[发明专利]一种硫化铜钴矿富氧悬浮焙烧的方法

说明书

本发明提供了一种硫化铜钴矿富氧悬浮焙烧的方法，属于冶金和化工的交叉领域。该方法首先将硫化铜钴矿与循环的含酸溶液混合并配置成浆，矿浆雾化进入焙烧炉后进行可调式富氧悬浮焙烧，完成强化的硫酸化过程或氧化过程；焙烧产生的烟气经制酸工艺得到成品硫酸和含酸溶液；焙砂进行硫酸浸出，浸出液萃取后得到含铜液和含钴液；含铜液电积后得到阴极铜和含酸溶液；含钴液经钴回收后得到粗制氢氧化钴。该方法解决了在硫化铜钴矿焙烧过程中，由于矿石成分变化导致焙烧炉无法正常运行的问题，提高焙砂铜钴金属浸出率的同时降低了烟气制酸成本，循环利用含酸溶液，实现工艺废酸零排放。

技术领域

本发明属于冶金和化工的交叉领域，具体涉及一种硫化铜钴矿富氧悬浮焙烧的方法。

背景技术

铜是国民经济发展中不可或缺的基础金属，广泛应用于电力、机械、交通、建筑等领域。钴是重要的战略金属，三元电池行业的迅猛发展是钴需求迅猛增加的主要原因。我国铜、钴储量占全球储量的3.1%和1.1%，对外依存度均高达75.0%。刚果(金)铜钴矿储量丰富，已成为我国主要的钴、铜资源海外供应基地之一。

刚果（金）铜钴矿钴品位高，钴铜比可达3:1，但矿石中硫品位不稳定，部分资源硫含量低。此外，当地基础设施落后，技术装备水平低，工业基础薄弱，技术工人缺乏，部分辅料不能自给只能进口且进口价格昂贵，当地不具备传统火法冶炼处理工艺所需的各种基础条件，且火法冶炼无法回收铜钴矿中的钴资源。因此，开发刚果（金）铜钴矿高效综合利用的新技术至关重要。

现在对刚果（金）铜钴矿进行提炼的工艺主要是焙烧-浸出-萃取-电积工艺，该工艺能否顺利进行取决于焙烧工序。由于当地铜钴矿硫品位不稳定，且大部分矿石钴含量高，常规焙烧技术无法实现低硫铜钴矿的自热焙烧，且焙烧后钴浸出率低。

中国专利CN110846496A公开了一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，采用钠盐废水与高品位硫铁矿及铜钴矿调浆后经软管泵送入沸腾炉内焙烧，焙砂与烟尘进行酸性浸出。此方法通过配入高硫矿实现焙烧自热过程，但是不适用于缺少硫铁矿资源的地区。

现有技术硫化铜钴矿焙烧，还存在焙砂金属高浸出率与高SO₂浓度烟气制酸相互制约、难以平衡的问题。也就是说，若提高焙砂金属浸出率，则烟气SO₂浓度低，制酸成本高；反之若为了获得高SO₂浓度烟气，则焙砂金属浸出率下降；二者相互制约、难以平衡。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷与不足，本发明提供了一种硫化铜钴矿富氧悬浮焙烧的方法，该方法流程高效简洁，强化了铜钴矿焙烧作用，解决了铜钴矿焙烧后焙砂金属高浸出率与高SO₂浓度烟气制酸相互制约、难以平衡的问题。同时，废酸循环利用不仅解决了废酸污染问题，而且降低了烟气制酸成本。该方法原料适应性强，特别适用于低硫铜矿或者富钴铜钴矿的处理。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种硫化铜钴矿富氧悬浮焙烧的方法，包括以下步骤：

（1）将硫化铜钴矿与循环的含酸溶液混合并充分搅拌制成矿浆；

（2）将矿浆雾化喷入焙烧炉内进行可调式富氧悬浮焙烧，完成强化的硫酸化反应或氧化反应后，得到烟气和焙砂；

（3）将烟气经过冷却净化，进行制酸得到成品酸和含酸溶液；含酸溶液返回步骤（1）或者步骤（2）进行循环利用；

（4）将焙砂加入硫酸进行第一段浸出，使焙砂中的硫酸盐或氧化物转化为硫酸根离子溶于酸液中，浓密分离得到第一段浸出液和第一段底流；在底流中加入硫酸进行第二段浸出，过滤后得到第二段浸出渣和第二段浸出液；