一種從高鐵合金中回收有價金屬的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從高鐵合金中回收有價金屬的工藝，包括：1）銅、鈷和鎳的選擇性浸出。經(jīng)粉碎后的高鐵合金與酸濃度為0.3-5mol/L當(dāng)量的硫酸、鹽酸混合溶液進行浸出反應(yīng)，通過選取5:1—30:1的液固比的合理控制及添加劑的加入，添加劑可以為氨鹽、錳鹽、氯化物等，使得合金中的Cu、Co和Ni以離子態(tài)進入溶液，使合金中的Fe則以赤鐵礦或針鐵礦的形式沉淀，獲得的浸出液含F(xiàn)e2+、Fe3+<0.1g/L。2）銅的選擇性萃取。溶液進入銅萃取系統(tǒng)，采用羥肟類或市售的其它銅的萃取劑進行萃取銅，實現(xiàn)銅的分離提純。3）銅的電解沉積。負(fù)載銅萃取劑用電積后液進行反萃，經(jīng)電積獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅板。4）含鎳、鈷溶液的分離和回收。本發(fā)明可大幅度縮短工藝流程，并大幅度降低銅和鈷的生產(chǎn)成本。
【專利說明】-種從高鐵合金中回收有價金屬的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 在濕法冶金化工領(lǐng)域處理高鐵合金的方法，涉及一種從高鐵合金中回收有價金屬 的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 高鐵合金是一種含鐵不小于3%的，還含有銅、鎳、鈷等其中一種或一種以上的有 價金屬的合金或金屬化合物。
[0003] 高鐵合金濕法處理的關(guān)鍵問題在于金屬分離提純的過程中雜質(zhì)鐵的去除?，F(xiàn)有 技術(shù)的工藝為：合金顆粒經(jīng)過破碎獲得較細(xì)合金粉，合金粉用硫酸介質(zhì)氧化浸出，使合金中 銅、鎳、鈷等可溶金屬成分全部以離子形態(tài)進入溶液，特別是雜質(zhì)鐵也全部進入浸出液。之 后浸出液進入Cu萃取和電解系統(tǒng)，獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅產(chǎn)品。萃Cu余液必須經(jīng)過除Fe后進入 鈷、鎳萃取系統(tǒng)，提純分離后獲得Co鹽、Ni鹽產(chǎn)品。上述傳統(tǒng)處理方法的缺點在于，一是對 合金中硫化銅成分不能完全浸出，銅的直收率低；二是由于合金中的Fe以離子形態(tài)進入溶 液，增大銅萃取劑的消耗量；三是Fe在電解液中富集，降低銅電積電流效率；四是從萃Cu 余液中除鐵需要消耗大量的堿和氧化劑以及能源，除鐵成本很高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種從高鐵合金中回收有價金屬 的工藝。
[0005] 上述目的是通過下述方案實現(xiàn)的： 一種從高鐵合金中回收有價金屬的工藝，其特征在于，所述處理工藝包括以下步驟： (1) 銅、鈷和鎳的選擇性浸出：經(jīng)粉碎后的高鐵合金與酸濃度為0. 3-5mol/L的硫酸溶 液或鹽酸或鹽酸和硫酸的混合溶液進行浸出反應(yīng)，加入氨鹽或錳鹽或氯化物作為添加劑， 控制液固比為5:1- 30:1，并在反應(yīng)過程中鼓入空氣，使得合金中的Cu、Co和Ni以離子態(tài) 進入溶液，合金中的Fe則以赤鐵礦或針鐵礦的形式沉淀，獲得的浸出液含F(xiàn)e 2+、Fe3+〈0. lg/ L ； (2) 銅的萃取：通過浸出環(huán)節(jié)獲得的溶液入銅萃取系統(tǒng)，實現(xiàn)銅的分離提純； (3) 銅的電解沉積：負(fù)載銅萃取劑用電積后液進行反萃，經(jīng)電積獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅板； (4) 含鎳、鈷溶液的分離和回收：萃銅余液再經(jīng)萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，然后對溶 液中Co、Ni進行萃取分離，最終獲得Co鹽、Ni鹽溶液，可進行電積或蒸發(fā)結(jié)晶獲得產(chǎn)品；或 萃銅后富鎳、鈷的萃余液用萃取劑從純氯離子介質(zhì)的溶液中萃取分離和回收鎳、鈷純凈產(chǎn) 品；或者從萃銅后富鎳、鈷萃余液中用堿性物質(zhì)把鎳、鈷金屬離子以碳酸鹽或者氫氧化物的 形式沉淀下來，做為進一步提取鎳、鈷的中間原料。
