[发明专利]一种利用金属熔体萃取处理铜钴合金的方法

说明书

本发明公开了一种利用金属熔体萃取处理铜钴合金的方法：(1)将待处理的铜钴合金与金属萃取介质放入坩埚中，在惰性保护气氛下加热使金属萃取介质熔化并保温，待合金中的铜进入金属熔体后固液分离，得到残留合金和萃后熔体；(2)将萃后熔体进行真空蒸馏，分离萃取介质和铜，提取出铜。本发明利用金属熔体萃取处理铜钴合金分离出的金属铜可用作生产铜产品的优质原料，分离出的多孔铁钴硅合金颗粒，有较高的比表面积，极易破碎，后续采用酸性浸出时其浸出效果好。

技术领域

本发明属于冶炼领域，涉及一种利用金属熔体萃取法从铜钴合金中提取分离钴、铜等有价金属的方法。

背景技术

近年来，我国铜、钴的消费量大幅增长，但受矿产资源条件的制约，供需形势严峻，我国铜资源的对外依存度始终维系在70％左右，钴资源对外依存度维系在90％左右。因此，铜和钴都属于我国严重紧缺的金属资源。刚果(金)和赞比亚是世界上最大的钴资源国，铜钴合金通过电炉还原熔炼氧化铜钴精矿制得，主要含铜：10～70％，铁：5％～50％，钴：10～40％，硅：0.1％～15％。铜钴合金是目前刚果(金)铜钴矿深加工产品的主要形式之一，也是我国今后进口铜、钴资源的主要原料之一。

目前处理铜钴合金的工艺多为湿法，由于铜钴合金硬度大，难溶解，处理的难度集中在铜钴合金的浸出工艺。现阶段主要的浸出工艺为：

1、电溶解法：将铜钴合金块作为阳极，铜板作阴极，在硫酸体系中电解使铜、钴从阳极上溶解进入溶液。此方法工艺操作简单，产品质量高，但工艺流程长，电耗高，钴回收率低。

2、直接酸性法：首先将铜钴合金送入球磨机或管磨机细磨，使铜钴合金粉末的粒度降至100μm以下，然后配入氧化剂，在硫酸、盐酸、硝酸或其混合酸体系中浸出，铜、钴等有价金属溶入酸性溶液。该方法反应速度慢，浸出效率低，而且生产流程长，成本高。

3、氯气浸出法：首先将铜钴合金磨细，然后在密闭的反应器中将铜钴合金粉末和盐酸加入反应器中，通入氯气进行氧化溶解。虽然浸出效率高，但对设备防腐和密闭性要求高。

4、高温高压浸出法：首先将铜钴合金磨细，使用盐酸或硫酸将合金粉末在一段常压和一段高温高压下浸出。该方法对设备要求较为严苛，需要设备在高温高压的条件下抗腐蚀。

铜钴合金经浸出处理后的浸出后液可经氧化中和法、黄钾铁矾法除铁后分别进入电铜、电钴的生产环节，也可使用萃取法分离金属离子。

但现有技术的浸出工艺普遍具有生产流程长，产生废水废气等缺点。为解决浸出率低的问题，还需先将铜钴合金磨细至一定粒度。由于铜钴合金硬度高，此预处理工序能耗非常高，设备损耗严重。因此亟需利用一种清洁高效的方法处理铜钴合金。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种利用金属熔体萃取处理铜钴合金的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种利用金属熔体萃取处理铜钴合金的方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：

(1)将待处理的铜钴合金与金属萃取介质放入坩埚中，在惰性保护气氛下加热使金属萃取介质熔化并保温，待合金中的铜进入金属熔体后固液分离，得到残留合金和萃后熔体；

(2)将萃后熔体进行真空蒸馏，分离萃取介质和铜，分离出的萃取介质可回收或重新利用。

上述的方法，优选的，步骤(1)中，金属萃取介质为镁、铅中的任意一种或镁-铅二元合金。

上述的方法，优选的，步骤(1)中，镁-铅二元合金中Mg与Pb的质量比为1:3，控制镁铅合金中Mg与Pb的质量比为1:3，可以最佳地在抑制钴和硅溶出的同时保持较高的铜萃取率，可提高蒸馏后铜的纯度。