一种铜钴白合金中有价金属的回收方法技术

本发明专利技术公开了一种铜钴白合金中有价金属的回收方法，包括如下步骤：(1)将冰铜、铜‑镍冰铜和废杂铜中的一种或几种与铜钴白合金加入到转炉内；(2)控制转炉内冶炼温度为1150℃‑1400℃，向转炉内鼓入含氧气体，使得转炉内的物料在氧化性气氛下进行反应，产出粗铜、含钴炉渣和烟气；(3)分离粗铜与含钴炉渣，从含钴炉渣中回收钴。本发明专利技术的方法，通过将高熔点的铜钴白合金与低熔点的冰铜/铜‑镍冰铜/废杂铜混合熔炼，有效降低了单独熔炼铁钴铜的合金所需的冶炼温度，工艺的能耗优势十分突出，并且降低了耐火材料的要求，提高了工艺经济效益，造渣剂用量小，更加经济环保。

【技术实现步骤摘要】
一种铜钴白合金中有价金属的回收方法
本专利技术属于有色重金属冶金领域，尤其涉及一种铜钴白合金中有价金属的回收方法。
技术介绍
铜钴白合金，亦称白合金或钴白合金，是指Co、Cu、Fe等金属的合金，一般系以水钴矿、铜钴矿等为原料，采用鼓风炉或电炉还原熔炼得到。白合金一般含Cu10-40％、Co10-40％、Fe20-60％。除了Cu、Co、Fe外，还含有一定量的Si及其它杂质，Si的含量最高可达15％以上。由于合金中Si的存在导致白合金耐腐蚀性明显增强，尤其是高硅白合金，进一步浸出处理回收有价金属的难度极大。目前，白合金的常规处理方法，是将白合金磨细后在硫酸或盐酸体系中浸出，使合金中的钴、铜、铁、镍、锰转化为可溶性金属离子进入溶液，浸出液再通过除铁、净化分离工序回收钴、铜、镍。不过，由于合金中受硅、铁杂质的影响，采用常压氧化酸浸不仅金属回收率低，浸出时间长，而且当硅含量较高时，浸出液后续固液分离困难。因此，工业上普遍采用高压强化浸出工艺，如赞比亚的谦比希钴厂的高压氧化酸浸、金川公司的常压预浸-加压氧化酸浸联合浸出工艺。但是，高压浸出设备投资大，而且还存在较高的安全风险。近年，人们围绕钴白合金的常压高效浸出开展了一系列研究，希望通过合金粉的活化及浸出反应过程强化，显著改善白合金粉末的浸出性能，具体研究了机械力活化、氯离子强化、氟离子强化等强化手段，均取得了不错的试验效果。如佛山市邦普循环科技有限公司开发的专利技术专利200810219451.9“一种从钴白合金中回收有价金属的方法”，将白合金细磨后，用氯气+硫酸体系浸出，钴、铜、铁浸出率达到99.5％以上，金川团股份有限公司专利技术专利申请201410179598.5“一种白合金连续氯化浸出方法”，以氯气为氧化剂，在浓度60-80g/L盐酸溶液中浸出，浸出时间8h，钴、铜的浸出率达到99％以上。但是，上述的技术措施却不能解决高硅钴白合金浸出时硅的溶出与矿浆过滤难题。另外，浸出体系引入的氯或氟离子又增加了工艺的复杂性。总结发现，高硅钴白合金要想实现常压酸浸，必须预先脱硅。钴白合金的预脱硅技术可分为两类，一类是碱焙烧造渣法，如文献(徐志峰,郭土涛,严康,王成彦.复杂高硅钴白合金脱硅预处理-常压浸出新工艺研究.有色金属(冶炼部分),2012,2:1-4)将高钴白合金粉与NaOH(理论用量的0.64倍)混合，在600℃下焙烧2.0h，然后水洗，硅转化为可溶硅酸钠进入溶液，固液分离后，硅脱除率为66.57％，矿浆再采用常压酸浸，钴浸出率可达99％以上。另一类是高温熔炼造渣法，即利用硅/铝杂质对氧亲和力明显大于钴/镍/铜等金属(Al＞Si＞Mn＞Fe＞Co＞Ni＞Cu)特点，采取加造渣剂高温熔炼，使硅以氧化物形式进入炉渣，与有价金属熔体分离。如中国专利200610032051.8介绍了一种钴白合金脱硅的方法，其用感应炉直接熔化钴白合金，加入氧化钴、氧化铁、氧化铜、钴酸锂作脱硅剂，CaO、MgO作造渣熔剂，造CaO-(MgO)-SiO2渣脱硅，硅的脱除率达到93.72％，脱硅后雾化粉末用氯酸钠作氧化剂，硫酸常压浸出，铜、钴的浸出率均高达99％以上。另有中国专利201510505985.8介绍了一种从钴铜白合金中浸出有价金属的方法，其先将铜钴白合金熔化，控制炉温大于1400℃，再添加气体和含锰物料的造渣剂，造MnO-SiO2渣进行吹炼脱硅调质，实现合金中的Si以MnO-SiO2渣脱除，并获得Fe-Co-Cu合金粉，再湿法冶金方法分离回收铜和钴。与低温碱焙烧法相比，高温熔炼造渣工艺反应速度快，脱硅效果好，合金熔体通过雾化制粉可以产出微细合金粉末，很好地对接后续的湿法浸出。但是，目前仍存在以下明显不足：(1)直接熔化钴白合金，因钴白合金熔点非常高(≥1500℃)，冶炼操作温度非常高，工艺能耗偏高，并且对耐火材料要求高，生产成本高；(2)需要添加大量的造渣剂(如氧化锰矿、氧化钴、氧化镁等)，使得冶炼废渣产量大，环境效益不佳。