[發(fā)明專利]一種從富鋅錳鈷渣中多重控制分步回收有價(jià)金屬的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410006522.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103725890B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田慶華;辛云濤;郭學(xué)益;王恒利;李棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B23/00;C22B47/00;C22B19/30;C25C1/16
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)43213
• 代理人: 馬家駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從多金屬溶液中分離回收有價(jià)金屬的方法，更具體的，涉及一種從富鋅錳鈷渣中多重控制分步回收有價(jià)金屬的方法。

背景技術(shù)

鋅冶煉過(guò)程中需要有鋅電解液的凈化工段，以去除溶液中的其他有害金屬離子雜質(zhì)對(duì)電積過(guò)程的影響，其中鈷離子濃度較高時(shí)，有可能造成燒板現(xiàn)象產(chǎn)生，會(huì)影響生產(chǎn)過(guò)程并造成一定量的經(jīng)濟(jì)損失。因此鋅冶煉過(guò)程中會(huì)有專門(mén)的除鈷工藝，常常有砷鹽凈化法、逆銻凈化法等方法，所以伴隨著除鈷過(guò)程，會(huì)有一定量的含鈷渣，這些渣里面含有鋅、鈷和錳等有價(jià)金屬。錳和鈷是重要的金屬元素，其化合物具有特殊性能的材料，廣泛應(yīng)用于催化劑、鋰離子電池、超級(jí)電容器、硬質(zhì)合金等領(lǐng)域。尤其是隨著現(xiàn)代移動(dòng)通信設(shè)備的發(fā)展，錳鈷的需求量增加，因此有必要回收這一部分物料里面的有價(jià)金屬元素。如何回收這些富鋅錳鈷渣中的有價(jià)金屬，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，進(jìn)行資源的循環(huán)利用，是一種很迫切的需求，可以帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)保效益和社會(huì)效益的三重收獲。

現(xiàn)有的從含錳鈷渣中回收有價(jià)金屬的方法一般為：采用離子交換法處理多金屬離子溶液，回收分離其中的金屬；采用萃取劑處理多金屬溶液，萃取分離有價(jià)金屬元素；或者采用氧化劑處理，氧化分離其中的有價(jià)金屬元素；或者萃取/氧化法相結(jié)合的方法處理。也有采用電積法，分步電積回收溶液中的有價(jià)金屬元素。傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)有：流程較長(zhǎng)，設(shè)備要求高，操作復(fù)雜，工藝繁瑣；傳統(tǒng)氧化劑的加入，會(huì)造成溶液體系的污染；應(yīng)用范圍小，實(shí)用性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝流程短、造作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、金屬元素回收效率高的從富鋅錳鈷渣中多重控制分步回收有價(jià)金屬的方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的從富鋅錳鈷渣中多重控制分步回收有價(jià)金屬的方法，步驟為：a、首先采用酸液浸出的方法處理富鋅錳鈷渣，得到含有錳、鈷和鋅的多金屬溶液；b、向多金屬溶液中通入臭氧氣體，優(yōu)先氧化分離錳離子，過(guò)濾后得到錳渣和含鈷鋅溶液；c、向含鈷鋅溶液通入臭氧，氧化分離溶液中的鈷離子，過(guò)濾后，得到鈷渣和含鋅溶液；d、含鋅溶液直接返回電積工段，直接回收含鋅溶液中的鋅離子。

上述步驟(a)中將富鋅錳鈷渣物料首先采用酸性溶出，液固比3:1～5:1，pH值為5～6，溫度85℃～95℃，攪拌速度250rpm～300rpm，浸出時(shí)間2～2.5h。

上述步驟(b)中反應(yīng)過(guò)程中采用電位計(jì)檢測(cè)反應(yīng)體系的開(kāi)路電壓，反應(yīng)過(guò)程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)電壓突然升高，從0.7V突然升高到1.0V時(shí)，反應(yīng)過(guò)程結(jié)束，停止通入臭氧。

上述步驟(c)中采用電位pH計(jì)檢測(cè)體系的pH值，保持pH值在3～7之間，當(dāng)觀察到pH值不再變化時(shí)，判斷反應(yīng)已經(jīng)完成。

所用的富鋅錳鈷渣具體為鋅濕法冶煉過(guò)程中的除鈷渣。

采用上述技術(shù)方案的從富鋅錳鈷渣中多重控制分步回收有價(jià)金屬的方法，將廢富鋅錳鈷渣首先采用酸性浸出，得到含有錳、鈷、鋅離子的溶液，然后利用氧化劑分步氧化溶液中的有價(jià)金屬，使其從溶液中分別分離回收出來(lái)，同時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系不同的反應(yīng)階段的開(kāi)路電壓，控制金屬分離步驟，減少相應(yīng)夾雜損失。溶液為弱酸性體系，pH值為5～6，錳、鈷和鋅離子濃度隨著渣相的不同而不同。所用氧化劑為清潔無(wú)污染的強(qiáng)氧化劑-臭氧，臭氧是氧化能力僅次于氟的強(qiáng)氧化劑，氧化電勢(shì)電位為2.07V，可以將溶液中的錳、鈷離子氧化，臭氧氧化反應(yīng)之后會(huì)生成氧氣，不會(huì)對(duì)溶液造成污染，同時(shí)氣體進(jìn)入溶液體系，會(huì)起到攪拌作用。利用溶液中二價(jià)的錳、鈷與其高價(jià)態(tài)金屬離子之間不同的氧化還原電位差的差異，在酸性體系中，采用氧化劑氧化Mn²⁺，使之變?yōu)镸n³⁺/Mn⁴⁺，反應(yīng)體系的開(kāi)路電壓為0.7V左右，而氧化Co²⁺到Co³⁺時(shí)，體系的開(kāi)路電壓為為1.2V左右，而鋅離子不發(fā)生任何變化，所以本方法優(yōu)先氧化錳離子，然后是氧化鈷離子，最后得到鋅離子溶液，可以返回鋅精煉系統(tǒng)進(jìn)行回收；采用氧化還原電勢(shì)電位計(jì)檢測(cè)本反應(yīng)體系中的電位，進(jìn)而控制不同的反應(yīng)過(guò)程，得到不同的沉淀產(chǎn)物；高價(jià)態(tài)有價(jià)金屬離子發(fā)生水解沉淀，進(jìn)而從溶液中分步分離出來(lái)。利用氧化還原電位的不同，可以選擇行的分離錳和鈷，此外，溶液中含有一定量或多或少的二價(jià)鐵離子，鐵離子最先被沉淀出來(lái)，但是由于鐵與錳的氧化還原電位差異較小，很難區(qū)分，鐵會(huì)沉淀混入錳渣中。