一种低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法技术

本发明专利技术公开的低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法，包括以下步骤：（1）、采用稀硫酸对硫酸渣浸出，得到浸液和浸渣；（2）、将所述浸渣通过750~800℃温度下的还原磁化焙烧，再磁选，得到铁精矿；（3）、使所述浸液中所溶解的铁离子、铜离子和钴离子分别沉淀，得到铁精矿、铜精矿、钴精矿，该方法提高了铜、钴回收率高，铁质易分离，降低了磁化焙烧温度，过程易于控制，节约能源消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法
本专利技术涉及硫酸渣回收
，具体地说是一种低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法。
技术介绍
硫酸渣主要产生于硫铁矿制酸过程，每生产1t硫酸可产生0.8~1.0t的硫酸渣。产生的硫酸渣常进行堆存处理，不仅造成土地资源的浪费，堆存过程中硫酸渣中金属元素的溶解、残留硫酸等随雨水等进入水体和土壤将造成严重环境污染。但是，硫酸渣所含的金属元素有极大利用价值，主要化学成分Fe2O3：20-50%，SiO2：15-65%，Al2O3：10%，CaO：5%，MgO<5%，S：1-2%，一般还含有Cu、Co等，其化学成分不同利用途径也有所不同，高铁硫酸渣最有效的利用是作为炼铁原料，硫酸渣则可用作水泥原料、制砖材料等；然而，硫酸渣为硫化矿烧结后的产物，由于高温和氧化还原气氛的作用，烧渣中含铁、铜、钴矿物的晶形结构和氧化程度发生了改变，因此，高效分离渣中的铁质比较困难，给硫酸渣的综合利用带来挑战。近年来，有许多研究者提出了许多方法利用硫酸渣，如北京有色金属研究总院的刘学等人专利技术了采用生物浸出-浸液除铁后采用萃取的方法回收铜和钴，浸渣采用中温焙烧（1100~1200℃）得到金属化球团，该方法生物浸出需要驯化细菌，萃取法回收铜钴的萃取剂成本较高，浸渣还原焙烧的温度较高，过程不易控制，回收的铁品位低，铜、钴的损失量大。
技术实现思路
本专利技术提供一种低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法，提高了铜、钴回收率高，铁质易分离，降低了磁化焙烧温度，过程易于控制，节约能源消耗。本专利技术的技术方案是，提供一种低品位含铜钴硫酸渣的综合回收方法，用以提取铁精矿、铜精矿、钴精矿，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）、采用稀硫酸对硫酸渣浸出，得到浸液和浸渣；（2）、将所述浸渣通过750~800℃温度下的还原磁化焙烧，再磁选，得到铁精矿；（3）、使所述浸液中所溶解的铁离子、铜离子和钴离子分别沉淀，得到铁精矿、铜精矿、钴精矿。优选的，所述低品位含铜钴硫酸渣来源于硫精矿，经600~700℃低温氧化焙烧，硫酸渣含铁品位为48%56%，铜品位≥0.3%，钴的品位≥0.04%。优选地，其特征在于，所述铜离子所用的沉淀剂为硫代硫酸钠。优选地，其特征在于，所述硫代硫酸钠的摩尔比与浸出液中铜摩尔比为1:1.5~2。优选地，其特征在于，所述钴离子所用的沉淀剂为碳酸盐或氢氧化钠的一种。优选地，其特征在于，所述（3）步骤中沉淀铁离子的pH值为3.0-4.0、沉淀铜离子的pH值为4.0-6.0、沉淀钴离子的pH值为8.0-9.0。优选地，其特征在于，所述（1）步骤中，稀硫酸的浓度为3%~5%，以质量分数计。相较于直接将硫酸渣还原焙烧，本专利技术采用先用稀硫酸浸出，将硫酸渣分为浸渣和浸液进行分别处理，稀硫酸将附着在硫酸渣表面的可溶于酸的铁矿溶解，将不溶于酸或深埋在硫酸渣内部的铁矿混入浸渣，进行低温焙烧，最终将硫酸渣中的赤铁矿、磁赤铁矿、黄铁矿氧化还原为带有磁性的四氧化三铁，从而通过磁选将其分离出来，得到高品位的铁精矿；同时由于酸已带走部分铁矿离子，需要焙烧的铁矿含量少，而且酸浸后的硫酸渣颗粒形貌发生了变化，因此选择的磁化焙烧温度低，过程易于控制，节约了能源消耗。氧化铁溶于酸生成铁离子，铁离子在弱酸的条件下发生水解反应生成沉淀，Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+，且铁在酸性条件下形成沉淀三价铁离子的水解程度很强，当pH=3.4，可以满足Kc＞Ksp，Fe（OH）3沉淀完全，因此步骤（3）中的pH值选为3.0-4.0，保证铁的充分析出。由于金属元素的化合物溶解度方面的差异，利用沉淀法可将已除铁的硫酸渣中的铜矿和钴矿提取出来，影响分离效果的因素有离子存在的形态、浓度、溶液的酸度、沉淀剂用量等。本专利技术中，采用硫化沉淀法分离铜和钴，铜和钴都可与硫离子生成沉淀，但硫化钴的溶度积与硫化铜的溶度积比值为5*1016，说明采用硫化沉淀法分离铜和钴效果较好，本专利技术中选用硫代硫酸钠作为沉淀剂，硫离子与铜的亲和力最佳，但与钴会发生置换反应：CoS+CuSO4=CuS↓+CoSO4，即只要溶液中存在铜离子，就会将钴置换出来，因此需先将铜回收后，再回收钴。