專利名稱：濕法煉鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在濕法煉鋅領(lǐng)域中間廢渣(凈液鈷渣)綜合分離的方法，特別是涉及 一種濕法煉鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法。
背景技術(shù)：
鈷是伴生在鉛鋅生產(chǎn)的原料中對濕法煉鋅系統(tǒng)有害的元素之一，在濕法煉鋅系統(tǒng) 正常的生產(chǎn)過程中，鈷的存在會造成系統(tǒng)閉路循環(huán)，加大原輔材料的消耗，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定 性，給生產(chǎn)帶來一定的問題。目前企業(yè)凈液鈷渣常以堆存的形式處理，這樣會對環(huán)境造成一 定的影響，同時凈液鈷渣中含有大量的鋅、鎘、鈷等有價金屬，堆存處理使資源的綜合利用 效率不高，同時使企業(yè)的中間占用加大，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。目前鈷渣綜合回收個別公司采用工藝除揮發(fā)窯處理外，還有β-奈酚除鈷，但兩 者都有不足之處。揮發(fā)窯產(chǎn)品為氧化鋅，產(chǎn)品的含鋅品位無明顯提升，未實現(xiàn)產(chǎn)品增值，同 時需要重新浸出處理生產(chǎn)電鋅，除生產(chǎn)成本過高之外，各種金屬回收率也不高，其中鈷金屬 不能得到回收，進入棄渣。奈酚除鈷的生產(chǎn)成本過高，工藝復(fù)雜，穩(wěn)定性不高。前期投資較大，生產(chǎn)中有大 量亞硝酸根離子和有機物(β_萘酚)進入系統(tǒng)，對系統(tǒng)的正常運行存在一定的影響(主要 是電解系統(tǒng)燒板)。目前社會上有些小廠做一些簡單處理，但其對后序工藝及環(huán)境污染考慮 不全，不能應(yīng)用于大廠的規(guī)?；a(chǎn)。申請?zhí)枮镃N00102775. 1的發(fā)明涉及一種處理鋅鈷渣的方法，將鋅鈷渣10份在加 溫40-90°C條件下攪拌進行氨浸，加鋅粉1-2份除雜、過濾(或用胴肟類萃取劑萃取法除去 銅、鈷雜質(zhì))，然后將純凈的鋅-氨液蒸氨、再過濾，之后在400-700°C條件下煅燒，得到純度 為99%以上的活性氧化鋅。也可以將純凈的鋅-氨液返回至濕法煉鋅系統(tǒng)。本發(fā)明的方法 工藝簡單、設(shè)備防腐要求低，除雜容易，消耗低，金屬回收率高。但該申請沒有涉及到鈷、鋅 的進一步回收問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種濕法煉鋅凈液鈷渣的綜合分離方法，分 離后得到鉛渣、高鈷精礦和電解鋅。該方法不僅能使鈷渣得到有效分離，還解決了鈷渣類堆 存對環(huán)境的影響問題。本發(fā)明的技術(shù)方案濕法煉鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法，該方法包括鈷渣中性浸出、 鈷渣酸性浸出、中浸液體除鐵和中浸液體除鈷工序，(1)鈷渣中性浸出向含鋅、鈷的凈液鈷渣中加入硫酸和水，硫酸初始濃度100 120g/l，控制液固比為4 5 1，浸出溫度為80 85°C，浸出時間4 5h，反應(yīng)終點溶液pH值為5.0 5. 2， 反應(yīng)后經(jīng)壓濾得到中浸液體和中浸鈷渣；所述中浸鈷渣進入酸性浸出工序；
