專利名稱：一種銨鹽低溫焙燒氧化銅鈷礦富集回收銅鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氧化銅鈷礦富集回收銅鈷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種銨鹽低溫焙燒氧化銅鈷礦富集回收銅鈷的方法。具體為采用銨鹽低溫焙燒的方法將低品位氧化銅鈷礦中銅鈷轉(zhuǎn)化可溶性的銅鹽及鈷鹽，進(jìn)一步通過沉淀的方式富集回收銅與鈷的方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，目前世界對于銅、鈷需求量分別在1900萬噸，4萬噸左右。目前銅鈷價格分別接近6萬元/噸及40萬元/噸。鈷最高價格達(dá)80萬元/噸。截至2007年底，中國探明的銅儲量為1504萬噸(銅)，而目前的需求量在500萬噸以上，因此需要從國外進(jìn)口大量銅礦石。2005年世界探明鈷儲量為700萬噸，基礎(chǔ)儲量為1300萬噸。主要集中在剛果(金)、古巴、贊比亞、澳大利亞、新喀里多尼亞和俄羅斯。其中剛果(金)約占世界儲量的一半，其次是古巴、贊比亞這些國家。按照中國國土資源部1999年公布的數(shù)據(jù)，中國鈷儲量只有4萬噸左右，基礎(chǔ)儲量也不過是6萬噸，資源總量約47萬噸，具有開采意義的·儲量僅為3. 9萬噸。因此，中國是銅資源及鈷資源十分短缺的國家。提取銅主要采用火法工藝，火法工藝很難將銅鈷進(jìn)行分離。從礦物中提取鈷的技術(shù)包括①酸加壓浸出技術(shù)，它是一種強(qiáng)化冶金方法，反應(yīng)速度快、浸出率高，有利于環(huán)保并能有效地分離雜質(zhì)。在國外，像日本、澳大利亞、加拿大和古巴等的一些廠家采用此技術(shù)從鎳鈷硫化物和紅土型Ni、Co礦中提取鈷。中國的金川有色金屬公司也于20世紀(jì)80年代后期使用這種技術(shù)，使鈷浸出率達(dá)到94%。②溶劑萃取技術(shù)回收鈷，從20世紀(jì)60年代開始進(jìn)行了溶劑萃取和離子交換凈化分離金屬的實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)應(yīng)用，現(xiàn)在該方法在國內(nèi)的大多數(shù)鈷廠中被采用。③用生物技術(shù)從含鈷硫化物礦石中提取鈷已獲工業(yè)應(yīng)用，法國BRGM公司在烏干達(dá)建成了世界首座以生物浸出技術(shù)從含鈷黃鐵礦中提取鈷的工廠并投產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種銨鹽低溫焙燒氧化銅鈷礦富集回收銅鈷的方法。本申請?jiān)诳偨Y(jié)國內(nèi)外銅、鈷生產(chǎn)方法的基礎(chǔ)上，提出一種銨鹽低溫焙燒氧化銅鈷礦富集回收銅鈷的方法，該方法采用銨鹽焙燒-水浸-沉淀富集回收銅鈷的工藝，包括以下步驟(I)銨鹽焙燒將氧化銅鈷礦和銨鹽原料粉碎，混合均勻后焙燒；(2)水浸焙砂物用水或沉淀完銅鈷的尾液進(jìn)行浸出得到含銅和鈷的浸出溶液；(3)沉淀富集回收銅鈷調(diào)節(jié)浸出溶液的pH值，對于氯化物體系，當(dāng)調(diào)節(jié)浸出溶液的pH值為5. 5 6時，沉淀出堿式氯化銅，實(shí)現(xiàn)銅與鈷的粗分離，然后采用碳酸氫銨沉淀富集得到碳酸鈷或銅鈷混合碳酸鹽沉淀，沉淀過濾液吸收焙燒尾氣得到銨鹽結(jié)晶返回焙燒過程循環(huán)使用。
上述方法步驟⑴中，所述的氧化銅鈷礦的含銅量為2% 20% ;鈷含量為1% 15%。所述銨鹽原料為氯化銨或硫酸銨中的任意一種。它們的粉碎粒度分別氧化銅鈷礦粉碎至100目以下；銨鹽原料100目以下。上述方法步驟(I)中，氧化銅鈷礦與銨鹽的重量比為10 : (3 8)。上述方法步驟(I)中，焙燒溫度為200 500°C，優(yōu)選200 300°C，焙燒時間為0. 5 5h，優(yōu)選2 3h。步驟⑶中，所述的pH值為4 6. 5。步驟(3)中，浸出溶液吸收焙燒過程產(chǎn)生的氨氣或者采用氨水調(diào)節(jié)浸出溶液的pH
值。 焙燒之前各原料的混合一般使用混料機(jī)或球磨機(jī)混合。本發(fā)明的有益效果為與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不使用酸堿實(shí)現(xiàn)低品位氧化銅鈷礦中的銅鈷回收，銅和鈷的回收率在90%以上，處理過程中銨鹽試劑循環(huán)利用，不但降低了成本，同時減少了對環(huán)境影響。充分體現(xiàn)了 21世紀(jì)的節(jié)能、降耗、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的工業(yè)要求。本發(fā)明通過使用銨鹽與氧化銅鈷礦混合，在較低的溫度下焙燒轉(zhuǎn)化成可溶性銅鹽及鈷鹽，通過水浸實(shí)現(xiàn)與硅酸鹽礦物的分離；同時，通過焙燒轉(zhuǎn)化的銅鹽及鈷鹽，用水浸出溶解，過濾實(shí)現(xiàn)銅鈷與硅酸鹽礦物的分離；浸出液吸收部分含氨尾氣調(diào)節(jié)溶液堿性，對于氯化物體系可沉淀出堿式氯化銅，實(shí)現(xiàn)銅與鈷的粗分離。