一种含铁的钨钴废渣制碳酸钴的方法技术

一种含铁的钨钴废渣制碳酸钴的方法。本发明专利技术属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种将含铁的低品位钨钴废渣制备成碳酸钴的方法。本方法将含铁5%～30wt%的钨钴废渣投入配制好的100～300g/l硫酸溶液中，并加入混合的硫酸钙和硫酸钾添加剂，加入量为原矿的5%～20%，进行通氧搅拌浸出，钴进入到浸出液后用碳酸钠中和至pH7～7.5，得到碳酸钴产品，三氧化钨留在渣中，进入钨冶炼流程。本发明专利技术工艺简单，流程短，可一步完成钴的浸出和除铁过程，浸出液可以循环利用，且可保证较好的料浆的过滤性能，是一种适用于大规模处理含铁高的钨钴渣实现钨钴分离的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于湿法冶金
，具体涉及一种将含铁的低品位钨钴废渣制备成碳酸钴的方法。
技术介绍
世界钴资源比较丰富，但我国钴资源贫乏，钴矿品位平均仅0.02%，个别高的为0.05%～0.08%，由于钴矿品位偏低，矿石组成复杂，所以回收工艺比较复杂，生产成本高，钴回收率低。近年来，我国镍、铜、钴的消费大幅增长，但受矿产资源条件制约，我国铜、钴矿石的生产增长缓慢，铜、钴矿产品进口量逐步上升，供求矛盾日益突出。钴具有耐腐蚀、熔点高、强磁性等优良性能，是各种特殊钢、耐热合金、抗腐蚀合金、磁性合金、硬质合金生产的重要原料。我国的钴资源缺乏，钴的来源得靠镍、铜、锌冶炼系统的回收以及在生产和使用中产生的大量含钴废料进行提炼，钴废料的种类很多，成分比较复杂，一般含有铜、锌、锰、镍、镉等有价金属，其他金属的价值远远低于钴，因此废渣中提钴工艺的开发利用显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含铁的钨钴废渣制碳酸钴的方法，其工艺简单，流程短，可一步完成钴的浸出和除铁过程，浸出液可以循环利用，且可保证较好的料浆的过滤性能。实现本专利技术上述目的采取的技术方案是：将含铁5%～30wt%的钨钴废渣投入配制好的100～300g/l硫酸溶液中，并加入混合的硫酸钙和硫酸钾添加剂，加入量为原矿的5%～20%，进行通氧搅拌浸出，钴进入到浸出液后用碳酸钠中和至pH7～7.5，得到碳酸钴产品，三氧化钨留在渣中，进入钨冶炼流程。所述的通氧搅拌浸出是在压力0.5～1MPa、温度150℃～160℃的压力釜中进行，反应终点控制游离酸小于50g/l。压力釜中浸出时通入氧气流量为100～140r/min，浸出反应时间控制为2h～3h，保持反应结束后铁浓度＜1g/l。浸出反应的浸出液经液固分离，滤液补加部分新的硫酸返回浸出工序，反复循环的浸出液中钴浓度提高至≥20g/l，再用碳酸钠中和得碳酸钴。本专利技术的化学反应原理为：钨钴渣中的钴主要是以CoO、Co2O3、CoO·Fe2O和CoO·SiO2形式存在，铁主要以Fe2O3、Fe3O4和FeO·SiO2等形式存在，它们在硫酸中反应如下：CoO属于易溶钴，在硫酸用量足够的前提下，几乎能全部溶解，溶解反应式为:CoO＋H2SO4=CoSO4＋H2O而难溶的高价氧化物必须在浓H2SO4中才能溶解,其反应为:Co2O3＋2H2SO4=2CoSO4＋2H2O＋1/2O2CoO·SiO2＋H2SO4=CoSO4＋H2SiO3CoO·Fe2O3＋4H2SO4=CoSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2OFe2O3在酸性浸出时，可部分溶解，其反应式为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2OFe3O4在稀硫酸溶液中不溶出，但在浓硫酸中部分溶出。硅酸铁在浸出时能够溶解，其反应式为：FeO·SiO2+H2SO4=FeSO4+H2SiO4反应过程中，由于物料中含有大量的硅，酸性条件下浸出时，大量硅会进入溶液，形成硅酸。当硅酸含量达到一定时则形成硅胶，呈半固体状态失去流动性，影响矿浆的沉降和过滤。