(2)鈷渣酸性浸出將經(jīng)過中浸鈷渣加入酸性浸出槽，加入硫酸和水，硫酸初始濃度120 150g/l，控 制液固比在5 6 1，浸出溫度為80 85°C，浸出時間4 5h，終點酸度50 80g/l，反 應(yīng)后經(jīng)壓濾得到酸浸鉛泥渣和酸性浸出液；(3)中浸液體除鐵將經(jīng)過鈷渣中性浸出的中浸液體加入除鐵槽，在攪拌下升溫并加入氧化劑，氧化 劑的加入量為中浸液體中鐵與氧化劑反應(yīng)時理論用量的1倍，反應(yīng)溫度控制在55 60°C之 間，反應(yīng)時間1 2h，反應(yīng)過程中pH值保持在4 4. 5之間，經(jīng)壓濾得到除鐵后的中浸液 體；(4)中浸液體除鈷向除鐵后的中浸液體中在攪拌下加入氧化劑，氧化劑加入量為氧化劑氧化中浸液 體中的鈷化學(xué)反應(yīng)理論量的2倍，反應(yīng)溫度控制在80 85°C之間，反應(yīng)時間2 4h，反應(yīng) 過程中pH值保持在4 4. 5之間，經(jīng)壓濾得到凈化液和壓濾渣，所得壓濾渣即為鈷精礦。所述凈液鈷渣在中性浸出前進行破碎，破碎后粒度小于60目，將所述步驟(2)中的酸性浸出液返回鈷渣中性浸出槽循環(huán)使用；所述步驟(3)中 浸液體除鐵的氧化劑為雙氧水，所述步驟(4)中浸液體除鈷的氧化劑為高錳酸鉀；所述濕 法分離方法還包括將步驟(4)所得的凈化液轉(zhuǎn)入電解鋅系統(tǒng)進行電解的步驟。所得酸浸鉛泥渣中鉛含量為25 30% ；所得鈷精礦中鈷含量為15 20%。本發(fā)明的積極有益效果1、本發(fā)明首先對濕法煉鋅中的凈液鈷渣進行篩分破碎處理，在硫酸體系中進行分 段浸出，對浸出礦漿進行分離，分離出鉛渣，對浸出液進行雜質(zhì)處理，處理后的浸出液體中 加入氧化劑，對其中的Fe、Co金屬進行分離，得到鈷含量15%以上的高鈷精礦，可作為煉鈷 原料外售。將分離凈化后的液體轉(zhuǎn)入電鋅工序或硫酸鋅工序，從而完成對整個工業(yè)廢渣的
處理工作。凈液鈷渣處理前后化驗數(shù)據(jù)對比(重量％ ) 2、本發(fā)明工藝合理，能有效回收凈液鈷渣中鈷、鋅、鉛等有價金屬，產(chǎn)出鉛渣、高鈷 精礦和電解鋅，減少了廢渣堆存造成的環(huán)境污染問題，實現(xiàn)了廢渣的有效利用，解決了濕法 煉鋅領(lǐng)域中中間廢渣的處理問題，解決了廢渣資源綜合利用效率不高和中間占用費用較大 等問題，達到了綜合回收利用資源的目的，有利于保護環(huán)境，該發(fā)明具有較好的經(jīng)濟效益和 社會效益。


圖1 濕法煉鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法的流程圖
具體實施例方式在圖1中，濕法煉鋅過程中所產(chǎn)生的凈液鈷渣，經(jīng)破碎處理后加入中浸反應(yīng)槽中 進行溶解反應(yīng)，將部分有價金屬Zn、Co等溶解進入中浸液體中，而其中含有的大量有價金 屬未被浸出；再將中浸鈷渣加入鈷渣酸浸槽中繼續(xù)浸出，渣中的金屬鉛不溶于酸形成鉛沉 淀物，經(jīng)過浸出后得到富集，產(chǎn)出鉛渣，經(jīng)過鈷渣酸浸的鈷渣酸浸液返回鈷渣中浸槽循環(huán)使 用；然后將含Zn、Co、Fe等金屬的中浸液體加入中浸除鐵槽進行除鐵；除鐵后進入除鈷工 序，加入氧化劑除Co，將Co分離出來從而使Co得到富集產(chǎn)出。最后將得到的含鋅較高的濾 液送往電解工序，經(jīng)電解產(chǎn)出電解鋅錠。下面通過實施例具體說明本發(fā)明的具體工藝過程。實施例1 參見圖1，濕法電鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法的具體步 驟如下(一)鈷渣中性浸出1、原料凈液鈷渣、硫酸、水2、工藝目的將含鋅、鈷等金屬較高的凈液鈷渣用稀硫酸浸出，金屬鋅、鈷及其氧 化物均溶解于稀硫酸中，而渣中的鉛不溶于稀酸，進入浸出渣形成鉛泥渣，得到的溶液為中 性浸出液，從而達到鋅、鈷與鉛泥渣分離的目的。