專利名稱：從釩鈦磁鐵礦中提取鈷并制備超細(xì)鈷粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從釩鈦磁鐵礦中提取鈷并制備超細(xì)鈷粉的方法，屬于冶金化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鈷具有耐腐蝕、熔點(diǎn)高、強(qiáng)磁性等優(yōu)良性能，是各種特殊鋼、耐熱合金、抗腐蝕合金、磁性合金、硬質(zhì)合金生產(chǎn)的重要原料，廣泛用于航空、航天、機(jī)械制造、電器儀表等領(lǐng)域。 目前鈷的生產(chǎn)基本上都是以鈷土礦、鈷硫精礦、硫化銅鎳礦渣、砷鈷礦等為原料。攀枝花礦產(chǎn)資源豐富，地質(zhì)勘測(cè)表明，釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量達(dá)100億噸，占全國(guó)鐵礦儲(chǔ)量的20%。釩資源儲(chǔ)量為1578. 8萬(wàn)噸，占全國(guó)釩資源儲(chǔ)量的62%，占世界釩儲(chǔ)量的11. 6%。 鈦資源儲(chǔ)量為8. 7億噸，占全國(guó)鈦資源儲(chǔ)量的90. 5%,占世界鈦儲(chǔ)量的35. 2%。此外還伴生有90萬(wàn)噸鈷、70萬(wàn)噸鎳以及大量的銅、硫等資源。而目前攀枝花釩鈦磁鐵礦的現(xiàn)狀是對(duì)釩鈦磁鐵礦石只回收了 Fe、V、Ti元素，而鈷(Co)、Ni等元素還沒(méi)有回收利用。釩鈦磁鐵礦中，鈷鎳金屬除以硫化物的包裹體或細(xì)脈狀存在于鈦磁鐵礦和鈦鐵礦等礦物中外，其余部分主要以含鎳、鈷的獨(dú)立礦物存在于硫化礦物中，這種鎳、鈷礦物粒度微細(xì)，不能破碎解離， 只能富集到硫化物精礦中，其中Co含量為0. 014% 0. 023%?，F(xiàn)有技術(shù)中，并沒(méi)有從釩鈦磁鐵礦中提取鈷的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種從釩鈦磁鐵礦中提取并制備超細(xì)鈷粉的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明提供了一種從釩鈦磁鐵礦中提取并制備超細(xì)鈷粉的方法，包括如下步驟 磨礦、浮選-硫化焙燒-浸出-萃取、凈化-制備草酸鈷-制備鈷粉，其中磨礦、浮選步驟中，將釩鈦磁鐵精礦磨至-200目占90%以上，用浮選試劑黃藥進(jìn)行浮選，浮選劑的用量為100 1000g/t釩鈦磁鐵精礦，得到硫含量> 30%，鈷含量彡0.3%的硫鈷精礦。優(yōu)選的，硫化培燒步驟中將硫鈷精礦與硫磺按1 1-10的配比在500-1000°C下使硫鈷精礦脫硫；產(chǎn)生的二氧化硫進(jìn)入制酸工序；脫硫后的硫鈷精礦與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化鈷。優(yōu)選的，浸出步驟中硫酸濃度為-25%，浸出溫度控制在50_150°C。優(yōu)選的，萃取、凈化步驟中采用2-乙基己基磷酸(P204)和2-乙基己基膦酸單 2-乙基己基酯(P507)，其中P204的濃度為0. 05-0. 2mol/L，P507的濃度為0. 1-0. 3mol/L。優(yōu)選的，制備鈷粉步驟中采用草酸鈷熱分解方法，具體地，在惰性氣氛下于 500-800°C進(jìn)行熱分解得到球形鈷粉。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明方法通過(guò)對(duì)鐵精礦的浮選，鐵精礦的含硫量大大降低，鐵精礦品質(zhì)得到保障，同時(shí)釩鈦磁鐵礦中的鈷得到有效回收，其收率達(dá)到70%以上。(2)本發(fā)明方法通過(guò)對(duì)硫鈷精礦的摻硫培燒，硫經(jīng)過(guò)培燒可以制酸，得到有效回收利用，同時(shí)鈷轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸?，有利于鈷的利用?3)本發(fā)明方法通過(guò)對(duì)氧化鈷進(jìn)一步深加工最后制備成具有高附加值的超細(xì)鈷粉，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。(4)本發(fā)明方法為攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦的綜合回收利用提供了一種新的途徑，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種從釩鈦磁鐵礦中提取并制備超細(xì)鈷粉的方法，包括如下步驟a、磨礦、浮選將釩鈦磁鐵精礦磨至200目以下(-200目)，用浮選試劑黃藥進(jìn)行浮選，得到的硫鈷精礦含硫> 30%，含鈷>0.3% ；目數(shù)前加正負(fù)號(hào)則表示能否漏過(guò)該目數(shù)的網(wǎng)孔，即顆粒尺寸小于網(wǎng)孔尺寸；b、硫化培燒將硫鈷精礦與硫磺按1 (1-10)的配比摻雜送入沸騰爐內(nèi)，鼓入空氣使物料在沸騰爐內(nèi)控制一定溫度沸騰、燃燒，產(chǎn)生大量的二氧化硫進(jìn)入制酸工序；硫鈷精礦脫硫后，與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化鈷，將產(chǎn)生的氧化鈷精礦從沸騰爐的出料口排出冷卻； 所述的沸騰爐的爐內(nèi)溫度控制在500-1000°C ；c、浸出將步驟b得到的氧化鈷精礦加入反應(yīng)容器中，控制一定的初始硫酸濃度， 在一定溫度下進(jìn)行浸出；液固分離后，得到硫酸鈷溶液及渣，渣可用于水泥廠作為原料；所述的硫酸初始濃度為-25wt% ；所述的反應(yīng)容器內(nèi)溫度控制在50_150°C ；d、萃取、凈化步驟c得到的硫酸鈷溶液除了含鈷之外還含有少量的鎳、鐵、銅、鋅等雜質(zhì)，加入一定量的P204進(jìn)行萃取除雜，萃余液用一定量的P507分離鎳鈷，鈷進(jìn)入有機(jī)相；所述 P204 的濃度為 0. 05-0. 2mol/L, P507 的濃度為 0. 1-0. 3mol/L ；e、制備草酸鈷將步驟d得到的鈷有機(jī)相用硫酸反溶，與有機(jī)相分離，在硫酸鈷溶液中加入草酸銨溶液，生成草酸鈷沉錠，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到草酸鈷；f、草酸鈷熱分解制備超細(xì)鈷粉將步驟e所的的草酸鈷沉淀在保護(hù)性氣氛下于 500-800°C進(jìn)行熱分解得到球形鈷粉。上述b步驟的化學(xué)反應(yīng)式為S+02 — SO2(1)2CoS+302 — 2 S02+2Co0(2)上述c步驟的化學(xué)反應(yīng)式為CoCHH2so4 — CoS04+H20(3)上述e步驟的化學(xué)反應(yīng)式為CoSO4+ (NH4) 2C204 — CoC2O4+ (NH4) 2S04 (4)上述f步驟的化學(xué)反應(yīng)式為CoC2O4 — Co+2C02(5)
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1從釩鈦磁鐵礦中提取并制備超細(xì)鈷粉1、將5000kg釩鈦磁鐵精礦(含鈷0. 03% )球磨至-200目占90以上，用浮選試劑黃藥進(jìn)行浮選，得到240kg硫鈷精礦，硫鈷精礦含硫?yàn)?0%，含鈷為0. 5% ；2、將步驟1所得硫鈷精礦與硫磺按1 5配比摻雜送入沸騰爐內(nèi)，鼓入空氣使物料在沸騰爐內(nèi)在800-900°C沸騰、燃燒，沸騰爐出口二氧化硫的濃度為10-14%，進(jìn)入制酸工序；硫鈷精礦脫硫后，與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化鈷，產(chǎn)生的120kg氧化鈷精礦從沸騰爐的出料口排出冷卻，鈷含量為；3、將步驟2所得氧化鈷精礦加入反應(yīng)容器中，加入制酸工序中所產(chǎn)生的稀硫酸 (濃度為5%)，稀硫酸溶液與氧化鈷精礦液固比為3 1，在90°C下進(jìn)行浸出；液固分離后， 得到340L硫酸鈷溶液(含鈷1. 