[發明專利]一種含鈷稀有合金的浸出處理工藝

有效

• 申請號: 200710192551.2
• 申請日: 2007-12-10
• 公開（公告）號: CN101186972A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 郭波平;郭臨斌;李德彬;李淑君;張慶建;郭建兵
• 申請（專利權）人: 郴州金山冶金化工有限公司
• 主分類號: C22B23/00
• 分類號: C22B23/00;C22B15/00;B22F9/08;C22B3/08
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技術領域

本發明系一種含鈷稀有合金的浸出處理工藝，屬于有色金屬的火法---濕法聯合冶煉技術領域。

背景技術

本發明所說的稀有合金是一種主要含鈷、銅、鐵和硅元素的合金。該種合金中的各種元素含量范圍大致為(％)：Co5-60；Cu10-60；Fe20-60；Si5-15，它是由非洲的一種氧化礦，經高溫還原熔煉后，用水淬而成粒度為1-30毫米不規則的顆粒。經對成份為(％)：Co34.39；Cu13.08；Fe28.50；Si7.54的物相分析，該種合金存在三種基本的物相：未合金化的金屬銅、合金化的合金相中又有兩種合金。

該合金X射線衍射譜圖見圖1。由圖1可見，衍射譜線少、簡單，1.9876埃的最強衍射線是鐵基合金衍射花樣的重要特征，由于無標準的Si-Fe-Co合金衍射數據可供比照，譜線與Cu-Fe合金(Fe₄Cu₃)、Co-Si合金(CoSi，Co₂Si，CoSi₂，Co₂Si₃)以及Cu-Si合金(Cu₅Si，Cu₄Si)等都不盡相同，只與Fe₃Si接近，所以只能標識為Fe-Si合金。此外，原料中還存在一定量的金屬銅相。經顯微鏡分析證實，該部分銅多為被包裹進合金相中的細粒金屬銅。

粉料中各物相的特征見圖2和圖3。圖2中A為白色的合金相集合體放大圖，該集合體內部尚有兩種合金相和細粒金屬銅，Cu表示金屬銅。

進一步由顯微鏡分析，由圖3可見，合金相A多為金屬銅所包裹。

綜上所述，該合金原料實際上是一種成分相當復雜的多元合金，這種主要含Si-Fe-Co的合金本身很可能就是抗酸的。

由于鈷在中國的大陸上非常稀少，而它的應用范圍又很廣泛，因此，該種合金成為提煉鈷的一種重要原料。該種合金沒有直接應用的價值，只有將其中的鈷和銅提煉分離出來，才能體現其應用價值。

目前，國內有兩種將該種合金分離提取鈷和銅的工藝。

一種是將該種合金直接浸泡于一定濃度的無機酸中，數十小時(72小時或更長)后抽取浸泡液，再注入無機酸浸泡數十小時后抽取浸泡液，如此多次反復進行，直至鈷和銅不再被浸出止。多次抽取的浸泡液送后續萃取提取鈷和銅。該工藝雖然簡單，但在生產實踐中存在如下缺點：(1)生產效率低，生產周期長，往往需要十多天完成一個浸出過程；(2)浸泡液酸度過高，使后續過程的提取增加難度和生產成本；(3)鈷和銅浸出率不高，一個浸出過程的浸出率不到90％，浸出渣需要再處理回收。(4)浸出過程原料占用生產資金量大，因為原料占總生產成本的75％。

另一種是將該種合金用多段機械破磨至細粉狀，再注入后一段浸出液和無機酸在攪拌槽中浸出，經數小時后分離出浸出液，浸出渣再注入第二段浸出液和無機酸在攪拌槽中浸出，經數小時后分離出浸出液，浸出渣再注入混合無機酸在攪拌槽中浸出，經數小時后分離出浸出液，如此經三段逆流浸出，浸出渣可以達到廢棄要求，浸出率達到96％，三段浸出液送后續萃取提取鈷和銅。與前種工藝比較，浸出過程生產效率大大提高；浸出液酸度得到控制；浸出率大大提高，浸出渣可以廢棄；生產資金周轉加快。但也存在兩個缺點：一是機械破磨過程效率低。由于該種合金成份變化范圍大，具有很大的韌性與延展性，破碎機械難以將它破磨至細粉狀。二是浸出過程仍然較長。

中國發明專利200610032051.8提出了“一種從銅鈷鐵合金中浸出銅鈷鐵的方法”，該工藝要將高壓氣體或水霧化的合金粉末與助溶劑混合進行熱處理，破碎。增加了工序。

發明內容

本發明所要解決的問題是：提出一種含鈷稀有合金的浸出處理工藝，以克服現有工藝的不足，縮短工藝過程，提高生產效率，提高鈷和銅的浸出率。

為了解決上述問題，本發明的基本構思是：為保證浸出過程動力學條件和不同元素浸出過程中不同的熱力學條件，首先解決該稀有合金的制粉問題，動力學要求參與固液反應的固相物質的比表面積要大，即粒度要小，通常要通過100目以上的篩析粒度，才能保證有較快的反應速度。解決制粉問題，要改變多段機械破磨制粉的方式，因為對具韌性又具延展性的物料，這種方式是無濟于事的。由該稀有合金的金相分析和主要元素的性質及浸出熱力學知道：鈷、鐵、銅金屬是有選擇性的溶解于某種有機酸中的，并且溶解順序的先后也會因元素不同的氧化還原電位，導至溶解物重新被還原為金屬。因此，本發明使用混合有機酸，控制過程中溶液的氧化還原電位，使有價金屬鈷和銅最大可能的被溶解。

實現本發明的技術方案為：