3、工藝條件(1)控制液固比4 5 1 (2)稀硫酸初始濃度100 120g/l (3) 浸出溫度80 85°C (4)浸出時間4 5h (5)反應(yīng)終點溶液pH值5. 0 5. 2。4、操作方法先配制浸出底液，往浸出槽中加入30m3水，開啟攪拌器，緩慢加入由 濃硫酸配制的初始濃度為100 120g/l的稀硫酸，再緩慢加入約6噸磨碎的凈液鈷渣(粒 度小于60目)。反應(yīng)溫度控制在80 85°C，浸出時間4 5h，終點pH值控制在5.0 5. 2。反應(yīng)后進行壓濾，得到中浸液體和中浸鈷渣，中浸液體進入除鐵槽，中浸鈷渣進入酸性 浸出工序。5、取樣化驗項目(1)始酸100 120g/l (2)終點pH 5. 0 5. 2(3)中浸液體中 Zn、Co 含量(Zn 100 150g/l, Co :1 3g/l)(4)中浸鈷渣中 Zn、Co 含量(Zn :20 30%，Co 彡 0. 5% )。( 二)鈷渣酸性浸出1、原料中浸鈷渣、硫酸、水2、工藝目的中浸鈷渣中的鋅、鈷含量還較高，需再進行酸性浸出。將中浸鈷渣加 入酸性浸出槽，提高浸出酸度最大程度地將渣中鋅、鈷浸出完全，而渣中的鉛不溶于酸而沉 淀進入浸出渣形成鉛泥渣，經(jīng)壓濾與酸浸液分離。得到的酸性浸出液體返回中浸反應(yīng)槽循 環(huán)使用，鉛泥渣堆存外售。3、工藝條件(1)控制液固比5 6 1 (2)浸出溫度80 85°C (3)浸出時間 4 5h (4)初始酸度120 150g/l (5)終點酸度50 80g/l4、操作方法先配制酸性浸出底液。往酸性浸出槽中加入30m3水，開啟攪拌器，緩慢加入初始濃度120 150g/l的硫酸，緩慢加入中浸鈷渣，溫度控制在80 85°C，浸出時間4 5h，要求終點酸度50 80g/l，壓濾后濾液進入中性浸出槽循環(huán)使用，酸浸鉛泥渣外售。5、取樣化驗項目⑴始酸120 150g/l (2)終點酸度50 80g/l (3)酸浸鉛 泥渣中 Zn、Co、Pb 含量(Zn ^ 10%, Co ^ 0. l%,Pb ≥ 25% )。(三)中性浸出液體除鐵1、原料中浸液體，氧化劑雙氧水2、工藝目的原料凈化鈷渣中含有Zn、Co、Fe等金屬，在浸出過程中均進入溶液， 溶液中若Fe雜質(zhì)含量高則影響鈷精礦的品位。經(jīng)過氧化除鐵工序，加入適量氧化劑將溶液 中的Fe氧化除去。3、工藝條件⑴除Fe溫度55 60°C (2)氧化時間1 2h(3)氧化劑雙氧水加入量按雙氧水與Fe發(fā)生氧化反應(yīng)的理論用量加入(4) pH 值 4 4. 54、操作方法將中浸液體轉(zhuǎn)入除鐵槽，開啟攪拌器，溫度控制在55 60°C，緩慢加 入雙氧水，防止因加入速度過快，反應(yīng)劇烈造成冒槽現(xiàn)象。反應(yīng)時間1 2h，反應(yīng)過程中pH 值保持在4 4. 5之間。反應(yīng)后壓濾，將除鐵后的濾液轉(zhuǎn)入除鈷工序。5、取樣化驗項目(1)反應(yīng)過程pH值4 4. 5(2)除鐵后濾液中 Fe 含量(Fe ^ 0. 005g/l)。(四)中性浸出液氧化除鈷1、原料中性浸出液，氧化劑高錳酸鉀2、工藝目的由于原料凈化鈷渣中含有Zn、Co、Ni、Fe等金屬，在浸出過程中均進 入溶液，溶液中金屬雜質(zhì)含量高不能滿足電鋅要求。經(jīng)除鈷工序?qū)⑷芤褐械腃o氧化除去， 使Co富集得到Co精礦；溶液為合格的鋅液體，送電解工序生產(chǎn)電解鋅或生產(chǎn)硫酸鋅產(chǎn)品。3、工藝條件(1)除鈷溫度為80 85°C (2)氧化時間2 4h (3)氧化劑高錳 酸鉀加入量按高錳酸鉀、氧化鈷化學(xué)反應(yīng)理論需要量的2倍加入(4) pH 值 4 4. 5。