本专利技术中，采用弱酸盐为沉淀剂分离得到钴精矿，钴与碳酸根离子形成络合物的稳定常数为8.18，说明可成功沉淀钴离子，而氢氧根离子可形成氢氧化钴精矿。本专利技术方法用于处理低品位含铜钴硫酸渣可以产生如下效果：（1）铜、钴浸出率高，综合回收率高。（2）工艺操作简单，成本低廉，易于操作控制。（3）该方法处理硫酸渣后，可获得高品位的铁精矿。获得铁精矿的过程降低了还原磁化焙烧的温度，节约了能源消耗。（4）硫酸渣经过综合利用，可实现铁的综合回收率≥80%，铜的综合回收率≥70%，钴的综合回收率≥50%。附图说明图1是本专利技术的工艺流程。具体实施方式下面结合附图1和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1本实施例以某硫精矿在650℃氧化焙烧制取硫酸后生成的含铜钴硫酸渣为处理对象，该硫酸渣含铁品位52.3%，铜0.56%，含钴0.044%。本实施例所述的综合利用方法具体包括如下步骤：（1）该硫酸渣采用质量浓度5%的稀硫酸浸出，浸出时间3小时，浸出温度85℃，液固比4:1。铜的浸出率达到82%，钴的浸出率达到63%。（2）浸出矿浆经固液分离，浸渣进行洗涤后，进行低温还原磁化焙烧，磁化焙烧温度为800℃，焙烧时间1小时。焙烧产品进行磁选，得到全体品位为66%、综合回收率为83.6%的铁精矿。（3）浸出矿浆经固液分离后的浸出液，通入空气搅拌，调节浸液pH值为3.5，使铁离子发生氧化水解，生成沉淀。水解温度为85℃，水解时间3.0小时。铁的去除率达到85%，过滤得到除铁后溶液。（4）将步骤（3）中除铁后的溶液，采用碳酸钠调节pH值为5.0，加入硫代硫酸钠，加入量为溶液中铜离子摩尔浓度的1.5倍，搅拌沉铜。沉铜时间为5小时。过滤得到铜精矿，铜的综合回收率为73.15%。（5）将沉铜后的溶液采用碳酸钠调节pH值为8.0，搅拌沉钴。沉钴时间为3.0小时。过滤后得到氢氧化钴，钴的综合回收率为50.18%。（6）沉钴后的溶液经过处理后可返回硫酸渣浸出段。实施例2本实施例以某硫精矿在700℃氧化焙烧制取硫酸后生成的含铜钴硫酸渣为处理对象，该硫酸渣含铁品位53.08%，铜0.64%，含钴0.047%。本实施例所述的综合利用方法具体包括如下步骤：（1）该硫酸渣采用质量浓度3%的稀硫酸浸出，浸出时间5小时，浸出温度85℃，液固比4:1。铜的浸出率达到83.7%，钴的浸出率达到62.5%。（2）浸出矿浆经固液分离，浸渣进行洗涤后，进行低温还原磁化焙烧，磁化焙烧温度为750℃，焙烧时间2小时。焙烧产品进行磁选，得到全体品位为64.5%、综合回收率为83.3%的铁精矿。（3）浸出矿浆经固液分离后的浸出液，通入空气搅拌，调节浸液pH值为4.0，使铁离子发生氧化水解，生成沉淀。水解温度为85℃，水解时间3.0小时。铁的去除率达到83%，过滤得到除铁后溶液。（4）将步骤（3）中除铁后的溶液，采用碳酸钠调节pH值为4.5，加入硫代硫酸钠，加入量为溶液中铜离子摩尔浓度的2.0倍，搅拌沉铜。沉铜时间为4小时。过滤得到铜精矿，铜的综合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法，用以提取铁精矿、铜精矿、钴精矿，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）采用稀硫酸对硫酸渣浸出，得到浸液和浸渣；（2）将所述浸渣通过750~800℃温度下的还原磁化焙烧，再磁选，得到铁精矿；（3）使所述浸液中所溶解的铁离子、铜离子和钴离子分别沉淀，得到铁精矿、铜精矿、钴精矿。

【技术特征摘要】
1.一种低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法，用以提取铁精矿、铜精矿、钴精矿，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）采用稀硫酸对硫酸渣浸出，得到浸液和浸渣；（2）将所述浸渣通过750~800℃温度下的还原磁化焙烧，再磁选，得到铁精矿；（3）使所述浸液中所溶解的铁离子、铜离子和钴离子分别沉淀，得到铁精矿、铜精矿、钴精矿。2.根据权利要求1所述的一种低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法，其特征在于，所述低品位含铜钴硫酸渣来源于硫精矿，经600~700℃低温氧化焙烧，硫酸渣含铁品位为48%~56%，铜品位≥0.3%，钴的品位≥0.04%。3.根据权利要求1所述的一种低品位含铜钴硫酸渣的综合利用方法，其特征在于，所述铜离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：余洪，左永伟，蔡祥，李文波，张汉泉，唐达高，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42