用于處理鈷銅合金的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于處理鈷銅合金的方法,包括以下步驟:(1)機械活化工序:首先將鈷銅合金送入球磨機進行粗磨,然后再送入管磨機進行細磨,通過二段磨后使鈷銅合金粉末具有高的內(nèi)能、表面能和高的比表面積,進而使鈷銅合金粉末具有高的反應活性;(2)浸出工序:將鈷銅合金粉末料漿加入反應浸出槽,按一定的比例加入水、鹽酸,在催化與氧化條件下加熱攪拌,使鈷銅合金中的鈷、銅有價金屬90%?99%浸出進入溶液;(3)磁選分離工序:通過弱磁選機將浸出料漿中未反應的少量殘余鈷銅合金與料漿分離,磁選后的料漿通過過濾固液分離,即可得到富含鈷、銅的溶液;該方法具有工藝流程短、生產(chǎn)成本低、鈷銅浸出率和實收率高等優(yōu)點。
【專利說明】
用于處理鈷銅合金的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及用于處理鈷銅合金的方法?!颈尘凹夹g】
[0002]鈷銅合金是生產(chǎn)金屬鈷和各種鈷產(chǎn)品的重要原料,俗稱鈷白合金或鈷紅合金或鈷 AB合金,主要產(chǎn)自非洲。鈷銅合金通過電爐還原熔煉氧化銅鈷精礦及含鈷的銅爐渣制得,一般含鈷:10%-40%,銅:10%-50%,鐵:5%-50%,鎳:0.1%-5%,錳:0.1%-5%。這種合金原料處理難度較大,主要問題是鈷、銅的收率低、成本高、工藝流程長。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為克服現(xiàn)有處理方法存在的上述不足,本發(fā)明提供一種工藝流程短、生產(chǎn)成本低、 鈷銅浸出率和實收率高的用于處理鈷銅合金的方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征是在于包括以下步驟:1)機械活化工序:首先將鈷銅合金送入球磨機或雷蒙磨進行粗磨,然后再送入管磨機或震動磨或機械攪拌磨進行細磨,通過二段磨后使鈷銅合金粉末具有高的內(nèi)能和表面能以及高的比表面積,進而使鈷銅合金粉末具有高的反應活性,經(jīng)過機械活化的鈷銅合金粉末的平均粒徑在10M1-150M1之間;2)浸出工序:將經(jīng)過機械活化的鈷銅合金粉末或料漿加入反應槽;按反應槽內(nèi)的液固重量比3:1-12:1加入水和按理論值的75%-150%加入鹽酸;再按催化劑濃度不大于1508/1 加入催化劑,所述的催化劑為含有鹵族元素的無機鹽中的至少一種;再按每立方米料漿加入0.2-2.0立方米的氧化劑,在加熱、攪拌條件下,使鈷銅合金中的鈷、銅有價金屬90%-99 %浸出進入溶液;3)磁選分離工序:利用鈷銅合金與浸出渣不同的磁特性,通過弱磁選機將浸出料漿中未反應的少量殘余鈷銅合金與料漿分離,磁選后的料漿通過布氏漏斗過濾,使固液分離,即可得到富含鈷、銅的溶液。
[0004]所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征是在于所述浸出工序反應終點的溶液pH 值控制在2.0-4.5之間。
[0005]所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征在于浸出工序的反應溫度控制在65°C_ 95°C之間,反應時間控制在200min-900min之間。
[0006]所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征在于所述的氧化劑為空氣、氧氣中的至少一種。
[0007]所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征在于磁選出的少量殘余鈷銅合金返回到機械活化工序或浸出工序。
[0008]所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征在于所述鹵族元素的無機鹽為氯化鉀、 氯化鈉、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化銅、氯化銨、氯酸鈉、氟化鈉、氟化銨、氟化氫銨。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:1.本發(fā)明工藝流程短,在常壓條件下,即可使鈷銅合金中鈷、銅的浸出率達到90%-99%,合金中的鐵則以氧化鐵或針鐵礦的形態(tài)留在浸出渣中;2.本發(fā)明操作簡單,易于控制;3.本發(fā)明浸出反應速度較快,浸出作業(yè)效率較高;4.本發(fā)明鈷和銅的浸出率高,鈷和銅的實收率高?!揪唧w實施方式】