4、操作方法將除鐵后的中性浸出液轉(zhuǎn)入除鈷槽，開啟攪拌器，緩慢將高錳酸鉀固 體加入，防止因加入高錳酸鉀過快，反應(yīng)劇烈而造成冒槽現(xiàn)象，溫度控制在80 85°C，反應(yīng) 時間2 4h，反應(yīng)過程中pH值保持在4 4. 5之間。反應(yīng)后壓濾，將凈化后的濾液轉(zhuǎn)入電 解系統(tǒng)生產(chǎn)電解鋅產(chǎn)品，壓濾渣為高Co精礦。5、取樣化驗項目(1)中性浸出液中Zn、Co含量(Zn 100 150g/l，Co 1 3g/ 1) (2)反應(yīng)過程pH值4 4. 5(3)壓濾渣中 Zn、Co 含量(Zn :10 15%，Co :15 20% )(4)凈化液中 Zn、Co 含量(Zn 100 150g/l, Co ^ 0. 001g/l)。(五)鋅的電解工序按現(xiàn)有常規(guī)鋅的電解工藝進行，不再詳述。實施例2 濕法電鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法，同實施例1基本相 同，相同之處不再重述，不同之處在于(一)鈷渣中性浸出(1)控制液固比4 5 1 (2)稀硫酸初始濃度115g/l (3)浸出溫度82 83°C (4)浸出時間4 5h (5)反應(yīng)終點溶液pH值5. 0 5. 2。得到的中浸液體中Zn :140g/l, Co :2g/l ；中浸鈷渣中 Zn 26. 5%, Co 0. 2%0
( 二 )鈷渣酸性浸出(1)控制液固比5 6 1 (2)浸出溫度80 85°C (3)浸出時間4 5h(4)初始酸度140g/l (5)終點酸度70g/l所得酸浸鉛泥渣中Zn、Co、Pb 含量(Zn -J. 5%, Co 0. 05%, Pb 30% ) (三)中性浸出液體除鐵(1)除Fe溫度55 60°C (2)氧化時間1 2h (3)口!1值4 4.5除鐵后濾液中Fe含量為0. 004g/l。(四)中性浸出液氧化除鈷(1)除鈷溫度為80 85°C (2)氧化時間3h (3)反應(yīng)過程pH值4 4. 5。所得壓濾渣中Zn 13%, Co 15% ；凈化液中 Zn :138g/l，Co 0. 001g/l。實施例3 濕法電鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法，同實施例1基本相 同，相同之處不再重述，不同之處在于(一)鈷渣中性浸出(1)控制液固比4 5 1 (2)稀硫酸初始濃度110g/l (3)浸出溫度82 830C(4)浸出時間4 5h (5)反應(yīng)終點溶液pH值5. 0 5. 2。得到的中浸液體中Zn :128g/l，Co :1. 7g/l ；中浸鈷渣中Zn、Co含量(Zn 22. 8%, Co 0. 35%。( 二)鈷渣酸性浸出(1)控制液固比5 6:1 (2)浸出溫度80 85°C (3)浸出時間4 5h(4)初始酸度125g/l (5)終點酸度65g/l所得酸浸鉛泥渣中Zn 5. 5%、Co 0.03%、Pb 27%。(三)中性浸出液體除鐵(1)除 Fe 溫度 55 60°C (2)氧化時間 1 2h (3)口!1值4 4.5。所得除鐵后濾液中Fe含量為0. 002g/l。(四)中性浸出液氧化除鈷(1)除鈷溫度為80 85°C (2)氧化時間2 4h (3)反應(yīng)過程的pH值4 4. 5。所得壓濾渣中Zn 11%, Co 16% ；凈化液中 Zn :128g/l，Co 0. 0009g/l。
權(quán)利要求
