[發明專利]一種含鋅、鎳、鈷凈化渣的綜合回收方法

有效

• 申請號: 201711037253.6
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107746969B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 劉安榮;鐘先杰;劉洪波;王振杰;龍永斌;鐘波;李世平
• 申請（專利權）人: 六盤水中聯工貿實業有限公司;貴州省冶金化工研究所
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C25C1/16;C25C1/08;C22B23/00
• 代理公司: 貴陽春秋知識產權代理事務所(普通合伙) 52109
• 代理人: 楊云

本發明一種含鋅、鎳、鈷凈化渣的綜合回收方法，用熱水洗滌含鋅、鎳、鈷凈化渣至洗液含硫酸根或氯離子小于1g/L后用氫氧化鈉浸出該凈化渣；獲得含鋅、鈷的堿浸液和主要含鎳的浸出渣；將堿浸液置于磁場并以磁性材料作為陽極，不銹鋼板作陰極進行隔膜電解，在陰極區和陰極上獲得金屬鋅粉，在陽極區和陽極上獲得主要含Co₂O₃和Co₃O₄的陽極泥；陽極泥水洗烘干后直接用氫氣還原得金屬鈷粉或硫酸浸出，草酸沉淀得草酸鈷，再用氫氣還原得金屬鈷粉，也可用于電解金屬鈷；堿性電解殘液返回浸出鋅、鎳、鈷凈化渣；含鎳浸出渣水洗后用硫酸浸出，并進行富集后再電解獲得金屬鎳。本發明工藝流程短，鋅、鎳、鈷的分離回收率高，廢水廢渣量少。

技術領域

本發明涉及濕法煉鋅高溫鋅粉凈化除鎳、鈷的凈化渣及其他濕法冶煉所產生的含鎳鈷渣的鋅、鎳、鈷的綜合回收，屬于濕法冶金領域。

背景技術

到目前為止，濕法煉鋅的凈化工藝主要采用鋅粉低溫（60℃以下）置換凈化銅、鎘，在有銻鹽或砷鹽的參與下高溫（80℃以上）置換凈化鎳、鈷或采用類似β-萘酚類型的有機除鈷劑凈化鎳鈷所得高溫凈化渣，含有鋅，主要是過量鋅粉，占60%以上，含鎳、鈷主要是海綿鎳和海綿鈷，分別占1%以上，同時還含有少量的銻和砷，采用β-萘酚凈化鎳鈷，雖然沒有金屬鋅參與，但所得鎳、鈷渣經煅燒后渣含鎳可達30%以上，鈷可達10%以上。

含鋅高溫凈化鎳、鈷渣采用硫酸浸出后，溶液含鋅離子高達30g/L以上，含鎳離子、鈷離子在1g/L以上。用P204、P507、C-272等磷類萃取劑進行分離提取時，當有機相進行皂化萃取鈷離子時，鋅離子也要被萃取，而且被優先萃取，由于鋅離子含量高于鈷離子，鈷離子的萃取是不理想的。即使采取對鈷離子選擇性高的C-272，萃取率也只有80%左右。采用氯化浸出，得到CoCl₃^-或CoCl₄^2-離子用N235萃取時，鋅也會以ZnCl₄^2-形式被N235萃取，鋅離子和鈷離子也不能很好地分離提取。因此含鋅、鎳、鈷的原料用硫酸或鹽酸浸出后，用萃取辦法進行分離提取是比較困難的。采用酸性或堿性氧化浸出（包括高壓氧化浸出）中和水解沉淀或常規浸出再進行氧化中和水解沉淀雖然可以得到針鐵礦式的CoOOH和NiOOH混合物沉淀，仍然會有8-10%的鋅離子被吸附沉淀，沉淀渣的處理仍然存在鋅、鎳、鈷的分離問題。即使采用200℃和1MPa以上的高溫高壓，以赤鐵礦形式使鈷生成Co₂O₃結晶析出，與鋅分離，但鎳將有50%左右以Ni₂O₃進入Co₂O₃結晶中，使鎳、鈷分離復雜化。因此，含鋅、鎳、鈷的原料以氫氧化物或赤鐵礦法進行分離提取也是比較困難的。酸浸后采用草酸沉淀草酸鈷，鋅也會以草酸鋅沉淀不能分離。

發明內容

本發明利用鋅，鈷元素具有酸堿兩性的化學性質，首先采用質量體積分數為150-200g/L的氫氧化鈉溶液在80-95℃條件下或高溫高壓條件下，浸出含鋅、鎳、鈷的原料，獲得含鋅離子、鈷離子的堿浸液和含鎳的堿浸渣，然后再將含鋅、鈷的堿浸液置于磁場環境中進行電解分離鋅和鈷。在陽極區和陽極上，Zn（OH）₄^2-進行電化學分解為鋅離子、水、OH^-。由于鋅離子的非磁化性（抗磁性），在電磁場中不受磁力影響而按電解方向進入陰極區，并在陰極上被電解析出為金屬鋅粉。而Co（OH）₄^2-、鈷離子則是強磁物質，不僅在磁場中受洛倫茲力的影響產生磁偏轉，不能正常按電解方向（電力線方向）在陰極區和陰極上電解析出。這相當于提高了其陰極析出的超電壓，而且當陽極采用磁性材料制作時，電化學分解的鈷離子受陽極磁力影響會聚集于陽極區或陽極上，并被陽極氧化為三價鈷離子，與陽極析出的氧氣反應生成Co₂O₃或Co₃O₄形成陽極泥沉積于陽極板上或沉淀于陽極區，實現了鋅、鎳、鈷的有效分離。