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种冶炼操作温度低、造渣剂用量小、更加经济、环保的铜钴白合金中有价金属的回收方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种铜钴白合金中有价金属的回收方法，包括如下步骤：(1)将冰铜、铜-镍冰铜和废杂铜中的一种或几种与铜钴白合金加入到转炉内；(2)控制转炉内冶炼温度为1150℃-1400℃，向转炉内鼓入含氧气体，使得转炉内的物料在氧化性气氛下进行反应，产出粗铜、含钴炉渣和烟气；(3)分离粗铜与含钴炉渣，从含钴炉渣中回收钴。本专利技术将高熔点的铜钴白合金与低熔点的冰铜、铜-镍冰铜、废杂铜等混合熔炼，充分发挥了低熔点物料优先形成熔池，为高熔点的铁钴铜的合金熔化、氧化提供良好的动力学环境，进而实现了低温冶炼操作。转炉内的钴、铁和硅几乎全部氧化进入炉渣相(即含钴炉渣)，而铜(和镍)进入粗金属相(即粗铜)，炉渣相中的FeO-CoO-SiO2-(CaO)具有流动性好、表面张力大、易与粗铜分离等性质，实现了钴与铜的一步分离。上述的方法，优选的，所述步骤(1)中，铜钴白合金包括以下质量分数的各组分：Cu10-40％、Co10-40％、Fe20-60％和Si0-20％。进一步优选的，所述铜钴白合金中Si的质量分数为5-20％，其中的Si通过氧化吹炼形成SiO2，可与CoO一起形成流动性良好的炉渣，实现钴与粗铜相的分离。优选的，所述转炉内所有物料中，铜钴白合金的质量分数≤50％，可以为了更好地发挥低熔点物料有效降低冶炼温度的作用。优选的，所述步骤(2)中，冶炼温度为1200℃-1350℃。优选的，所述步骤(2)中，反应前向转炉内加入造渣剂，所述造渣剂与铜钴白合金的质量比值≤0.30。更优选的，所述的造渣剂包括白云石、石灰石和生石灰中的一种或几种。优选的，所述步骤(2)中，含氧气体包括纯氧气、空气、二氧化碳、一氧化碳和煤气中的一种或几种。转炉内的物料中至少90％质量分数的钴进入到含钴炉渣中。实现了一步高效分离铜和钴，避免早期技术先同时浸出铜钴，再在溶液中分离铜和钴的两步流程。优选的，所述步骤(3)中，含钴炉渣中钴的回收采用还原熔炼法或酸浸出法。更优选的，采用还原熔炼法回收钴时，熔炼温度为1450-1550℃，熔炼时间为25-35min。更优选的，采用酸浸出法回收钴时，酸用量为理论用量的1-1.5倍，浸出温度为70-90℃，浸出时间为3-5h。含钴炉渣中钴的质量分数为4％-30％，这样的含钴炉渣，因钴品位高，对进一步回收钴十分有利。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的方法，通过将高熔点的铜钴白合金与低熔点的冰铜/铜-镍冰铜/废杂铜混合熔炼，有效降低了单独熔炼铁钴铜的合金所需的冶炼温度，工艺的能耗优势十分突出，并且降低了耐火材料的要求，提高了工艺经济效益，造渣剂用量小，更加经济环保。2、本专利技术的方法，将含Si的铜钴白合金与冰铜/铜-镍冰铜/废杂铜直接混合熔炼，一步操作，不仅实现了铜钴白合金的脱硅处理，还实现了铜与钴的直接分离；避免了铜钴白合金单独高温熔炼脱硅，再湿法分离铜和钴的繁琐步骤，工艺的经济效益十分突出。3、本专利技术产出的含钴炉渣，是回收钴的好原料，解决了早期技术冶炼废渣价值不高、且堆存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜钴白合金中有价金属的回收方法，包括如下步骤：(1)将冰铜、铜‑镍冰铜和废杂铜中的一种或几种与铜钴白合金加入到转炉内；(2)控制转炉内冶炼温度为1150℃‑1400℃，向转炉内鼓入含氧气体，使得转炉内的物料在氧化性气氛下进行反应，产出粗铜、含钴炉渣和烟气；(3)分离粗铜与含钴炉渣，从含钴炉渣中回收钴。

【技术特征摘要】
1.一种铜钴白合金中有价金属的回收方法，包括如下步骤：(1)将冰铜、铜-镍冰铜和废杂铜中的一种或几种与铜钴白合金加入到转炉内；(2)控制转炉内冶炼温度为1150℃-1400℃，向转炉内鼓入含氧气体，使得转炉内的物料在氧化性气氛下进行反应，产出粗铜、含钴炉渣和烟气；(3)分离粗铜与含钴炉渣，从含钴炉渣中回收钴。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铜钴白合金包括以下质量分数的各组分：Cu10-40％、Co10-40％、Fe20-60％和Si0-20％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转炉内所有物料中，铜钴白合金的质量分数≤50％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，冶炼温度为1200℃-1350℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：任国兴，潘炳，夏星，肖松文，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43