[發明專利]復雜高硅銅鈷合金堿預處理-常壓酸浸工藝

有效

• 申請號: 201110142672.2
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102220482A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 徐志峰;嚴康;王成彥;胡小鋼
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B3/08;C22B15/00;C22B23/00
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所 36116
• 代理人: 曾上

技術領域

本發明涉及銅、鈷資源濕法冶金技術，特別是復雜高硅銅鈷合金堿預處理-常壓酸浸工藝。

背景技術

我國銅、鈷資源短缺、供需缺口日趨增大，以非洲剛果(金)所產的氧化銅鈷精礦為原料，經電爐還原熔煉方法生產所得銅鈷合金已逐漸成為國內各大鈷業公司未來外購的主要原料之一。

銅鈷合金成份復雜，鐵主要是以Fe₂Si合金相存在，鈷主要是以Co₂Si合金相形式存在，而銅多以細粒金屬相態被合金相所包裹。由于Si-Fe-Co合金結構穩定，本身是抗酸的，因此浸出困難。此外，復雜高硅銅合金浸出工藝還存在浸出液除鐵負荷沉重、浸出礦漿固液分離困難以及有價金屬收率低等諸多技術難點，這也一直困擾著銅鈷合金資源的有效利用。

目前已開發的銅鈷合金浸出工藝主要有：硫硝混酸多級浸出、氯氣氧化浸出、電化學溶解法等。在硫酸、硝酸混酸體系中，銅鈷合金能有效浸出，但該工藝存在一些難以克服的缺憾，如流程過長、硝酸用量大、成本高、浸出液脫硝困難、浸出液除鐵負荷沉重。氯氣氧化浸出體系的效果雖優于硫酸體系，但設備腐蝕問題不容忽視，浸出工藝不易工業化。對于低硅合金物料，電化學溶解是一種行之有效的方法，但隨著電解液中鐵不斷累積，鐵對陰極銅質量將產生嚴重影響；對于高硅合金物料，需在電化學溶解前設置火法脫硅工序，否則，在合金直接電溶后期，將因硅酸膠體形成而使鈷、銅溶出嚴重受抑。贊比亞謙比希COSAC工廠5級高壓釜連續浸出銅鈷合金的工藝于2001年投產[中國有色冶金，2005，(4)：7-13]，但直接加壓浸出工藝需審慎面對因鐵置換氫而導致的酸浸過程急劇放氫的安全問題，而且該工藝有可能不能適應高硅物料。

發明內容

本發明的目的是解決復雜高硅銅鈷合金浸出難題，提供一種復雜高硅銅鈷合金堿預處理-常壓酸浸工藝。

本發明采取的技術方案：復雜高硅銅鈷合金堿預處理-常壓酸浸工藝，包括以下步驟：

A復雜高硅銅鈷合金堿預處理，NaOH用量為銅鈷合金重量的65～75％，焙燒溫度550～650℃，焙燒時間2h，堿預處理渣細磨至100％-200目，經90℃水洗4h后送第一段浸出；

B第一段浸出，浸出溫度90℃，硫酸用量為堿預處理渣中鈷、鐵反應理論用量0.85～0.95倍，液固比mL/g為14/1～16/1，浸出時間3.5～4h，攪拌轉速600r/min，在浸出過程中不斷鼓入空氣；

C第二段浸出，采用三級逆流連續浸出方式，浸出溫度90℃，各級浸出時間3h、攪拌轉速600r/min，液固比mL/g為5/1，浸出劑含游離銅離子24g/L，初始硫酸濃度137g/L。

最佳工藝條件為：NaOH用量為銅鈷合金重量的70％，堿焙燒溫度600℃，焙燒時間2h，焙燒渣細磨至100％-200目，經90℃水洗4h后送第一段浸出；第一段浸出溫度90℃，硫酸用量為堿預處理渣中鈷、鐵反應理論用量0.9倍，液固比mL/g為15/1，浸出時間4h，攪拌轉速600r/min，在浸出過程中不斷鼓入空氣；第二段采用三級逆流連續浸出方式，浸出溫度90℃，液固比mL/g為5/1，浸出劑含游離銅離子24g/L，初始硫酸濃度137g/L，各級浸出時間3h、攪拌轉速600r/min。

第一段浸出液經黃鈉鐵礬除鐵后送鈷回收工序，第二段浸出液直接送銅回收工序。

經堿預處理，Fe-Co-Si合金基體得以不斷氧化分解。在殘余合金中，鐵主要以Fe₃Si合金相形式存在，此外還以Co-Fe合金相形式存在，另有部分Fe以Fe₂O₃形式存在；鈷除以Co-Fe合金相形式存在外，另有相當數量以金屬相存在；銅保持相對獨立的金屬相態，分散于殘余的Fe-Co-Si合金基體或者Fe₂O₃中。堿預處理渣經熱水洗滌后，硅脫除率近67％。在第一段浸出中，鈷、鐵浸出率均達99％以上，而幾乎全部的銅都保留在浸出渣中，浸出渣中銅富集至70％左右。第一段浸出液經黃鈉鐵礬除鐵后可送鈷回收工序。第一段浸出渣經第二段三級逆流連續浸出，銅浸出率可達99％，為保證銅收率，殘余浸出渣可以返回第一級浸出，進行閉路循環。第二段浸出液可直接送銅回收工序。