[0010]下面結合具體實施方案對本發(fā)明的主要工藝過程進行簡述,包括以下步驟:1)機械活化工序:首先將鈷銅合金送入球磨機或雷蒙磨進行粗磨,然后再送入管磨機或震動磨或機械攪拌磨進行細磨,通過二段磨后使鈷銅合金粉末具有高的內(nèi)能、表面能和高的比表面積,進而使鈷銅合金粉末具有高的反應活性;經(jīng)過機械活化的鈷銅合金粉末的平均粒徑在10M1-150M1之間。[〇〇11]2)浸出工序:首先將經(jīng)過機械活化的鈷銅合金粉末或料漿加入反應槽,接著按反應槽內(nèi)的液固重量比3:1-12:1加入水和按理論量的75 % -150 %加入鹽酸;再按催化劑濃度不大于150g/L的量加入催化劑,所述的催化劑為含有鹵族元素的無機鹽中的至少一種,也可以是幾種的組合;接著再加入氧化劑,所述的氧化劑為空氣、氧氣中的至少一種,氧化劑加入量控制在每立方米料漿〇.2-2.0立方米;并進行攪拌,攪拌槳的轉速為80-350轉/分;用蒸汽或電將料漿加熱至65°C_95°C之間;反應時間控制在300min-900min之間;通過控制反應槽內(nèi)反應物料的相對量或加入中和劑,控制反應終點的pH值,pH值控制在2.0-4.5之間, 使鈷銅合金中的鈷、銅有價金屬90 % -99 %浸出進入溶液。
[0012]在催化氧化浸出過程上,鈷銅合金與鹽酸可一次性加入也可以分批加入;催化劑的加入量與鈷銅合金的機械活化的程度和浸出液的離子強度有關;機械活化的程度良好時,可少加或不加,過量的催化劑可以引起合金的鈍化;氧化劑空氣或氧氣的鼓入量在反應的初期、中期和后期可有所不同,氧化劑應在反應槽內(nèi)均勻分散,保證與料液的充分接觸。
[0013]3)磁選分離工序:磁選是簡化浸出操作、加快浸出速度和保證鈷、銅實收率的重要手段;鈷銅合金具有較強的鐵磁性,而浸出渣沒有,利用鈷銅合金與浸出渣的磁特性不同, 通過弱磁選機將浸出料漿中未反應的少量殘余鈷銅合金與料漿分離;磁選出的鈷銅合金返回至機械活化工序或浸出工序;經(jīng)過磁選后的料漿通過布氏漏斗過濾,使固液分離,即可得到富含鈷、銅的溶液。通過磁選很好地解決了反應槽內(nèi)反應物料的化學平衡引起的一系列問題。因為,一是反應槽內(nèi)的鈷銅合金粉末與鹽酸加入量很難做到正好按等當量化學反應的劑量加入,即使做到或是在等當量附近,在反應接近終點時速度也很慢;二是為了加快反應速度,必須使反應浸出槽內(nèi)鈷銅合金或鹽酸的其中之一過量;三是為了保證鈷、銅的浸出率,必須加入過量的鹽酸,而過量的鹽酸將給反應過程pH值的控制增加難度,物料的消耗也將增加。
[0014]所述鹵族元素的無機鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化銅、氯化銨、氯酸鈉、氟化鈉、氟化銨、氟化氫銨。
[0015]為了防止大量的鐵也同時浸出進入浸出液,可通過催化劑、氧化劑和鹽酸的加入量以及反應溫度和反應時間來控制鈷銅合金中鐵的浸出;采用上述方法后,鐵的浸出率小于1.0%,浸出液中鐵的含量可控制在〇.5g/L以下,最低可達到5PPm。[〇〇16] 下面用主要成份為鈷28.7%、銅26.3%、鐵23.5%、鎳1.08%、錳0.89%的鈷銅合金進行舉例說明。
[0017] 實施例一取鈷銅合金1000克放入球磨機磨90分鐘,然后再進行震動磨120分鐘,平均粒徑為47微米。秤取該合金80克,氯化銨80克,氯化鐵20克,36 %鹽酸133毫升,加水500毫升,升溫加熱到87度,通入空氣(加入量控制在每立方米料漿0.2-2.0立方米),在攪拌條件下反應8小時, 反應終點pH值為3.5。然后將料漿進行磁選、過濾。磁選出未反應的殘余鈷銅合金2.6克,得至丨J的浸出液含鈷26.9克/升,銅24.8克/升,鐵0.06克/升。浸出渣含鈷0.42克,銅0.30克。鈷的浸出率為94.3%,銅的浸出率為95.2%。鈷的實收率為98.0%,銅的實收率為98.3%實施例二取鈷銅合金1000克放入球磨機磨90分鐘,然后再進行震動磨120分鐘,平均粒徑為47微米。秤取該合金80克,氯化銨50克,氟化鈉30克,36 %鹽酸133毫升,加水500毫升,升溫加熱到87度,通入空氣(加入量控制在每立方米料漿0.2-2.0立方米),在攪拌條件下反應8小時, 反應終點pH值為3.5。