[發明專利]一種鈷冶煉過程硫化渣資源化處理方法

在審

• 申請號: 201710774047.7
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107723469A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 黃亞祥;梁衛春;彭燦;何玉嫻;張穎
• 申請（專利權）人: 廣東佳納能源科技有限公司;湖南佳納能源科技有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B23/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 羅曉林

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，特別是一種鈷冶煉過程硫化渣資源化處理方法。

背景技術

鈷鎳屬于重要的有色金屬，在國防、合金、化工、電子和電池等領域應用廣泛，特別是鎳鈷錳三元鋰電池的發展，鈷鎳消耗量與日俱增。但我國鈷鎳資源十分缺乏，主要依靠進口，而鈷鎳富礦已日益枯竭，因此鈷鎳二次資源的綜合利用就顯得十分重要。目前，在鈷濕法冶金過程中，經P507萃取分離鎳鈷后，鎳主要存在于萃余液中，為富集萃液中低濃度的鎳和鈷，大多數工廠主要是通過添加硫化鈉將其中的鈷鎳沉淀富集起來。渣中含鈷1.5-2.9wt%，鎳19.1-23.2wt%，水分50.0-60.0wt%，微量的鈉、鎂和一定量油分，難以被現行工藝直接回收。

目前，硫化渣中同時回收鈷和鎳的方法鮮有報道。《化學世界》1992年第8期名為 “氯氣氧化硫化鈷渣浸取鈷鎳”的論文報道了采用氯氣作為氧化劑氧化硫化鈷渣，浸出過程控制溫度為50-60℃，加入碳酸鈉控制料漿pH為3.0-3.5，反應2.5h，鈷鎳浸出率達93.31%，相對于傳統工藝處理硫化渣，該方法是一種全濕法過程，具有能耗低、流程短、鎳鈷回收率較高等優點，但存在設備投資高、對人員素質要求高等缺點。CN102230086A名為“一種從硫化渣同時浸出鈷鎳工藝”專利中公布了一種從錳礦浸出工藝除重金屬硫化渣中同時浸出鈷、鎳的方法，采用硝酸和硫酸混酸體系作為浸出劑，在液固比為2∶1～7∶1；在45～100℃溫度下攪拌反應20～120分鐘；鈷、鎳的浸出率超過90%。該工藝也是全濕法工藝，具有能耗低、浸出時間短、鎳鈷浸出率高等，但采用硝酸和硫酸混酸浸出體系增加設備投資的同時還給后續提取鈷鎳帶來了困難。

發明內容

本發明的最主要目的在于提供了一種鈷冶煉過程硫化渣資源化處理方法，具有產品純度高、工藝簡單和成本低廉的特點。

本發明可以通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種鈷冶煉過程硫化渣資源化處理方法，包括以下步驟：

（1）按照液固比3:1-6:1將硫化渣與水混合調漿，調漿過程加入加入硫酸，控制pH在5.0-6.0，溫度為20-50℃；混合漿液經超聲波洗滌1-2h，固液分離得到洗滌液和凈化渣；

（2）將步驟（1）所得凈化渣投入反應槽，加入雙氧水和硫酸溶液進行加熱攪拌浸出，反應溫度為30-60℃，反應2-3h，固液分離得到浸出液和浸出渣。

進一步地，所述步驟（1）中，超聲波工作頻率為20-45KHz，超聲波功率為400-600W。

進一步地，所述步驟（1）中，所得洗滌液送往廢水車間進行軟化和中和。

進一步地，所述步驟（2）中，雙氧水的用量為硫化渣質量的0.7-1.0倍濃度為35%的雙氧水；硫酸溶液為1-2.5mol/L；液固比為2：1-5：1。

進一步地，所述泥炭的pH 4.76，全氮、全磷、全鉀含量分別為 0.88%、0.00%、0.46%。

本發明是針對傳統方法的缺點如設備投資大、對生產人員素質要求高、后續提取鎳鈷工序難度較大作出的，綜合分析傳統方法產生的原因為： 采用氯氣或硝酸作為氧化劑都會對生成設備造成一定程度的腐蝕，而且生產過程有氯氣或二氧化氮逸出的可能，對人員有傷害，另外現行的鈷鎳提取工藝中對溶液中氯離子和硝酸根離子會有要求，要配套相應設備除雜。

本發明的技術原理在于：通過利用超聲波空化效應分離P507萃余液沉淀所得硫化渣表面附著的油分，同時洗滌除去硫化渣中微量的鈉和鎂；然后通過添加雙氧水作為氧化劑，浸出完成后過濾所得浸出液即為硫酸鈷和硫酸鎳的混合溶液，可以進一步用公知的方法分離鈷、鎳得到硫酸鎳和硫酸鈷產品，也可以直接用于制備鈷鎳材料的前軀體。

本發明鈷冶煉過程硫化渣資源化處理方法具有如下有益的技術效果：

與其他硫化渣中鎳鈷浸出的方法相比，本發明采用超聲波破乳除油，同時洗去鈉鎂，有助于硫化渣的浸出和提高了后續產品的純度。與其他硫化渣中鎳鈷浸出的方法相比，本發明采用硫酸體系，降低了對設備的要求和優化了工作環境，采用雙氧水作為氧化劑，避免了引入雜質陽離子和陰離子，減少了除雜工序。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合實施例及對本發明產品作進一步詳細的說明。

實施例1

本發明公開了一種鈷冶煉過程硫化渣資源化處理方法，包括以下步驟：