[發明專利]一種采用納濾膜濃縮分離－中和沉淀回收銅萃余液中銅、鈷的方法

有效

• 申請號: 201710732263.5
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107460315B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 于文圣;李淑梅;謝開壽;徐文彥;李輝;張向軍;林博;楊斌;王勇
• 申請（專利權）人: 中國有色集團剛果礦業有限公司;沈陽有色金屬研究院有限公司;中色華鑫濕法冶煉有限責任公司;遼寧萊特萊德環境工程有限公司
• 主分類號: C22B3/22
• 分類號: C22B3/22;C22B3/44;C22B15/00;C22B23/00;C22B3/08
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 史力伏

1.一種采用納濾膜濃縮分離－中和沉淀回收銅萃余液中銅、鈷的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1、預處理：采用氣浮除油器、多介質過濾器和保安過濾器預處理設備對銅萃余液進行納濾膜濃縮分離前的預處理，將銅萃余液中的油類物質、膠體、有機萃取劑、泥砂、顆粒性雜質去除，避免納濾膜系統污堵及損傷；

步驟2、納濾膜濃縮分離：預處理后的銅萃余液經納濾膜濃縮分離系統中孔徑為1-2nm的納濾膜濃縮分離，得到富集有多種金屬離子的濃縮液和透析液；所述的納濾膜濃縮分離系統為一級或多級處理裝置；所述的多種金屬離子主要為鈷、銅、鐵、鈣、鎂、鋁或砷；所述的透析液為硫酸溶液；透析液返回濕法煉銅的浸出工序，所述的濃縮液進一步處理；

步驟3、濃縮液化學沉淀回收銅、鈷：將步驟2得到的濃縮液進行中和除雜處理；除雜后液碳酸鈉沉銅；沉銅后液化學沉淀回收鈷；

其中，步驟3的具體操作如下：

(1)中和除雜：首先將生石灰調成乳狀，在轉速為200r/min~260r/min的常溫攪拌條件下，將質量濃度為15%的石灰乳加入到濃縮液中，去除溶液中的鐵、鋁、砷雜質，并根據反應終點pH值的控制范圍確定生石灰的加入量，得到的中和渣送尾礦庫，除雜后液送沉銅工序；在濃縮液中和除雜過程中，控制反應終點pH值=2.8-3.5，中和反應時間不小于90min；中和除雜過程的主要反應為：

Ca(OH)₂+H₂SO₄＝CaSO₄·2H₂O↓；

3Ca(OH)₂+Fe₂(SO₄)₃+6H₂O＝2Fe(OH)₃↓+3CaSO₄·2H₂O↓；

3Ca(OH)₂+Al₂(SO₄)₃+6H₂O＝2Al(OH)₃↓+3CaSO₄·2H₂O↓；

同時，溶液中的砷被生成的氫氧化鐵膠體吸附共沉淀而被去除；

(2)碳酸鈉沉銅：將碳酸鈉加入除雜后液，根據反應終點pH值的控制范圍確定碳酸鈉加入量，使溶液中的銅生成堿式碳酸銅沉淀，此過程的化學反應為：

2Na₂CO₃+2CuSO₄+H₂O＝Cu₂(OH)₂CO₃↓+2Na₂SO₄+CO₂↑；

中和除雜過程中未被去除的少量鐵在此階段也會沉淀得比較完全；同時濃縮液中高濃度的鈷也會被少量沉淀進入沉銅渣；

碳酸鈉沉銅過程是在轉速為200r/min~260r/min的常溫攪拌條件下進行的，沉銅反應時間不小于60min，反應終點pH值=5-5.5，固液分離后得到沉銅渣和沉銅后液，沉銅渣返回濕法煉銅的浸出工序，使沉淀析出的銅、鈷重新溶解進入浸出液，并以高附加值產品陰極銅的經濟價值；沉銅后液送沉鈷工序；

(3)化學沉淀回收鈷：在轉速為200r/min~260r/min的常溫攪拌條件下，根據反應終點pH值的控制范圍確定沉銅后液加入的沉鈷劑用量，使溶液中的鈷生成氫氧化鈷或其它鈷化合物沉淀，經固液鈷鹽的形式回收，提高礦物中銅、鈷分離后，得到鈷渣和沉鈷后液；所述的沉鈷劑為氧化鎂，沉鈷時間不小于90min，反應終點pH值=8-9，沉鈷過程的主要化學反應如下：

CoSO₄+MgO+H₂O＝Co(OH)₂↓+MgSO₄；

使用納濾膜濃縮分離技術處理含鈷銅萃余液，能使溶液中60％-70％的硫酸進入透析液；所述納濾膜對二價或高價離子的截留率高達99％，含鈷銅萃余液經納濾膜濃縮后，30％的硫酸和90％以上的銅、鈷、鐵能夠被截留而進入濃縮液，銅、鈷、鐵的質量濃度為原料液中的3-4倍。