[其他]钴镍合金废料的综合处理法

说明书

本发明属湿法冶金，特别涉及从钴镍合金废料中提取钴、镍等有价金属。

钴镍合金废料一般含有Co、Ni、Fe、Cu等有价金属。目前，国内处理钴、镍合金废料时，大多是先用火法处理，后用湿法处理，如：

1、采用低温氯化焙烧，生成FeCl₃与氯化钴、氯化镍分离，氯化钴、氯化镍送湿法处理;

2、将合金在高温下铸成阳极，在硫酸溶液中电溶，再进行湿法处理;

3、将合金熔化水淬制粒，在硫酸溶液中进行堆浸。但浸出一定时间后，便被铜包裹使反应中止。为了解决这一问题;a、加硝酸溶解去膜;b、采用滚动浸取（磨擦）去铜。

采用上述多法的主要缺点是能耗大、劳动条件差。

国外在对含钴镍的溶液进行萃取时，一般用有机磷酸等作为萃取剂，例如美国专利US    3399055、US    4088733、US    4246240中所述的萃取剂均为此类。

用此类萃取剂分离钴镍同样面临着反萃除铁的问题，按常规，反萃除铁剂一般采用盐酸，但盐酸不仅反萃效率低，再皂化时有机相出现棕红色沉淀物，须过滤方可进入萃取系统，给工艺带来困难，而且劳动条件差，对设备腐蚀较强。据清华大学核能技术研究所1983年6月发表的《乙基磷酸甲庚酯对镍、钴和其它杂质元素的萃取行为》一文所述，采用草酸作为有机相5709中铁的反萃剂，在技术上是先进可行的。但草酸作为铁的反萃剂，其成本是一个必须解决的难题，草酸如不能再生反复使用仅一次性使用便废弃，那么效果再好，也只好望而却步，所以草酸能否再生反复使用是其能否工业实用的关键。

为了克服上述缺点和不足，本发明提供了一种钴镍合金废料的全湿法处理新工艺，从而可达到工艺简单可靠，成本较低，改善劳动条件，各种形体的钴镍合金均可直接处理的目的。

本发明所述的工艺流程如附图所示。1是钴镍合金废料。2是CuSO₄溶液。3是溶浸。

根据1982年11月葫芦岛锌厂研究所《国外钴冶炼》所述，苏联在含Cu 10～20克/升，酸50～60克/升，富氧空气条件下用硫酸铜置换浸出，可得含Co 5～8克/升、Ni 12～20克/升、Cu 6～12克/升的溶液。但按此条件进行浸出，发现反应进行30分钟后，合金被铜包裹，置换反应中止。因此，本发明在该步骤做了改进，即，在一定量的水溶液中加入废钴镍合金，通过升温、鼓风或不鼓风，定量加入含Cu⁺⁺的硫酸铜溶液，然后停风停汽，静置反应11～18小时产出含钴、镍、铜、铁的溶液，并产出部分铜粉。在本步骤所述的鼓风条件下，合金生成的海绵铜可自行脱离。在本步骤所述的不鼓风条件下，合金周围生成的海绵铜也可以疏松状态在合金围绕，反应仍能顺利进行。

4是溶浸后生成的铜粉。5是溶液。6是除铁和铝步骤。由于上述步骤产出的溶液中含铜量很低（可≤0.01克/升），因此本步骤不必再除铜，仅除铁和铝即可。除铁和铝采用常规的黄钠铁矾法。

7是萃取系统。8是CoSO₄溶液（送钴电解系统处理）。9是NiSO₄溶液（用于制取NiSO₄盐）。在萃取系统中，采用的萃取剂是P₅₀₇，稀释剂是200号溶剂油，采用串级萃取原理得纯度为99.9%的硫酸镍溶液和纯度为99.5%的硫酸钴溶液，分段反萃可进一步提高硫酸钴的纯度。

自P₅₀₇应用于镍钴萃取分离后，便一直存在着铁的反萃这一难题，经采用草酸对P₅₀₇有机相中的铁进行反萃的实验，得到了与《乙基磷酸甲庚酯对镍钴和其它杂质元素的萃取行为》一文中所述的相似的结论：铁的反萃率随试剂浓度的提高而提高，而随相比的增加而下降。实验结果见表一，表二。

Fe＝1.2毫克/升、H₂C₂O₄＝30克/升反萃时间：8分钟。

经草酸反萃后的有机相再皂化时无棕红色沉淀，从表一可见，当草酸浓度为30克/升，相比为1∶1时，铁的反萃率是理想的。

现在，草酸再生的问题显得格外突出。为了解决这一问题，本发明选用了经过处理的阴离子交换树脂作为再生剂，从而创立了草酸再生工艺。该结果见表三。

表三    交换前后草酸液含铁量（小型试验）