[发明专利]一种从铜钴矿预处理浸出液中协同萃取钴的工艺

说明书

本发明涉及湿法萃取提钴技术领域，具体公开了一种从铜钴矿预处理浸出液中协同萃取钴的工艺，包括以下步骤，铜钴矿经酸浸后得到含铜、钴以及其它金属的浸出原液，向该浸出原液中加入羟肟萃取剂萃取提铜得到除铜萃余液；向萃余液中加入氧化剂，再加入碱调节溶液的pH值，固液分离得到含钴预处理浸出液；向含钴预处理浸出液中加入协萃有机相，搅拌混合；完成钴的萃取后，进行两相分离，向载钴协萃有机相中加入含钴洗水；洗涤完成后，进行两相分离，向洗涤之后的载钴有机相中加入反萃液，反萃完毕后，进行两相分离，所得反萃水相为富钴液用于制备钴盐产品。采用本方法钴的萃取率达到了99.3％以上。

技术领域

本发明涉及湿法萃取提钴技术领域，特别涉及一种从铜钴矿预处理浸出液中协同萃取钴的工艺。

背景技术

近些年来，新能源电动汽车发展迅猛，市场对燃料电池的需求剧增，作为多数动力电池的原材料，钴产品的市场需求越来越旺盛。铜钴矿是重要的钴资源，有统计显示，将近60％的钴矿资源分布在非洲，其中铜钴矿是最常见、最重要的一种，并且主要集中分布在非洲中部，如刚果(金)和赞比亚。近年来开采的铜钴矿多为氧化矿，容易浸出，得到的浸出液中铜和钴的浓度相对较高，一般来讲，铜的浓度可以达到1.0g/L以上，钴的浓度可以达到0.5g/L甚至更高，而其它有价金属如镍和锌的含量相对较低，一般低于0.02g/L，杂质金属如锰、镁和钙的含量相对较高，通常在0.5g/L以上，有的甚至超过5.0g/L。采用湿法萃取提铜之后，如何采用较低的成本将钴从含有镍、锌、锰、镁和钙等金属的萃余液中分离提纯出来引起人们的广泛关注。

目前有文献报道的提钴工艺为先萃取除铜，再氧化中和除铁，然后加碱沉钴生产粗制氢氧化钴，再将粗氢氧化钴溶解，然后采用普通的膦类萃取剂萃取除杂，除去铜、铁、钙、镁和锰等杂质金属，最后再采用分离效果好的膦类萃取剂分离钴和镍获得相应的钴盐产品。

以上工艺流程总的来讲，首先是要萃取除铜，然后中和除铁，所得除铜沉铁后液再进行沉钴制备粗制氢氧化钴。经由第一阶段沉淀所得的粗制氢氧化钴纯度也相对较低，所含铜、铁、锰、镁、钙等杂质金属的含量较高，特别是镁的含量有时可达到5％以上。这种粗制氢氧化钴不宜直接作为产品使用，需要再次分离纯化。对于粗制氢氧化钴的分离和纯化，目前常用的工艺是将粗制氢氧化钴先用热水在50～60℃温度下搅拌洗涤，以脱除因固体夹带而含于其中的可溶性杂质。

经洗涤后的氢氧化钴需要加入还原剂如亚硫酸钠进行还原，将三价钴还原为二价钴，以利于提高氢氧化钴的浸出率以及后续的二价钴与杂质如铁、锰、铜和锌的萃取分离。还原溶解后所得溶液含砷较高，需在还原溶解液中加入氧化剂和铁使As³⁺氧化成高价离子以生成不溶性砷酸铁而加以除去，而控制二价钴不被氧化成三价钴。初步除砷后所得的含钴溶液中仍含有少量的铁以及铜、锌、锰和钙等杂质，还需要进行深度除杂，一般采用价格低廉分离系数不高的膦类萃取剂如二(2-乙基己基)磷酸酯在相对较低的pH值条件下(如pH3.0)深度萃取除杂，除掉铁、铜、锌、锰、镁和钙等杂质。经深度除杂后，含钴溶液中除了主要成分钴外，还含有少量的镍，还需要使用镍钴分离系数高的萃取剂如乙基己基磷酸单-2-乙基己酯来萃取分离提纯钴，然后萃取了钴的负载有机相还需要经过多级洗涤(一般需要3～5级)，最后洗涤后的载钴有机相经酸反萃后才得到纯度较高的钴盐溶液。

采用上述工艺，铜钴矿浸出液在经过萃取提铜后，需要经过“除铜-沉铁-沉钴-洗钴-再溶解-除铁砷-深度除杂-萃钴-洗涤-反萃”十个步骤的处理才能得到比较纯净的钴盐溶液。该工艺流程冗长、复杂，并且多个步骤都需要加热(50～60℃)，能耗非常高，整个工艺流程需要投入的设备多，试剂多，资金投入大，使用成本高，操作复杂，运行成本高。