[0006] 根據(jù)上述的一種高鐵合金的濕法短流程處理工藝，其特征在于，在所述步驟（4) 中，通過P204萃取劑萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，用P507萃取劑進行溶液中Co、Ni萃取 分離；萃銅后富鎳、鈷萃余液用N235萃取劑從純氯離子介質(zhì)的溶液中萃取分離和回收鎳、 鈷純凈產(chǎn)品；從萃銅后富鎳、鈷萃余液中用純堿把鎳、鈷金屬離子以碳酸鹽或者氫氧化物的 形式沉淀下來。
[0007] 根據(jù)上述的一種高鐵合金的濕法短流程處理工藝，其特征在于，在所述步驟（1) 中，在反應(yīng)過程中鼓入的空氣混入純氧氣。
[0008] 本發(fā)明的有益效果：1)由于采用選擇浸出的工藝使得Cu、Ni、Co等有價金屬中的 部分或完全浸出，而影響成本的鐵在此浸出工序就以浸出渣的形式排出到體系外，從而大 大降低生產(chǎn)成本。
[0009] 2)采用選擇浸出工藝獲得的浸出液中可以使Fe〈0. lg/L,這就避免了 Fe在銅萃取 過程造成萃取劑的消耗量大，成本高等問題。也避免了 Fe在銅電積系統(tǒng)中的富集，可使銅 電積電流效率較大幅度的提高。選擇浸出可以獲得比較高的Cu的回收率，達到99%以上。 [0010] 3)與傳統(tǒng)處理工藝相比，本發(fā)明可大幅度縮短工藝流程，并大幅度降低銅和鈷等 有價金屬的生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明的流程圖。

【具體實施方式】
[0012] 參見圖1，本發(fā)明的高鐵合金的濕法短流程處理工藝包括以下步驟：1)銅、鈷和鎳 的選擇性浸出：經(jīng)粉碎后的高鐵合金與硫酸溶液或鹽酸或鹽酸和硫酸的混合溶液進行反 應(yīng)，酸濃度為0. 3-5mol/L (如果為混合酸，則酸濃度為多種酸的摩爾濃度之和)，通過選取 5:1 - 30:1的液固比的合理控制，以及添加劑的加入，添加劑可以為氨鹽、錳鹽、氯化物等， 按照5克/升-20克/升添加所述添加劑，其作用在于增加溶液中金屬離子的電子傳遞速 率，以加快Fe的沉淀速度，提高反應(yīng)效率，另外反應(yīng)過程中鼓入的空氣可以混入一定量的 純氧以提高氧濃度，進一步提高反應(yīng)速率，最終使得合金中的Cu、Co和Ni以離子態(tài)進入溶 液，使合金中的Fe則以赤鐵礦或針鐵礦的形式沉淀，獲得的浸出液含F(xiàn)e 2+、Fe3+〈0. lg/L，在 浸出環(huán)節(jié)一步完成有價金屬的浸出及雜質(zhì)鐵的脫除；2)銅的萃取：通過浸出環(huán)節(jié)獲得的不 含F(xiàn)e的Cu、Co和鎳的硫酸鹽溶液進入銅萃取系統(tǒng)，實現(xiàn)銅的分離提純；3)銅的電解沉積 ： 負(fù)載銅萃取劑用電積后液進行反萃，經(jīng)電積獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅板；4)含鎳、鈷溶液的分離和回 收：萃銅余液再經(jīng)萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，然后對溶液中Co、Ni進行萃取分離，最終 獲得Co鹽、Ni鹽溶液，可進行電積或蒸發(fā)結(jié)晶獲得產(chǎn)品；或萃銅后富鎳、鈷萃余液萃取劑從 純氯離子介質(zhì)的溶液中萃取分離和回收鎳、鈷純凈產(chǎn)品；或者從萃銅后富鎳、鈷萃余液中用 堿性物質(zhì)把鎳、鈷金屬離子以碳酸鹽或者氫氧化物的形式沉淀下來，做為進一步提取鎳、鈷 的中間原料 實施例1 質(zhì)量百分比成分為Cu67. 87%，Co5. 71%，F(xiàn)e23. 46%的高鐵合金粉，按液固比30:1液固比 置于酸濃度為〇. 3mol/L的酸性溶液中，按照5g/L加入添加劑，鼓入混有工業(yè)氧氣的空氣進 行選擇性浸出，反應(yīng)溫度為90°C，反應(yīng)完成后過濾，烘干后的濾渣主要為針鐵礦或者水合氧 化鐵渣，成分為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)％) Cu 1，Co 0. 08, Fe 50. 1。浸出液成分(克/升）Cu 44. 83, Co 3. 77, Fe 0. 04,銅的浸出率達到99%以上，鈷的浸出率達到99. 3%以上。
[0013] 合金的選擇浸出液采用萃取工藝進行分離提純。先經(jīng)過銅萃取，負(fù)載了銅的有機 相經(jīng)過銅電解后液進行反萃，得到的硫酸銅溶液去銅電解系統(tǒng)進行電積，生產(chǎn)陰極銅。
