[发明专利]一种湿法炼锌净化钴渣选择性分离钴锰锌镉的方法

说明书

本发明公开了一种湿法炼锌净化钴渣选择性分离钴锰锌镉的方法。该方法是将净化钴渣采用硫酸溶液浸出，得到浸出液和浸出渣；将所述浸出液使用锌粉置换镉，得到镉渣和置镉后液；将所述置镉后液通过萃取分离回收锌和钴；将所述浸出渣采用含氨溶液浸出，得到钴氨配合物溶液与富锰渣。该方法工艺流程短，操作难度低，技术条件易控制，对环境友好，可实现湿法炼锌净化钴渣中钴、锰、锌和镉四种金属的高效分离回收，与湿法炼锌主系统适应性强，具有较好的产业化应用前景。

技术领域

本发明涉及一种湿法炼锌净化钴渣处理方法，具体涉及一种湿法炼锌净化钴渣选择性分离钴锰锌镉的方法，属于有色金属冶炼综合回收利用技术领域。

背景技术

钴及其化合物在新能源材料、特殊性能合金等关键领域有着广泛的应用。随着智能设备和新能源汽车产业的快速发展，钴的需求量将越来越大。我国钴资源以共伴生矿为主，储量仅占世界钴资源储量的1.1％，对钴资源的进口依存度较高。含钴二次资源的回收可以缓解我国钴资源短缺的现状，同时提高资源利用效率，减少传统堆放或焚烧所造成的环境影响。含钴二次资源包括锌系统、铜系统或镍系统生产中副产出的含钴渣以及报废镍氢电池和钴酸锂电池等，通常钴渣中含钴量约为0.5％～6％，是普通钴矿石含钴量的多倍。

在湿法炼锌过程中，为了消除溶液中钴等杂质金属离子对后续电积步骤的不利影响，需对浸出液进行净化，常用的除钴工艺有锌粉置换、α-亚硝基-β-萘酚除钴、黄药除钴等，同时会产生大量含锌、钴、锰、镉等有价金属的净化钴渣。净化钴渣中的锌经处理可循环回收至湿法炼锌系统，其他有价金属经分离富集后也可进行回收利用，具有较高的回收价值。

目前，湿法炼锌净化钴渣的回收主要是通过酸浸或者碱浸，将全部或者一部分有价金属溶解到溶液中，在溶液中进行分离富集。常用的分离方法有氧化沉淀法、锌粉置换法、溶剂萃取法等，但由于锌和钴的性质相似，氧化沉淀法和锌粉置换法难以对锌和钴进行深度分离，溶剂萃取法分离效果较好，但萃取剂使用成本较高。对于所含有价金属种类较多的净化钴渣，单一的分离方法通常无法做到对全部有价金属的富集回收。

发明内容

基于现有技术中对湿法炼锌净化钴渣回收技术存在的对有价金属选择性差、分离效率低且分离不彻底的缺陷，本发明的目的是在于提供一种湿法炼锌净化钴渣选择性分离钴锰锌镉的方法。该方法采用选择性酸浸法-溶剂萃取法-氨浸法联合工艺，高效富集回收净化钴渣中钴、锰、锌和镉四种主要有价金属，工艺流程短，处理成本低，可实现净化钴渣的绿色高值利用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种湿法炼锌净化钴渣选择性分离钴锰锌镉的方法，其包括以下步骤：

1)将净化钴渣采用硫酸溶液浸出，得到浸出液和浸出渣；

2)将所述浸出液使用锌粉置换镉，得到镉渣和置镉后液；

3)将所述置镉后液通过萃取分离回收锌和钴；

4)将所述浸出渣采用含氨水溶液浸出，得到钴氨配合物溶液与富锰渣。

本发明通过选择性酸浸法-溶剂萃取法-氨浸法联合工艺，可逐步富集回收净化钴渣中钴、锰、锌和镉这四种有价金属，操作简单，可控性强，其中各步骤中的反应原理如下：

硫酸浸出：Zn+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂

Cd+H₂SO₄＝CdSO₄+H₂

ZnO+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂O

CdO+H₂SO₄＝CdSO₄+H₂O