一种含高价钴氧化物原料浸出钴的方法技术

一种含高价钴氧化物原料浸出钴的方法，是将含高价钴氧化物原料破碎、细磨至≤0.25mm后，与煤粉、焦粉或炭粉等炭质还原剂混合均匀，控制混合料中含水小于20％，然后在不加水的情况下与一定量的浓硫酸拌匀得到拌合料，然后在100～300℃温度条件下熟化，熟化好的料再用水浆化浸出，最后固液分离得到含钴的浸出液，含钴浸出液通过常规工艺得到钴产品。该方法采用价廉易得的炭质还原剂在低温下还原，工艺过程及设备简单，能耗低，钴浸出率高，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钴矿物冶炼领域，尤其涉及一种利用炭质还原剂在低温条件下通过硫酸化还原熟化从含高价钴氧化物原料中浸出钴的方法。
技术介绍
钴具有优良的物理、化学性质，是高温合金、磁性材料、化学工业、电子工业等的重要原料。自然界中已发现的钴矿物有百余种，工业用含钴矿石分为硫化矿和氧化矿两大类，硫化钴矿一般通过火法冶炼生产各种钴产品，而氧化钴矿由于钴为高价的钴氧化物，如钴土矿、水钴矿，除采用火法冶炼钴合金外，通常采用还原酸浸工艺处理。除了从钴矿石中冶炼回收钴外，钴常常与其它金属矿伴生，如镍矿、锌矿、黄铁矿中伴生，伴生矿中钴的回收已成为钴生产的重要来源，而在伴生矿的冶炼中，钴多以钴渣的副产物形式产出，如钴渣，然后通过还原浸出方式从钴渣中提取钴。无论是氧化钴矿，还是各种工业过程产出的钴渣，其中的钴均以三价钴的高价钴氧化物形式存在，从该类含高价钴氧化物原料中湿法提取钴，都是在酸浸出过程中通过加入各种还原剂将三价的高价钴还原成二价的低价钴后进行浸出。CN1043788C公开了一种钴土矿的浸出方法，采用硫精矿或钴硫精矿作为还原剂进行浸出；CN101781716B公开了一种从红土矿中常压浸出提钴的方法，利用硫代硫酸钠作为还原剂浸出红土矿中的钴；CN102358916A公开了一种从氧化铜钴矿中回收铜钴的湿法冶金提取方法，将氧化铜钴矿细磨至-200目占60% -90%的，采用二氧化硫作还原剂进行还原酸浸；CN101792855A公开了一种从钴土矿中分离并制备高松比高纯草酸钴的方法，采用亚硫酸钠作还原剂从钴土矿中浸出回收锰；CN101994003A公开了一种从水钴矿中选择性提取铜和钴的工艺，采用硫酸和亚硫酸钠还原浸出钴；CN103789543A公开了一种硫化钴与水钴矿混合浸出的方法，先用硫化钴精矿与水钴矿混合浸出，然后再加入亚硫酸钠或焦亚硫酸钠或二氧化硫作还原剂继续浸出残余的水钴矿；CN101898802A公开了一种从低品位钴渣提取钴生产氯化钴的方法，针对氧化水解沉淀除钴过程产生的钴渣，以亚硫酸钠或双氧水为还原剂进行还原酸浸提取钻。由于含高价钴氧化物原料的传统湿法冶炼工艺都需要加入大量的亚硫酸钠、二氧化硫、双氧水等作还原剂，还原剂消耗大且价格高，导致生产成本高，且还原剂来源不方便。CN103882226A公布了一种经济且清洁简便的从含高价钴氧化物浸出钴的方法，利用单质炭作还原剂、硫酸作浸出剂进行还原浸出，利用廉价、易得的炭代替二氧化硫等还原剂，降低了生产成本，简化了流程，但该法是先将含高价钴氧化物用水调制成氧化钴矿质量浓度20%?50%的矿浆，然后按150?500kg/t干基矿加入浓硫酸进行浸出，由于酸性水溶液下进行反应，矿浆中的硫酸浓度低，炭和硫酸的氧化还原反应活性差，添加的炭量需要占矿石质量的20%以上才能达到钴浸出率88%的效果，炭加入为钴原料中钴、锰、铁等还原所需炭理论量的20倍以上，导致大量炭消耗量过大，成本较高，且浸出渣残余大量未反应的炭，澄需要进一步处理，工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对含高价钴氧化物原料现有湿法处理方法中存在的问题，旨在提供一种既经济又环保的低温自热还原熟化处理含高价钴氧化物原料的方法，具体方法是含高价钴氧化物原料破碎细磨后与煤粉、焦粉、炭粉等炭质还原剂混合均匀，控制混合料中含水< 20%，然后加入浓硫酸拌合均匀后进行自热熟化，将原料中的三价钴还原为二价钴，然后用水浆化浸出熟化料中的钴。