然后將料漿進行磁選、過濾。磁選出未反應的殘余鈷銅合金2.1克,得到的浸出液含鈷32.8克/升,銅27.6克/升,鐵0.08克/升。浸出渣含鈷0.31克,銅0.33克。鈷的浸出率為95.8%,銅的浸出率為95.5%。鈷的實收率為98.4%,銅的實收率為98.2%。 [0〇18] 實施例三取鈷銅合金1000克放入球磨機磨90分鐘,然后再進行震動磨120分鐘,平均粒徑為47微米。秤取該合金160克,氯化銨50克,氟化鈉30克,氯化鐵20克,36 %鹽酸266毫升,加水500毫升,升溫加熱到87度,通入空氣(加入量控制在每立方米料漿0.2-2.0立方米),在攪拌條件下反應6.5小時后,緩慢加入5%的氫氧化鈉溶液至pH值為4.0,繼續(xù)反應4 5分鐘。然后將料漿進行磁選、過濾。磁選出未反應的殘余鈷銅合金3.5克,得到的浸出液含鈷57.2克/升,銅 50.0克/升,鐵0.005克/升。浸出渣含鈷0.39克,銅0.77克。鈷的浸出率為96.6%,銅的浸出率為95.6%。鈷的實收率為98.9%,銅的實收率為97.3%。[〇〇19] 實施例四鈷銅合金1000克放入球磨機磨90分鐘,然后再進行震動磨120分鐘,平均粒徑為47微米。秤取該合金135克及磁選出浸出料漿中未反應鈷銅合金25克,氯化銨50克, 氟化鈉30克,氯化鐵20克,36 %鹽酸266毫升,加水500毫升,升溫加熱到87度,通入空氣(加入量控制在每立方米料漿〇.2-2.0立方米),在攪拌條件下反應6.5小時,緩慢加入氨氣pH值為4.0,繼續(xù)反應45分鐘。然后將料漿進行磁選、過濾。磁選出未反應的殘余鈷銅合金4.2克, 得到的浸出液含鈷54.2克/升,銅51.3克/升,鐵0.006克/升。浸出渣含鈷0.15克,銅0.83克。 鈷的浸出率為96.7%,銅的浸出率為94.4%。鈷的實收率為99.2%,銅的實收率為97.5%。
【主權項】
1.用于處理鈷銅合金的方法,其特征是在于包括以下步驟:機械活化工序:首先將鈷銅合金送入球磨機或雷蒙磨進行粗磨,然后再送入管磨機或 震動磨或機械攪拌磨進行細磨,通過二段磨后使鈷銅合金粉末具有高的內(nèi)能和表面能以及 高的比表面積,進而使鈷銅合金粉末具有高的反應活性,經(jīng)過機械活化的鈷銅合金粉末的 平均粒徑在10M1-150M1之間;浸出工序:將經(jīng)過機械活化的鈷銅合金粉末或料漿加入反應槽;按反應槽內(nèi)的液固重 量比3:1-12:1加入水和按理論值的75%-150%加入鹽酸;再按催化劑濃度不大于15(^/1加 入催化劑,所述的催化劑為含有鹵族元素的無機鹽中的至少一種;再按每立方米料漿加入 0.2-2.0立方米的氧化劑,在加熱、攪拌條件下,使鈷銅合金中的鈷、銅有價金屬90 %-99 % 浸出進入溶液;磁選分離工序:利用鈷銅合金與浸出渣不同的磁特性,通過弱磁選機將浸出料漿中未 反應的少量殘余鈷銅合金與料漿分離,磁選后的料漿通過布氏漏斗過濾,使固液分離,即可 得到富含鈷、銅的溶液。2.根據(jù)權利要求1所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征是在于所述浸出工序反應 終點的溶液pH值控制在2.0-4.5之間。3.根據(jù)權利要求1所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征在于浸出工序的反應溫度 控制在65°C_95°C之間,反應時間控制在200min-900min之間。4.根據(jù)權利要求1所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征在于所述的氧化劑為空氣、氧氣中的至少一種。5.根據(jù)權利要求1所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征在于磁選出的少量殘余鈷 銅合金返回到機械活化工序或浸出工序。6.根據(jù)權利要求1所述的用于處理鈷銅合金的方法,其特征在于所述鹵族元素的無機 鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化銅、氯化銨、氯酸鈉、氟化鈉、氟化銨、氟化氫銨。
【文檔編號】C22B1/00GK106011453SQ201610376120
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】王凈, 丁岳雷
【申請人】浙江三瑞銅業(yè)有限公司