專利名稱：一種對鈷銅鐵合金進行微波預處理浸出有價金屬的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從鈷銅鐵合金中回收有價金屬的方法，特 別是一種采用微波對合金進行預處理，改變合金的結構后再從合金中浸 出鈷銅的方法。
背景技術：
隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是電池功能材料、超細粉體 材料和超硬材料的迅猛發(fā)展，導致相關有色金屬材料的消費量也在快速增長， 特別是中國十分缺乏并全球消費勢頭迅猛的鈷資源。根據(jù)1997年美國地調(diào)局統(tǒng)計，民主剛果有著豐富的鈷資源，其鈷資源的 儲量約200萬t，儲量基礎有250萬t。現(xiàn)在，國內(nèi)一些相關企業(yè)紛紛從民主 剛果和贊比亞等國家進口鈷礦，國后進行的鈷產(chǎn)品深度加工。但民主剛果政 府將出臺限制該國鈷礦的出口，而鼓勵將鈷礦加工成鈷產(chǎn)品后再出售給國外 的政策。如民主剛果的潘達熔煉廠用電爐將富鈷氧化精礦熔煉成銅-鈷-鐵合 金(含鈷40%以上叫鈷白合金)送比利時回收鈷；這一政策的出臺，將會對中 國的相當多企業(yè)的造成被動的局面。微波是一種包含電場和磁場的電磁波，當微波作用到物質(zhì)表面時，可能產(chǎn) 生電子極化、原子極化、界面極化及偶極轉向極化，其中偶極轉向極化及界面 極化對物質(zhì)的加熱起主要作用。在微波場中，物質(zhì)的偶極子與電場作用產(chǎn)生 轉矩，宏觀偶極矩不再為零，這就產(chǎn)生了偶極轉向極化。由于產(chǎn)生的交變電 場以每秒高達數(shù)億次的高速轉向，偶極轉向極化不具備迅速跟上交變電場的 能力而滯后于電場，從而導致材料內(nèi)部功率耗散， 一部分微波能轉化為熱能， 使得物質(zhì)本身升溫。微波加熱在冶金中的應用是近年發(fā)展起來的冶金技術，例如用微波 (2450MHz， 800W)對炭和17種氧化物及硫化物進行輻射， 一些化合物在一 分鐘內(nèi)就能被加熱到攝氏幾百度。實驗證明微波加熱能夠促進氧化鎳、氧 化鈷和氧化錳礦在浸出前的預還原，能夠促進硫化鉬和硫化錸的焙燒和氯化， 幾乎所有工業(yè)上使用的金屬都可以用微波進行處理。微波加熱被用于礦石的 破碎、難選金礦的預處理、從低品位礦石和尾礦中回收金、從礦石中提取稀 有金屬和重金屬、鐵礦石和釩鈦磁鐵礦的碳熱還原、工業(yè)廢料的處理等。發(fā)明內(nèi)容為了緩解我國鈷資源供需矛盾，有效回收銅鈷鐵合金中 的有價元素，本發(fā)明提供一種對鈷銅鐵合金進行微波預處理浸出有價金 屬鈷的方法。由于銅鈷鐵白合金含銅較高，且具有一定的延展性，用一般的破碎 設備難以破碎，而含有一定硅酸鹽的銅鈷鐵白合金又在一般條件下難以溶于常用的無機酸。因此本發(fā)明將合金細化到100目以細，然后在助熔劑及造渣劑存在的情況下進行微波預處理使合金產(chǎn)生偏析，形成易溶于 常用無機酸的鈷鐵合金，從而實現(xiàn)鈷銅的分離。 一種對鈷銅鐵合金進行微波預處理浸出有價金屬的方法，將含鈷20-50%，鐵10-50%，銅5-30%的銅鐵鈷白合金通過機械破碎至100目以 細，或通過中頻感應爐或礦熱爐或電弧爐經(jīng)30分鐘左右，在1300-1500 'C熔化后，利用高壓氣體或高壓水霧化成100目以細的合金粉末，再將合 金粉末與助熔劑和造渣劑混合后采用微波進行熱處理，微波熱處理處理溫 度為700-150(TC，所用微波為高溫微波爐,使鈷鐵銅合金產(chǎn)生偏析生成銅和 鈷鐵合金，經(jīng)破碎至200-300目后，用稀酸快速溶解鈷和鐵而與銅分離， 鈷和鐵可采用常規(guī)的化學方法進行分離。所述助熔劑和造渣劑包括氯化鈉、氯化鉀、碳酸鈉、硫酸鈉、亞硫酸鈉、 硝酸鈉、碳酸鈣、氧化鈣、碳酸鎂或氧化鎂中的一種或幾種，加入重量百分 比大于1%，小于30%。所述的機械破碎，采用的破碎設備為顎式破碎機、輥式破碎機、臥式破 碎機、廣義磨、雷蒙磨中的一種或幾種。所述的稀酸快速溶解，采用的酸為無機酸，包括稀硫酸、稀鹽酸、稀硝 酸中的一種或幾種，體積濃度小于50%;無機酸溶解溫度為50-IO(TC，溶解 時間為2-8小時。所述的鈷和鐵采用常規(guī)的化學方法進行分離指采用黃鈉鐵礬法進行鈷鐵 分離。本發(fā)明針對我國鈷資源缺少的現(xiàn)狀，綜合回收鈷銅鐵合金中的金屬鈷, 工藝簡單易行，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