本专利技术的，其原理是利用浓硫酸的强氧化性，热的浓硫酸被煤粉等炭质还原剂还原成二氧化硫，还原生成的二氧化硫直接还原钴氧化物中的三价钴为二价钴，形成易溶于水的硫酸钴，从而实现用炭质还原剂低温下还原氧化钴，该过程中硫酸既是浸出钴的酸化剂，又是促进低温炭还原高价钴的催化作用。C+2H2S04 (浓)=CO2 个 +2S0 2+2H20S02+Co203+H2S04= 2CoS0 4+H20总反应:C+2Co203+4H2S04 (浓)=4CoS04+C02 丨 +4H20本专利技术的，当处理原料为含含高价钴氧化物的钴土矿时，炭质还原剂也可将钴土矿中的氧化锰矿物还原为二价锰，从而钴土矿的矿物结构，使包裹于猛矿物基体中的钻矿物解尚，从而提尚钻的浸出率。C+2H2S04 (浓)=CO2 丨 +2S0 2+2H20SO2+MnO2 = MnSO 4总反应:C+2Mn02+2H2S04 (浓)=2MnS04+C02 丨 +2H 20本专利技术通过以下技术方案实现。，其特征在于包括以下步骤:(I)配矿:将破碎、细磨至< 0.25mm的含高价钴氧化物原料粉，与一定量的炭质还原剂混合均匀，所述炭质还原剂为煤粉、焦粉、炭粉中的一种或一种以上的混合物。(2)还原熟化:将步骤(I)所得的混合料在不加水的情况下与一定量的浓硫酸拌匀得到拌合料，然后在100?300°C温度条件下熟化，熟化时间0.5?4h。(3)浸出:将步骤⑵还原熟化后的料，加水浆化浸出，浸出温度30?95°C，浸出时间10?120min。(4)固液分离:浸出结束后，矿浆经浓密或过滤进行固液分离，得到含钴浸出液和浸出渣，含钴浸出液通过常规工艺得到钴产品。本专利技术的，其特征在于步骤(I)所述的配矿，是将含高价钴氧化物原料破碎、细磨至< 0.15mm，然后与一定量的炭质还原剂混合均匀，控制混合料中含水< 20%。本专利技术除另有说明的以外，比例、百分比、浓度均以质量为基准。本专利技术的，其特征在于步骤(I)所述一定量的炭质还原剂，是指还原剂加入量为含高价钴氧化物原料中钴、锰、铁等还原所需理论耗炭量的I?2倍加入，还原剂优选煤粉。本专利技术的，其特征在于步骤(2)所述一定量的浓硫酸，是指浓硫酸的加入量为含高价钴氧化物原料理论耗酸量的I?2倍，优选I?1.5倍，所述浓硫酸为浓度多90%的硫酸。本专利技术的，其特征在于步骤(2)所述的拌合料，拌合后的硫酸初始浓度多75 %。本专利技术的，其特征在于步骤(2)所述的还原熟化，是利用反应自热完成，当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含高价钴氧化物原料浸出钴的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配矿：将破碎、细磨至≤0.25mm的含高价钴氧化物原料粉，与一定量的炭质还原剂混合均匀，所述炭质还原剂为煤粉、焦粉、炭粉中的一种或一种以上的混合物；(2)还原熟化：将步骤(1)所得的混合料在不加水的情况下与一定量的浓硫酸拌匀得到拌合料，然后在100～300℃温度条件下熟化，熟化时间0.5～4h；(3)浸出：将步骤(2)还原熟化后的料，加水浆化浸出，浸出温度30～95℃，浸出时间10～120min；(4)固液分离：浸出结束后，矿浆经浓密或过滤进行固液分离，得到含钴浸出液和浸出渣，含钴浸出液通过常规工艺得到钴产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋训雄，蒋开喜，冯林永，汪胜东，范艳青，张登高，刘巍，蒋伟，靳冉公，周立杰，王爱平，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11