[0014] 萃取銅的萃余液大部分返回浸出系統(tǒng)利用萃取液中的酸，并富集鈷和鎳的濃度以 滿足鈷的萃取和降低鈷的成本。適當(dāng)?shù)牟糠州豌~余液，經(jīng)過再次除銅和調(diào)整PH后用P204 和P507聯(lián)合工藝提純鈷，分別得到純凈的鈷鹽和鎳鹽及廢水。
[0015] 實施例2 質(zhì)量百分比成分為Cu 12%，Co 5%，F(xiàn)e 75%的高鐵合金粉，按液固比5:1液固比置于酸濃 度為5mol/L的酸性溶液中，按照20g/L加入添加劑，鼓入混有工業(yè)氧氣的空氣進行選擇性 浸出，反應(yīng)溫度為室溫85°C,反應(yīng)完成后過濾，烘干后的濾漁主要為針鐵礦或者水合氧化鐵 渣成分為（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)％) Cu 0. 2, Co 0. 05, Fe 56. 1。浸出液成分（克/升）Cu 20, Co 30, Fe 0. 05,銅的浸出率達到96%以上，鈷的浸出率達到95%以上。
[0016] 合金的浸出液采用萃取工藝進行分離提純。先經(jīng)銅萃取，負(fù)載了銅的有機相經(jīng)過 銅電解后液進行反萃后得到的硫酸銅溶液去銅電解系統(tǒng)進行電積，生產(chǎn)陰極銅。
[0017] 萃取銅的萃余液中的銅濃度降低到0. 2g/L以下，大部分萃余液返回浸出系統(tǒng)利 用萃取液中的酸并富集鈷的濃度，適當(dāng)?shù)牟糠终{(diào)整PH后用P204和P507聯(lián)合工藝提純鈷， 分別得到純凈的鈷鹽和鎳鹽及廢水。
【權(quán)利要求】
1. 一種從高鐵合金中回收有價金屬的工藝，其特征在于，所述處理工藝包括以下步 驟： (1) 銅、鈷和鎳的選擇性浸出：經(jīng)粉碎后的高鐵合金與酸濃度為0. 3-5mol/L的硫酸溶 液或鹽酸或鹽酸和硫酸的混合溶液進行浸出反應(yīng)，加入氨鹽或錳鹽或氯化物作為添加劑， 按照5克/升-20克/升添加所述添加劑，控制液固比為5:1-30:1，并在反應(yīng)過程中鼓入 空氣，反應(yīng)溫度85°C -90°C，使得合金中的Cu、Co和Ni以離子態(tài)進入溶液，合金中的Fe則 以赤鐵礦或針鐵礦的形式沉淀，獲得的浸出液含F(xiàn)e 2+、Fe3+〈0. lg/L ; (2) 銅的萃取：通過浸出環(huán)節(jié)獲得溶液的進入銅萃取系統(tǒng)，實現(xiàn)銅的分離提純； (3) 銅的電解沉積：負(fù)載銅萃取劑用電積后液進行反萃，經(jīng)電積獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅板； (4) 含鎳、鈷溶液的分離和回收：萃銅余液再經(jīng)萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，然后對溶 液中Co、Ni進行萃取分離，最終獲得Co鹽、Ni鹽溶液，可進行電積或蒸發(fā)結(jié)晶獲得產(chǎn)品；或 萃銅后富鎳、鈷萃余液萃取劑從純氯離子介質(zhì)的溶液中萃取分離和回收鎳、鈷純凈產(chǎn)品；或 者從萃銅后富鎳、鈷萃余液中用堿性物質(zhì)把鎳、鈷金屬離子以碳酸鹽或者氫氧化物的形式 沉淀下來，做為進一步提取鎳、鈷的中間原料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鐵合金的濕法短流程處理工藝，其特征在于，在所述 步驟（4)中，通過P204萃取劑萃取除去Cu、Mn、Ca、Zn和Fe，用P507萃取劑進行溶液中Co、 Ni萃取分離；萃銅后富鎳、鈷萃余液用N235萃取劑從純氯離子介質(zhì)的溶液中萃取分離和回 收鎳、鈷純凈產(chǎn)品；從萃銅后富鎳、鈷萃余液中用純堿把鎳、鈷金屬離子以碳酸鹽或者氫氧 化物的形式沉淀下來。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高鐵合金的濕法短流程處理工藝，其特征在于，在所 述步驟（1)中，在反應(yīng)過程中鼓入的空氣混入純氧氣，浸出過程抑制了鐵進入浸出溶液。
【文檔編號】C22B3/06GK104046776SQ201410264733
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】藺國盛, 鄭澤翰, 魏巍, 侯平 申請人:天津市茂聯(lián)科技有限公司