[发明专利]一种综合回收高锰钴土矿的处理方法

摘要

本发明公开了一种综合回收高锰钴土矿的处理方法，属于湿法冶金领域，该方法是将高锰钴土矿通过(1)还原浸出、(2)初步净化、(3)锰、钴分离、(4)萃取分离四个工艺步骤处理得到碳酸锰、硫酸铜、碳酸镍和氯化钴或硫酸钴产品。本发明具有的优点：原料来源广，工艺及设备简单，操作稳定，能耗低，生产成本低，具有广泛的实用性，显著的经济效益和社会效益。

主权项

一种综合回收高锰钴土矿的处理方法，其特征在于该方法由下列工艺步骤组成：(1)还原浸出步骤：将1000重量份、粉碎至150微米‑75微米、含锰量为20％‑50％的钴土矿按液固重量比为1‑5∶1的比例投入到清水中，调成料浆，将料浆升温至50‑70℃，然后同时加入200‑500重量份的硫代硫酸钠和350‑900重量份的浓硫酸，还原浸出反应时间控制在4‑6小时，且反应过程中应始终控制PH1.0‑2.5，同时应保持搅拌均匀，反应结束后过滤得到滤液作为备用，该滤液中含有有价金属离子：Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+和杂质金属离子：Fe3+、Zn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na+，弃去滤渣；(2)初步净化步骤：先把步骤(1)滤液中的Fe3+用焦亚硫酸钠还原成Fe2+，然后升温到90℃‑100℃并保温，用碳酸钠中和到PH值为3‑5，再通入空气将Fe2+缓慢氧化3‑4小时，得到的沉淀是FeOOH；然后停止加热，在自然或常温下，依据钙、镁离子与氟化铵的反应原理，按理论计算量的2‑3倍加入氟化铵，反应时间控制在2‑4小时，并控制终点PH 3.8‑4.5，此时，除钙、镁外，铝也沉淀完全，然后用精密过滤器过滤，进行固液分离得到浸出液，该浸出液中含有有价金属离子主要为：Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+；(3)锰、钴分离步骤：分析步骤(2)中得到的浸出液中的钴、镍、铜，按理论计算量的1.5‑2.5倍加入Na2S作沉淀剂，用以沉淀浸出液中的钴、镍、铜，控制反应温度在40‑80℃，搅拌均匀，反应时间2‑4小时，终点PH控制在4‑4.5，用精密过滤器过滤，将浸出液中的钴、镍、铜与锰实现彻底分离，过滤所得的钴、镍、铜的硫化物固体经氧化酸浸后得到不含锰的钴、镍、铜硫酸盐溶液；而过滤所得的母液经碳酸钠沉淀、纯水洗涤、烘干后得到精制的碳酸锰产品；(4)萃取分离步骤：(4.1)铜萃取分离铜：在步骤(3)中得到不含锰的钴、镍、铜硫酸盐溶液，控制[Co2+]≥15克/升，按有机相比水相为0.5‑1.5∶1的比例加入铜萃取剂，所述铜萃取剂为CP‑150与磺化煤油混合溶液，所述CP‑150在混合溶液中的体积比浓度为10‑25％，萃取时间为5‑8分钟，油水分离，水相即为铜萃余液，有机相为负铜有机相，负铜有机相经硫酸反萃后再生并得硫酸铜溶液，硫酸铜溶液经蒸发结晶后得硫酸铜晶体产品；(4.2)P204萃取除杂：采用P204与磺化煤油混合溶液为除杂萃取剂，所述P204在混合溶液中的体积浓度为10‑15％，将除杂萃取剂以质量浓度为20‑30％的氢氧化钠溶液进行皂化，使皂化率达到55‑75％，然后按有机相比水相为0.8‑2∶1的比例加入到铜萃余液中，萃取时间为5‑8分钟，油水分离，水相即为P204萃余液；(4.3)CYANEX272萃取分离镍、钴：采用CYANEX272与磺化煤油混合溶液为钴萃取剂，所述CYANEX272在混合溶液中的体积浓度为10‑20％，将钴萃取剂以质量浓度为20‑30％的氢氧化钠溶液进行皂化，使皂化率达到50‑75％，然后按有机相比水相为0.5‑2.5∶1的比例加入到P204萃余液中，萃取时间为5‑8分钟，油水分离，水相为硫酸镍水溶液，该溶液经与碳酸钠或碳酸氢铵反应生产碳酸镍，然后经洗涤、烘干后可制得碳酸镍产品；油相为CYANEX272负钴有机相，将CYANEX272负钴有机相按有机相比水相为4‑8∶1的比例用[H]+为2.5‑3.8摩尔/升的盐酸或硫酸进行反萃取，反萃取时间为5‑8分钟，油水分离，水相即为氯化钴或硫酸钴溶液，该溶液经蒸发结晶得氯化钴或硫酸钴产品。