濕法煉鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法，其特征在于該方法包括鈷渣中性浸出、鈷渣酸性浸出、中浸液體除鐵和中浸液體除鈷工序，(1)鈷渣中性浸出向含鋅、鈷的凈液鈷渣中加入硫酸和水，硫酸初始濃度100～120g/l，控制液固比為4～5∶1，浸出溫度為80～85℃，浸出時間4～5h，反應(yīng)終點溶液pH值為5.0～5.2，反應(yīng)后經(jīng)壓濾得到中浸液體和中浸鈷渣；所述中浸鈷渣進入酸性浸出工序；(2)鈷渣酸性浸出將經(jīng)過中浸鈷渣加入酸性浸出槽，加入硫酸和水，硫酸初始濃度120～150g/l，控制液固比在5～6∶1，浸出溫度為80～85℃，浸出時間4～5h，終點酸度50～80g/l，反應(yīng)后經(jīng)壓濾得到酸浸鉛泥渣和酸性浸出液；(3)中浸液體除鐵將經(jīng)過鈷渣中性浸出的中浸液體加入除鐵槽，在攪拌下升溫并加入氧化劑，氧化劑的加入量為中浸液體中鐵與氧化劑反應(yīng)時理論用量的1倍，反應(yīng)溫度控制在55～60℃之間，反應(yīng)時間1～2h，反應(yīng)過程中pH值保持在4～4.5之間，經(jīng)壓濾得到除鐵后的中浸液體；(4)中浸液體除鈷向除鐵后的中浸液體中在攪拌下加入氧化劑，氧化劑加入量為氧化劑氧化中浸液體中的鈷化學(xué)反應(yīng)理論量的2倍，反應(yīng)溫度控制在80～85℃之間，反應(yīng)時間2～4h，反應(yīng)過程中pH值保持在4～4.5之間，經(jīng)壓濾得到凈化液和壓濾渣，所得壓濾渣即為鈷精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法分離方法，其特征在于所述凈液鈷渣在中性浸出前進 行破碎，破碎后粒度小于60目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法分離方法，其特征在于將所述步驟(2)中的酸性浸出 液返回鈷渣中性浸出槽循環(huán)使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法分離方法，其特征在于所述步驟(3)中浸液體除鐵的 氧化劑為雙氧水，所述步驟(4)中浸液體除鈷的氧化劑為高錳酸鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法分離方法，其特征在于所述濕法分離方法還包括將步 驟(4)所得的凈化液轉(zhuǎn)入電解鋅系統(tǒng)進行電解的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的濕法分離方法，其特征在于所得酸浸鉛泥渣中鉛 含量為25 30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的濕法分離方法，其特征在于所得鈷精礦中鈷含量 為15 20%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濕法煉鋅系統(tǒng)凈液鈷渣中有價金屬的濕法分離方法。該方法包括鈷渣中性浸出、鈷渣酸性浸出、中浸液體除鐵和中浸液體除鈷等工序，首先對濕法煉鋅中的凈液鈷渣進行篩分破碎處理，在硫酸體系中進行分段浸出，對浸出礦漿進行分離，分離出鉛渣，對浸出液進行雜質(zhì)處理，處理后的浸出液體中加入氧化劑，對其中的Fe、Co金屬進行分離，得到鈷含量15％以上的高鈷精礦，可作為煉鈷原料外售。本發(fā)明能有效回收凈液鈷渣中鈷、鋅、鉛等有價金屬，產(chǎn)出鉛渣、高鈷精礦和電解鋅，實現(xiàn)了廢渣的有效利用，解決了濕法煉鋅中間廢渣的處理問題，達到了綜合回收利用資源的目的。
文檔編號C22B3/08GK101838736SQ20101018777
公開日2010年9月22日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者倪恒發(fā), 張全勝, 張利濤, 張新莊, 牛軍民, 翟愛萍 申請人:河南豫光鋅業(yè)有限公司