[發(fā)明專利]一種鈷銅合金水淬渣的處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510060433.0
• 申請(qǐng)日: 2015-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN104928476B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋修艷;尹旭;劉福勝;趙國東;于世濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B15/00;C22B23/00
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種鈷銅廢料的處理方法，具體涉及一種鈷銅合金水淬渣處理回收鈷銅的新方法。

【背景技術(shù)】

鈷銅合金是生產(chǎn)金屬鈷和各種鈷產(chǎn)品的重要原料，俗稱鈷白合金或鈷紅合金或鈷AB合金，主要產(chǎn)自非洲。鈷銅合金通過電爐還原熔煉氧化銅鈷精礦及含鈷的銅爐渣制得，一般含鈷:10%-40%，銅:10%-50%，鐵:5%-50%，鎳:0.1%-5%，錳:0.1%-5%。這種合金原料處理難度較大，主要問題是鈷、銅的收率低、成本高、工藝流程長。目前處理鈷銅合金水淬渣的方法主要有:

1、電溶法：將水淬渣經(jīng)過熔煉成鈷銅合金板，在電解槽中以鈷銅合金原料為陽極，在硫酸或鹽酸體系中通過電解使鈷、銅從陽極上溶解進(jìn)入溶液，錳、鐵、鎳也一同溶解進(jìn)入溶液。該方法電流效率較低、電耗較高，鈷的回收率較低。同時(shí)熔煉過程需要消耗大量的能源且產(chǎn)生有害煙塵。

2、硫化浸出法：將鈷銅合金原料在1300℃-1400℃溫度下加硫或硫化物(如硫鐵礦)硫化，氧化吹煉除鐵后，得到Co-Cu冰锍經(jīng)高壓浸出得到含鈷、銅的溶液。該方法產(chǎn)能大、工藝流程長、能耗高，鈷、銅的總收率較低。

3、高溫高壓浸出法：用硫酸或鹽酸通過一段常壓浸出和一段高溫高壓浸出，使鈷銅合金中的鈷、銅浸出進(jìn)入溶液。該方法工藝流程長、設(shè)備復(fù)雜，必須解決高溫、高壓條件下設(shè)備的防腐問題，同時(shí)也存在能耗高的問題。

4、氯氣浸出法：該方法是在密閉的反應(yīng)器中進(jìn)行，將鈷銅合金和鹽酸加入反應(yīng)器后，通入氯氣進(jìn)行氧化溶解。該方法鈷、銅、鐵的浸出率較高，但設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備防腐和環(huán)保要求高。

5、直接酸浸法：用硫酸、鹽酸或硝酸或其中的二種組成混合酸進(jìn)行浸出。該方法在常壓下，反應(yīng)速度慢，浸出過程效率不高，而且工藝流程長，生產(chǎn)成本高。

此外，上述各種方法，由于大量的鐵也同時(shí)浸出進(jìn)入浸出液，后序的除鐵過程將導(dǎo)致鈷、銅的損失，直接影響鈷、銅的回收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

針對(duì)以上技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鈷銅合金水淬渣的處理方法，本發(fā)明鈷、銅的收率高，成本低，工藝流程短。

其技術(shù)方案如下：一種鈷銅合金水淬渣的處理方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：

1）與碳顆粒混合。將鈷銅合金水淬渣與粒度為0.5-5 cm的導(dǎo)電碳顆粒混合，并使得混合后的物料空隙率小于10%；

2）隔膜電化學(xué)溶解。將與碳顆粒混合后的物料放入鈦籃中，然后鈦籃外面套上隔膜袋做為陽極放入電解槽內(nèi)，電解槽內(nèi)倒入鹽酸與硫酸的混合溶液，陰極為鈦板或銅板，然后開始電化學(xué)溶解；

3）磷酸鹽沉淀制備磷酸鐵。將電化學(xué)溶解液加入磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽得到磷酸鐵；

4）萃取分離銅鈷。將沉淀鐵后的溶液進(jìn)入銅萃取線萃取銅，再采用1.5-3.0 mol/L硫酸作為反萃劑反萃得到硫酸銅溶液，萃余液為含鈷溶液。

所述步驟2中鹽酸的濃度為0.1-0.5 mol/L，硫酸的濃度為1-2mol/L，槽電壓為0.1-0.5V,電流密度為150-500A/m²。

所述步驟3中磷酸鹽沉淀的過程pH為1.0-1.8，磷酸鹽與鐵離子的摩爾比為1:0.8-0.95，磷酸鹽沉淀的溫度為40-65 ℃，磷酸鹽沉淀的時(shí)間為1-3 h，磷酸鹽沉淀攪拌轉(zhuǎn)速為100-500 r/min。

所述步驟4中銅萃取線中的銅萃取劑為CP-150、M5640、Lix984、N902中的至少一種。

所述萃取銅萃取級(jí)數(shù)為3-6級(jí)，反萃級(jí)數(shù)為2-4級(jí)，沉淀鐵后的溶液與銅萃取劑的體積比為1:2-5，反萃劑與銅萃取劑的體積比為1:5-10。

本發(fā)明的原理是，由于鈷銅合金水淬渣主要為鈷、銅、鐵的合金顆粒，將其與導(dǎo)電碳顆粒混合，可大大提高鈷銅合金水淬渣的導(dǎo)電性，然后采用隔膜電化學(xué)溶解，將鈷銅單質(zhì)轉(zhuǎn)變成二價(jià)鈷銅離子進(jìn)入溶液中，電解槽內(nèi)倒入鹽酸與硫酸的混合溶液，可防止陽極鈍化，同時(shí)防止鐵離子在陰陽極之間二價(jià)鐵與三價(jià)鐵的轉(zhuǎn)換，提高電流效率，然后再加入磷酸鹽即可以得到磷酸鐵沉淀，又可以將鐵與鈷銅分離，再進(jìn)入銅萃取線，由于銅萃取能選擇性萃取銅，可有效的分離銅與鈷。

本發(fā)明的有益效果是：一方面，將鈷銅合金水淬渣與碳顆粒混合以及隔膜電化學(xué)溶解，可提高電流效率，降低成本；采用磷酸鹽沉淀得到磷酸鐵，即可以得到磷酸鐵沉淀，又可以將鐵與鈷銅分離，工藝流程短。另一方面，采用銅萃取劑分離銅鈷，成本低。

具體實(shí)施方法：