過濾液進(jìn)一步采用碳酸氫銨沉淀得到碳酸鈷或銅鈷混合碳酸鹽沉淀；沉淀過濾液進(jìn)一步吸收尾氣得到銨鹽返回焙燒過程使用。整個工藝流程無廢水廢氣排放，是一個創(chuàng)新性的環(huán)保型處理工藝；相比于傳統(tǒng)的工藝，在技術(shù)上采用低溫焙燒工藝，銨鹽回收系統(tǒng)，在有效提高回收率的基礎(chǔ)上，降低投資，提高產(chǎn)量，節(jié)約能源，減少資源浪費(fèi)。充分體現(xiàn)了 21世紀(jì)的節(jié)能、降耗、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的工業(yè)要求。其工藝特點(diǎn)是①采用銨鹽焙燒-水浸新工藝。以氯化銨為主，燃料易得，材料成本低；②采用低溫焙燒工藝，在250 300°C左右可實(shí)現(xiàn)銅鈷回收；③溫度較低，可避免由于氯化銨分解而產(chǎn)生的氯氣。④全過程封閉式生產(chǎn)，設(shè)計(jì)氨氣及銨鹽回收系統(tǒng)，可避免有害氣體排放，同時也降低了原料的消耗，達(dá)到降低成本的目的。
具體實(shí)施例方式下面以剛果金氧化銅鈷礦(W)及水鈷礦(2#)為例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。將樣品礦磨細(xì)至100目，其化學(xué)成分見表I。銅鈷礦元素分析結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種銨鹽焙燒氧化銅鈷礦富集回收銅鈷的方法，其特征在于采用銨鹽焙燒-水浸-沉淀富集回收銅鈷的工藝，包括以下步驟 (1)銨鹽焙燒將氧化銅鈷礦和銨鹽原料粉碎，混合均勻后焙燒； (2)水浸焙砂物用水或沉淀完銅鈷的尾液進(jìn)行浸出得到含銅和鈷的浸出溶液； (3)沉淀富集回收銅鈷調(diào)節(jié)浸出溶液的pH值,對于氯化物體系當(dāng)調(diào)節(jié)浸出溶液的pH值為5. 5 6時，沉淀得到堿式氯化銅，實(shí)現(xiàn)銅與鈷的粗分離，然后采用碳酸氫銨沉淀富集得到碳酸鈷或銅鈷混合碳酸鹽沉淀，沉淀過濾液吸收焙燒尾氣得到銨鹽結(jié)晶返回焙燒過程循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中，所述的氧化銅鈷礦的含銅量為2% 20% ;鈷含量為1% 15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述銨鹽原料為氯化銨或硫酸銨中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于氧化銅鈷礦和銨鹽原料均粉碎至100目以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中，氧化銅鈷礦與銨鹽的重量比為 10 (3 8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟⑴中，焙燒溫度為200 500°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟⑴中，焙燒溫度為200 300°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中，焙燒時間為0.5 5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(3)中，所述的pH值為4 6.5。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(3)中，浸出溶液吸收焙燒過程產(chǎn)生的氨氣或者采用氨水調(diào)節(jié)浸出溶液的pH值。
全文摘要
本發(fā)明屬于氧化銅鈷礦富集回收銅鈷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種銨鹽低溫焙燒氧化銅鈷礦富集回收銅鈷的方法。采用銨鹽焙燒-水浸-沉淀富集回收銅鈷的工藝，將氧化銅鈷礦和銨鹽原料粉碎，混合均勻后焙燒；焙砂用水或沉淀完銅鈷的尾液進(jìn)行浸出得到含銅和鈷的浸出溶液；調(diào)節(jié)浸出溶液的pH值，對于氯化物體系，當(dāng)調(diào)節(jié)浸出溶液的pH值為5.5～6時，沉淀得到堿式氯化銅，實(shí)現(xiàn)銅與鈷的粗分離，然后加入碳酸氫銨沉淀富集得到碳酸鈷或銅鈷混合碳酸鹽沉淀，沉淀后過濾液吸收焙燒尾氣得到銨鹽結(jié)晶返回焙燒過程循環(huán)使用。本發(fā)明方法不采用酸堿實(shí)現(xiàn)銅鈷的富集回收，銅和鈷的回收率在90％以上，銨鹽在系統(tǒng)中循環(huán)利用，不僅有利于環(huán)保，同時降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C22B15/00GK102766759SQ201110113248
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者張明珠, 朱國才, 索雙富, 趙玉娜 申請人:清華大學(xué)