本發(fā)明涉及一種低冰鎳硫酸化焙燒－水浸提取鈷的方法，屬于冶金化工技術領域。
背景技術：
鈷是一種重要的戰(zhàn)略資源，具有良好的物理、化學和機械性能，在制造高強度合金、耐高溫合金、硬質合金、磁性材料、鋰離子電池和催化劑等工業(yè)中得到了廣泛的應用。隨著世界工業(yè)的發(fā)展，鈷的需求將會持續(xù)增加，鈷的供需矛盾也將日益嚴重，解決傳統(tǒng)工藝流程中鈷損失嚴重的問題迫在眉睫，亟待開發(fā)一種綠色環(huán)保清潔高效的提鈷工藝技術流程。
傳統(tǒng)硫化礦的火法造锍工藝中，含鈷低冰鎳轉爐吹煉成高冰鎳時，大約70%的鈷進入轉爐渣中，而轉爐渣回收鈷通常有兩種方法:一種是將轉爐渣或將轉爐渣電爐貧化得到的鈷冰銅返回熔煉，使鈷富集于高冰鎳中，在鎳電解精煉過程中，鈷和鎳一起進入陽極液，但是，將鈷富集于高冰鎳，其鈷的損失達50%左右；另一種是將轉爐渣還原熔煉或還原硫化熔煉，得到鈷冰銅或鈷合金，再單獨進行濕法處理。該方法參數復雜，反應溫度高，能耗大。
為了在提取鈷的過程中降低反應溫度，研究人員開發(fā)了不同的提取鈷的方法，例如，
中國專利，專利號為200710042578.3，其名稱為“鈷銅鐵合金中分離銅鈷的方法”，該方法采用濃硫酸浸出鈷銅鐵合金。雖然工藝簡單，易于操作，但酸耗較大，成本較高；中國專利，專利號為200710079305.6，其名稱為“從紅土礦提取金屬的方法”，該方法是將紅土鎳礦與硫酸鈉等含硫物質混合后拌入濃硫酸，使得鈷以硫酸鹽形式回收。該方法雖然提取鈷的效果好，但提取鈷的同時引進新的雜相，后續(xù)的分離過程復雜；中國專利，專利號為97103519.9，其名稱為“從礦石中水冶提取銅、鎳、鈷的方法及其裝置”，該方法采用氨水與碳酸氫銨混合溶液，在高壓下與礦石反應，再加熱分解、過濾、烘干和電解分離提鈷。該方法雖然適用范圍廣，但是鈷的回收率較低。
技術實現要素：
針對現有技術存在的技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種低冰鎳硫酸化焙燒－水浸提取鈷的方法，該方法能在較低的反應溫度下提取鈷，鈷的回收率高。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
一種低冰鎳硫酸化焙燒－水浸提取鈷的方法，具有如下步驟：
(1).將低冰鎳和硫酸銨進行研磨過篩至200目～400目，然后將低冰鎳與硫酸銨按照質量比為1：(2～10)的比例混合均勻；
(2).將步驟(1)得到的混合物料平鋪于坩堝底部，置于臥式爐中以20～40ml/min的流量通入空氣進行焙燒，焙燒時間為1～3h，焙燒溫度為400～600oc，焙砂取出冷卻至室溫，再研磨至細度小于200目的顆粒粉體，即得到焙燒后的焙砂；
(3).將步驟(2)得到的焙燒后的焙砂浸入50～80oc的去離子水中進行浸出反應，浸出液中的固液比為(4～10)：1，浸出時間0.5～1h，反應后，鈷以可溶性硫酸鈷的形式浸出進入水溶液中，再經過濾，得到含鈷浸出液，其中，含鈷浸出液中鈷的浸出率為59%～95%。
與現有技術相比，本發(fā)明具有如下突出的實質性特點和顯著的優(yōu)點：
本發(fā)明工藝流程短，反應溫度低，鈷回收率高。該方法采用硫酸銨與低冰鎳中硫化鈷發(fā)生化學反應，鈷以可溶性硫酸鈷的形式浸出進入水溶液中，能克服傳統(tǒng)工藝冰鎳轉爐吹煉過程中鈷損失嚴重的缺陷，同時降低了焙燒溫度，減少能源消耗。該方法所用的添加劑硫酸銨在焙燒過程中分解出的氨氣可采用硫酸吸收，實現硫酸銨的回收與循環(huán)利用。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例1～3提取鈷的浸出率與其焙燒溫度之間的關系示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施例作進一步的說明。
實施例1：
上述一種低冰鎳硫酸化焙燒－水浸提取鈷的方法，具有如下步驟：
(1).分別將1g的低冰鎳和4g的硫酸銨進行研磨過篩至200目，然后將低冰鎳與硫酸銨按照質量比為1：4的比例混合均勻；
(2).將步驟(1)得到的混合物料平鋪于兩個坩堝底部，置于臥式爐中，以20～40ml/min的流量通入空氣進行焙燒，焙燒時間為2h，焙燒溫度為500oc，焙燒后取出冷卻至室溫，再研磨至細度小于200目的顆粒粉體，即得到焙燒后的焙砂；
(3).將步驟(2)得到的焙燒后的焙砂浸入80oc的去離子水中進行浸出反應，浸出液中的固液比為4：1，浸出時間0.5h，反應后，鈷以可溶性硫酸鈷的形式浸出進入水溶液中，再經過濾，得到含鈷浸出液，其中，含鈷浸出液中的鈷浸出率為95%，如圖1所示。
實施例2：
本實施例2提取鈷的方法與實施例1相同，其中不同之處在于:步驟2中所述焙燒溫度為400oc；步驟3中所述得到含鈷浸出液，其中，含鈷浸出液中鈷的浸出率為63%，如圖1所示。
實施例3：
本實施例3提取鈷的方法與實施例1相同，其中不同之處在于:步驟2中所述焙燒溫度為600oc；步驟3中所述得到含鈷浸出液，其中，含鈷浸出液中鈷的浸出率為59%，如圖1所示。
對上述的實施例1至3所得含鈷浸出液的鈷的浸出率進行測試，如圖1所示，由圖1可以看出，焙燒溫度為400oc時，鈷的浸出率較低，是由于不溶于水的含鈷硫化物未完全反應；焙燒溫度為600oc時，部分含鈷硫酸鹽發(fā)生分解產生不溶于水的含鈷氧化物，故浸出率降低；而500oc為最佳焙燒溫度，鈷的浸出率最高。由于本發(fā)明方法提取鈷的過程中焙燒反應溫度低，鈷回收率高，因此，降低了操作溫度，節(jié)省能源消耗。