[发明专利]一种硫酸体系电积生产金属钴的方法

说明书

本发明提供了一种硫酸体系电积生产金属钴的方法，其包括以下步骤：将含镉钴料与废水、酸混合浸出、除铁，接着进行硫化氢除镉，得到除镉钴溶液；对除镉钴液进行P204萃杂、P507全萃钴，P507负载有机进行两段反萃钴，一段用钴电积后液反萃钴，得到一段反萃钴液，二段用稀硫酸反萃钴；对一段反萃钴液进行硫化氢除镉、除硫，得到除硫钴液；对除硫钴液进行活性炭吸附除油及其它有机物，过滤得到除油后液；向除油后液中加入电积后液、硼酸，进行电积生产金属钴，阴极用钴始极片，阳极板为钛镀铱钽材质，无隔膜电积。本发明的技术方案，提高了原料适用性，钴回收率高，在简化工艺流程的同时，保证硫酸体系电积钴产品的质量。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，尤其涉及一种硫酸体系电积生产金属钴的方法。

背景技术

钴金属是一种极其重要的战略金属，因具有耐腐蚀、熔点高、强磁性等优良性能被广泛用于制造耐热耐磨合金、永磁材料、低膨胀系数合金及贮氢合金等。科技的进步使钴在各行业中的应用日益深入，对钴金属的纯度要求越来越高，如用作电子元件的靶材要求钴纯度达到99.999 %以上，而大部分高纯钴由电解钴通过精炼提纯得到。

钴金属通常采用可溶阳极电解或不溶阳极电积方法进行生产。不溶阳极电积生产方法具有流程短、金属回收率高、环保效果好等优势逐渐成为当前钴金属生产的主流方法。在钴金属不溶阳极电积生产工艺中，按照电解质类型可分为氯化钴体系、硫酸钴体系电积两种。氯化钴体系电积过程阴极极化小，原料适用性较好，曾长期作为电解钴生产的主流工艺。然而，氯化体系电积副产物氯气对电解槽密封、设备防腐、环保设施要求很高，电积设备、尾气吸收设施投资大。随着近年来环保要求日益严格，氯化体系电积流程面临的环保问题日益突出，电积副产物氯气处理成本攀升，目前钴生产企业逐渐倾向于采用设备投资少、环境更好友的硫酸体系电积工艺。

现行电钴行业标准《YS-T 255-2009》中Co9980电钴要求Cd杂质不大于7ppm，Co9995、Co9998牌号分别为Cd不大于5ppm、2ppm。生产实践表明，硫酸体系电积过程中，为保证电钴产品达到Co9980及以上牌号质量要求，硫酸钴电积前液钴镉比要达到800000~1000000，即电积前液Co 80~100g/L，镉含量不能高于0.0001g/L。

业内对镍钴溶液中镉净化技术也进行了较多的研究：在专利CN103060555B中，采用萃取与离子交换组合工艺对含镉小于0.1g/L的镍钴溶液进行净化，净化后液含镉能达到0.001g/L左右，但是该方法适用于氯化钴体系。公开专利CN105624429A中，基于镉离子与氯离子生成络合阴离子后在萃取过程中不进入萃取有机相的原理，通过萃取分离钴镉，所得钴溶液中含镉为0.0005g/L左右，该方法需要氯化钴与硫酸钴萃取生产线相互配合，单条硫酸钴萃取线无法达到效果，因此仅适合于氯化钴萃取系统。上述镍钴溶液中镉净化方法能达到一定效果，除镉后溶液可满足硫酸镍、硫酸钴或氯化钴盐类产品生产要求，但还达不到硫酸体系电积钴控制要求。专利CN101195862A中，采用D201阴离子树脂对含镉的钴溶液进行净化除镉，净化后钴液含镉小于0.0001g/L，除镉效果较好，然而树脂除镉方法仅适用于含镉小于0.05g/L的氯化钴溶液，不适用于高镉含量的硫酸钴溶液。此外，专利CN201390775Y公开了一种硫化氢去除镍钴溶液中铅镉汞铜杂质的装置，为镍钴溶液中除镉方法及实现手段提供了参考，专利中未明确硫酸钴溶液中除镉的条件、效果及溶液后续处理方法。

目前，除了杂质Cd以外，影响电钴产品质量的Fe、Zn、Mn、Cu、Ni、Pb等均可采用萃取分离或其它方法净化达到要求。受到硫酸钴溶液中镉净化技术的制约，现阶段含镉的钴原料在硫酸体系电积钴生产中还未得到应用。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种硫酸体系电积生产金属钴的方法，解决了含镉的钴原料应用难题，工艺流程简单，钴回收率高，在钴资源短缺背景下具有重要意义。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种硫酸体系电积生产金属钴的方法，其包括以下步骤：