保持反应温度为90～100℃下，按氧化剂与高钴冶锌废渣中钴摩尔数比5:1向C品中加入双氧水和氨水，当反应体系的pH值达2.0～3.0时停止加入氨水，继续搅拌40min，过滤，得到除钴硫酸锌液，其中，锌和钴的含量分别为99.16g/L和0.71mg/L，则锌和钴的浸出率分别为98.4%和0.021%。