實施例1取銅鈷鐵合金50公斤，利用中頻感應爐將合金熔化，用 高壓水將合金霧化成IOO目的合金粉(編號PMC-Ol)，取PMC-01合金粉l公斤，加入100克碳酸鈉和100克硫酸鈉，采用微波加熱到85(TC下保 溫半小時，冷卻破碎到200目(編號PM002)，以取PMC-02粉30克，加水 200 ml，加濃硫酸20ml，在8(TC下攪拌反應8小時，過濾洗滌，分析濾液 中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為95.4%，鐵的一次浸出 率為94.8%，銅基本不浸出。渣中主要成份為金屬銅，鈷的含量小于2%，鐵的 含量小于2%。將浸出液用黃鈉鐵礬法除鐵，浸出液中含鐵小于0.05g/l，渣 中含鈷小于0. 5%.實施例2，取銅鈷鐵合金50公斤用廣義磨磨至100目以細(編號 PMC-03)，取PMC-03合金粉1公斤，加入150克碳酸鈉和100克硫酸鈉， 采用微波加熱到90(TC下保溫半小時，冷卻破碎到200目(編號PMC-04)， 取PMC-04粉30克，加水200 ml，加濃硫酸30ml，在90。C下攪拌反應6 小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸 出率為96. 8%，鐵的一次浸出率為95. 3%，銅基本不浸出。渣中主要成份為金屬 銅，鈷的含量小于1%，鐵的含量小于2%。將浸出液用黃鈉鐵礬法除鐵，浸出 液中含鐵小于0. 05g/l，渣中含鈷小于0. 5%。實施例3，取PMC-03合金粉1公斤，加入100克碳酸鈣和100克硫 酸鈉，采用微波加熱到950'C下保溫半小時，冷卻破碎到200目(編號 PMC-05)，取PMC-05粉30克，加水200 ml，加濃硫酸30ml，在95。C下 攪拌反應6小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到 鈷的一次浸出率為96. 5%，鐵的一次浸出率為95. 8%，銅基本不浸出。渣中主要 成份為金屬銅，鈷的含量小于1%，鐵的含量小于2%。將浸出液用黃鈉鐵礬法 除鐵，浸出液中含鐵小于0.05g/1，渣中含鈷小于0.5%。實施例4，取PMC-03合金粉1公斤，加入100克碳酸鈣、100克硫酸 鈉及100克碳酸鈉，采用微波加熱到90(TC下保溫半小時，冷卻破碎到200 目(編號PMC-06)，取PMC-06粉30克，加水250 ml，加濃硫酸30ml， 在9(TC下攪拌反應6小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量， 可得到鈷的一次浸出率為97. 5%，鐵的一次浸出率為96. 5%，銅基本不浸出。渣 中主要成份為金屬銅，鈷的含量小于1%，鐵的含量小于2%。將浸出液用黃鈉 鐵磯法除鐵，浸出液中含鐵小于0.05g/1，渣中含鈷小于0.5%。
權利要求
1. 一種從鈷銅鐵合金中回收有價金屬的方法，其特征在于將鈷銅鐵合金破碎至100目以細再將合金粉末與助熔劑和造渣劑混合后采用微波進行熱處理，處理溫度為700-1500℃，使鈷鐵銅合金產(chǎn)生偏析生成銅和鈷鐵合金，助熔劑和造渣劑的加入量為重量百分比大于1％，小于30％；銅和鈷鐵合金經(jīng)破碎至200-300目后，鈷和鐵用無機酸快速溶解而與銅分離，鈷和鐵采用常規(guī)的化學方法進行分離。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于破碎至100目以細，采用 機械設備進行破碎。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于破碎至100目以細，通過 中頻感應爐或礦熱爐或電弧爐在1300-150(TC左右熔化后，利用高壓氣體或高 壓水霧化成IOO目以細的合金粉末，優(yōu)先采用水霧化。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述助熔劑和造渣劑包括 氯化鈉、氯化鉀、碳酸鈉、硫酸鈉、亞硫酸鈉、硝酸鈉、碳酸轉、氧化藥、 碳酸鎂、氧化鎂中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述無機酸為稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸中的一種或幾種，體積濃度小于50%。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于無機酸溶解溫度為50-100 'C，溶解時間為2-8小時。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述鈷和鐵采用常規(guī)的化學方法進行分離指采用黃鈉鐵礬法進行鈷鐵分離。
8. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于所述機械破碎采用的破碎設備為顎式破碎機、輥式破碎機、臥式破碎機、廣義磨、雷蒙磨中的一種或 幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從鈷銅鐵合金中浸出有價金屬特別是鈷銅的方法。將鈷銅鐵合金破碎至100目以細，再將合金粉末與助熔劑和造渣劑混合后采用微波在700-1300℃進行二次熱處理，使鈷鐵銅合金產(chǎn)生偏析生成銅和鈷鐵合金，經(jīng)破碎至200-300目后，鈷和鐵可用無機酸快速溶解而與銅分離，鈷和鐵可采用常規(guī)的化學方法進行分離。本發(fā)明工藝簡單易行，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C22B9/02GK101235437SQ20071003433
公開日2008年8月6日 申請日期2007年1月29日 優(yōu)先權日2007年1月29日
發(fā)明者彭忠東, 柯 杜, 胡國榮 申請人:中南大學