[發明專利]一種從含鈷渣中制備鐵酸鈷的方法

在審

• 申請號: 202011181189.0
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112410568A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 吳斌秀;何靜;林保平;黎偉文;李俊紅;代杰;陳永明;陳吉陽;柳濤;葉作鋁;曹姝瓊
• 申請（專利權）人: 廣東中金嶺南有色冶金設計研究有限公司;深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司;中南大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B3/30;C22B15/00;C22B19/30;C22B17/00;C22B23/00;C22B19/20;C01G51/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 程毅

本發明涉及一種從含鈷渣中制備鐵酸鈷的方法。首先采用硫酸浸出含鈷渣，過濾得到主要含銅、鈷、鐵、鎘和鋅的硫酸混合溶液；浸出液采用萃取劑萃取分離銅，負載有機相通過高濃度硫酸反萃得到純硫酸銅溶液；萃余液添加氧化劑并加堿調節溶液pH值，使鐵、鈷以高價氫氧化物共同沉淀，過濾得到含硫酸鎘、鋅的沉淀后液和含Fe(OH)₃、Co(OH)₃的前驅體；前驅體經洗滌、高溫煅燒后制備出磁性納米鐵酸鈷產品。本發明能有效地將含鈷渣中的銅、鈷、鐵開路回收并制備合格鐵酸鈷產品，鈷、鐵的回收率均達95％以上，而銅的回收率達96％以上，具有工藝流程短、設備簡單、回收率高等特點，特別適用于處理從鋅冶煉過程得到的含鐵的鈷渣。

技術領域

本發明屬于濕法冶金廢渣綜合回收領域，特別涉及一種從含鈷渣中制備鐵酸鈷的方法。

背景技術

鈷是一種極其重要的戰略資源，被廣泛應用于電池生產、電子器件、化學化工、航空航天、機械制造等行業領域。2018年全球探明鈷礦資源儲量約為687.5萬噸，這些鈷礦資源多伴生于銅、鎳、鋅等礦床中，獨立鈷礦物極少，因此鈷的獲取主要來源于銅、鎳、強、鋅等主金屬的冶煉系統和含鈷的資源廢料。2018年我國探明鈷礦資源儲量僅為8萬噸，資源較為匱乏，且具有品位低、礦床規模小、貧礦和伴生礦多、開采難度較大的特點。我國是世界上最大的鈷消費國家，且隨著通信技術的不斷革新和國家對新能源產業的大力扶持，對鈷的需求也會日益增大。由于鈷礦資源極為稀缺，所以我國鈷礦石主要從剛果、贊比亞和澳大利亞等產鈷國家進口，依賴程度高，不利于我國鈷產業的持續發展，所以開展含鈷二次資源的清潔回收技術迫在眉睫。

在濕法煉鋅工藝中，過多的鐵存在會增加鋅電解電能消耗、降低電流效率，過多的鈷存在會導致鋅電解“燒板”，所以硫酸鋅溶液進入電解系統前需要進行凈化沉鐵、沉鈷處理，得到成分復雜的凈化渣，可作為回收鐵、鈷的重要二次資源。針對含鈷渣，常先用硫酸浸出處理，獲得包含銅、鈷、鐵、鎘和鋅的硫酸浸出溶液，通常溶液預先除銅和除鐵，再通過溶劑萃取、沉淀劑選擇性沉淀等方法回收鈷，得到的富鈷溶液或沉淀需要再進一步凈化處理，再制作鈷鹽或鈷的氧化物。

例如張恩玉等人公開專利“一種鋅鈷分離方法”(CN106119560A)，對浸出液加鋅粉、氧化劑、氫氧化鈉一步實現置換除銅、氧化沉鐵，凈化液采用氫氧化鈉調節溶液在特別高的pH值，使鋅以鋅酸根形式留在溶液中，而鈷以氫氧化鈷形式沉淀，但溶液耗堿量特別大，導致生產成本過高，且沉淀后溶液中硫酸鈉含量過高，影響后續鋅的回收。

許斌等人公開專利“一種鋅冶煉鈷渣制備氧化鈷的方法”(CN106119560A)，針對鈷渣的浸出液先加入碳酸鈉中和沉淀除鐵，再加入選擇性沉鈷劑選擇性沉鈷得到一次沉鈷渣，一次沉鈷渣再經還原浸出、氫氧化鈉沉鈷得到二次沉鈷渣，二次沉鈷渣經洗滌和煅燒后制備出氧化鈷產品。但在選擇性沉鈷劑一次沉鈷過程中鈷沉淀不完全，且在二段沉鈷過程中不可避免地有部分鋅沉淀下來，加大了分離難度。

綜上，現有的含鐵的鈷渣回收方法手段復雜，鐵、鈷的回收需要分開，得到的富鈷物需要進一步凈化工藝才能制備純凈鈷產品，且金屬回收率有待進一步提升。

發明內容

基于此，本發明的目的在于，提供一種從含鈷渣中制備鐵酸鈷的方法，特別適用于處理從鋅冶煉過程得到的含鐵的鈷渣，與現有的回收方法比較，本發明將鐵、鈷以鐵酸鈷的形式同步從鋅冶煉系統中開路，并實現其他金屬的綜合回收。

一種從含鈷渣中制備鐵酸鈷的方法，包括如下步驟：

步驟1、酸浸：將含鈷渣采用酸性浸出，過濾得到含鐵、鈷的浸出液和浸出渣；

步驟2、溶劑萃取：步驟1的浸出液先采用肟羥基萃取劑萃取，分離后得到負載有機相和萃余液；負載有機相采用酸性水洗，分離后得到洗滌后液和洗滌后有機相；洗滌后有機相采用硫酸反萃，得到反萃后有機相和硫酸銅溶液；