08kg)及渣，渣可用于水泥廠作為原料；4、步驟3得到的硫酸鈷溶液除了含鈷之外還含有少量的鎳、鐵、銅、鋅等雜質(zhì)，加入0. lmol/L的P204除鐵、銅、鋅等雜質(zhì)，萃余液再用0. 2mol/L的P507分離鎳鈷，鈷進(jìn)入有機(jī)相；5、用硫酸反溶步驟4所得鈷有機(jī)相，在硫酸鈷溶液中加入草酸銨溶液(含草酸銨 3kg)，生成草酸鈷沉錠，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到2. 63kg草酸鈷；6、將草酸鈷沉淀在氮?dú)鈿夥障掠?00°C進(jìn)行熱分解得到1.05kg粒度在80 200nm左右球形鈷粉，即鈷總回收率為70%。
權(quán)利要求
1.從釩鈦磁鐵精礦中提取鈷并制備超細(xì)鈷粉的方法，具體步驟為磨礦、浮選；硫化焙燒-浸出-萃取、凈化-制備草酸鈷-制備鈷粉，其中磨礦、浮選步驟中，將釩鈦磁鐵精礦磨至-200目占90%以上，用浮選試劑黃藥進(jìn)行浮選，浮選劑的用量為100 1000g/t釩鈦磁鐵精礦，得到硫含量> 30%，鈷含量> 0. 3%的硫鈷精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從釩鈦磁鐵精礦中提取鈷并制備超細(xì)鈷粉的方法，其特征在于硫化培燒步驟中將磨礦、浮選步驟中得到的硫鈷精礦與硫磺按1 1-10的配比在 500-1000°C下使硫鈷精礦脫硫；產(chǎn)生的二氧化硫進(jìn)入制酸工序；脫硫后的硫鈷精礦與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化鈷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從釩鈦磁鐵精礦中提取鈷并制備超細(xì)鈷粉的方法，其特征在于浸出步驟中使用濃度為1-25%硫酸，浸出溫度控制在50-150°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的從釩鈦磁鐵精礦中提取鈷并制備超細(xì)鈷粉的方法， 其特征在于萃取、凈化步驟中采用2-乙基己基磷酸(P204)和2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯(P507)，其中 P204 的濃度為 0. 05-0. 2mol/L, P507 的濃度為 0. 1-0. 3mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的從釩鈦磁鐵精礦中提取鈷并制備超細(xì)鈷粉的方法， 其特征在于制備鈷粉步驟中采用草酸鈷熱分解方法，具體地，在惰性氣氛下于500-80(TC 進(jìn)行熱分解得到球形鈷粉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種從釩鈦磁鐵礦中提取并制備超細(xì)鈷粉的方法，包括如下步驟磨礦、浮選-硫化焙燒-浸出-萃取、凈化-制備草酸鈷-制備鈷粉，其中磨礦、浮選步驟中，將釩鈦磁鐵精礦磨至-200目占90％以上，用浮選試劑黃藥進(jìn)行浮選，浮選劑的用量為100～1000g/t釩鈦磁鐵精礦，得到硫含量≥30％，鈷含量≥0.3％的硫鈷精礦。本發(fā)明方法通過(guò)對(duì)釩鈦磁鐵精礦的浮選，釩鈦磁鐵精礦的含硫量大大降低，釩鈦磁鐵精礦品質(zhì)得到保障，同時(shí)釩鈦磁鐵礦中的鈷得到有效回收，其收率達(dá)到70％以上。
文檔編號(hào)C22B3/08GK102321797SQ20111030397
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者何德武, 昝林寒, 楊耀泉, 汪云華 申請(qǐng)人:攀枝花市立宇礦業(yè)有限公司