考虑到料浆的过滤性能，加入一定的添加剂硫酸钙，形成易过滤的硅酸钙，反应过程产生的二价铁被氧气氧化为三价铁，与加入的硫酸钾发生反应，形成易过滤的黄钾铁矾，在浸出过程中完成钴的浸出和除铁过程其反应式为：3Fe2(SO4)3+6H2O=6Fe(OH)SO4+3H2SO44Fe(OH)SO4+4H2O=2Fe2(OH)4SO4+2H2SO42Fe(OH)SO4+2Fe2(OH)4SO4+K2SO4+4H2O=K2Fe6(SO4)4(OH)12+2H2SO4。本专利技术的有益效果是：含铁的钨钴废渣在压力釜中完成钴的浸出和沉铁过程，钴入液，钨入渣，实现钨钴分离过程，钴溶液经碳酸钠沉淀后得碳酸钴产品，而钨则可进入钨冶炼流程。其工艺简单，流程短，浸出液可以循环使用，无废气、废渣排放，废水可达标排放。此方法效率高，安全可靠，不污染环境。能有效地把钨钴渣中的钨和钴分离。附图说明图1为本专利技术的原则工艺流程图。具体实施方案实施例1：含铁的钨钴废渣的组成成分：WO319.22%，Co13.66%，Fe8.32%，SiO234.01%配制110g/l硫酸溶液2.5L，投入500g钨钴废渣调浆，加入40g硫酸钾和50g硫酸钙，料浆泵入压力釜中150℃通氧搅拌反应3小时，压力为0.6MPa，氧气流量为100r/min，反应结束后料浆板框过滤，浸出渣用清水洗涤，洗涤后的浸出渣含WO321.87%，洗水返回浸出，浸出液含Fe0.825g/l，Co24.84g/l，游离酸28.94g/l，加入20%碳酸钠溶液中和至7～7.5，液固分离后得到时221g含Co28.42%的碳酸钴产品。钨回收率为92%，钴回收率为91.96%。实施例2：含铁的钨钴废渣的组成成分：WO320.86%，Co12.26%，Fe5.74%，SiO212.44%。配制140g/l硫酸溶液2.5L，投入500g钨钴废渣调浆，加入30g硫酸钾和30g硫酸钙，料浆泵入压力釜中150℃通氧搅拌反应2小时，压力为1MPa，氧气流量为120r/min，反应结束后料浆板框过滤，浸出渣用清水洗涤，洗涤后的浸出渣含WO322.42%，洗水回浸出，浸出液含Fe0.625g/l，Co23.64g/l，游离酸24.68g/l，加入20%碳酸钠溶液中和至7～7.5，液固分离后得到时179g含Co32.4%的碳酸钴产品。钨回收率为92%，钴回收率为94.61%。实施例3：含铁的钨钴废渣的组成成分：WO319.82%，Co15.43%，Fe16.34%，SiO223.45%。配制240g/l硫酸溶液2.5L，投入500g钨钴废渣调浆，加入50g硫酸钾和30g硫酸钙，料浆泵入压力釜中155℃通氧搅拌反应3小时，压力为0.9MPa，氧气流量为140r/min，反应结束后料浆板框过滤，浸出渣用清水洗涤，洗涤后的浸出渣含WO323.14%，洗水回浸出，浸出液含Fe0.735g/l，Co26.13g/l，游离酸27.34g/l，加入20%碳酸钠溶液中和至7～7.5，液固分离后得到207g含Co34.84%的碳酸钴产品。钨回收率为92.49%，钴回收率为93.52%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铁的钨钴废渣制碳酸钴的方法，其特征是：将含铁5%～30wt%的钨钴废渣投入配制好的100～300g/l硫酸溶液中，并加入混合的硫酸钙和硫酸钾添加剂，加入量为原矿的5%～20%，进行通氧搅拌浸出，钴进入到浸出液后用碳酸钠中和至pH7～7.5，得到碳酸钴产品，三氧化钨留在渣中，进入钨冶炼流程。

【技术特征摘要】
1.一种含铁的钨钴废渣制碳酸钴的方法，其特征是：将含铁5%～30wt%的钨钴废渣投入配制好的100～300g/l硫酸溶液中，并加入混合的硫酸钙和硫酸钾添加剂，加入量为原矿的5%～20%，进行通氧搅拌浸出，钴进入到浸出液后用碳酸钠中和至pH7～7.5，得到碳酸钴产品，三氧化钨留在渣中，进入钨冶炼流程。2.根据权利要求1所述的含铁钨钴废渣提钴的方法，其特征是：通氧搅拌浸出是在压力0.5～1MPa、温度150℃～160℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏瑞春，后宝明，尹久发，马宇，李学鹏，陈学元，孙磊，蔡群辉，
申请(专利权)人：云南锡业集团有限责任公司研究设计院，
类型：发明
国别省市：云南;53