一种镍钴钼磷钒合金料的浸出分离方法技术

本发明专利技术公开了一种镍钴钼磷钒合金料的浸出分离方法，包括：S1：原料处理，S2：配料浆化反应，S3：加压氧化碱浸，S4：多金属分离四步，根据本发明专利技术所述的方法，通过对所述配料进行浆化反应，使所述合金料中的钼、磷、钒与碱反应，生成相应的钼酸根、磷酸根、钒酸根离子形式进入溶液后，然后加压氧化碱浸，通过对反应釜内压力参数指标的控制，控制通入氧气的用量及通入速率，并配合对反应釜内反应温度的控制，使料液中钼、磷、钒与碱反应全部转化为钼酸钠、磷酸钠、钒酸钠，镍、钴、铁以沉淀形式进入渣内，确保料液中包括钼、磷、钒在内的有价金属能够充分进入滤液中，供后续分离回收利用，实现对合金料中有价金属资源的充分回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种镍钴钼磷钒合金料的浸出分离方法
本专利技术涉及冶金化工
，特别涉及一种镍钴钼磷钒合金料的浸出分离方法。
技术介绍
目前，镍钴合金是一种具有铁磁性的战略金属，其广泛用于生产不锈钢、高温合金、磁性材料及催化剂等，应用领域涵盖石油化工、航天、军工、电子等领域。废旧催化剂、镍钴高温合金等合金废料的数量也日益增多。其上述废料不仅量大，而且其中还含有较高含量的稀有金属，包括镍(Ni)、钴(Co)、钼(Mo)、磷(P)、钒(V)等有价金属。如果对其随意处置，不仅会对环境造成严重污染危害，还对造成大部分稀有金属资源的浪费。将其作为二次资源加以回收利用，不仅可以直接获得一定的经济效益，更可以提高资源的利用率，避免催化剂带来的环境问题，实现可持续发展。为对上述含镍钴钼磷钒的合金料中稀有有价金属资源的充分回收利用，目前常见的回收利用方法通常采用常压酸浸，加入硫酸、盐酸或硝酸和氧化剂，在高温高酸条件下，将废旧催化剂中的各种金属元素浸出，进入溶液中，再采用分步萃取的方式，分别对钼、钴、镍进行萃取提纯，再通过蒸发结晶等回收各种金属。这种方法浸出较快捷，但是需要高酸、高温，酸浓度在达到2mol/L的条件下，钴、镍才能浸出。而且这种情况下，浸出液中镍、钴、铁、钼都比较高，而且酸度也较高。加氧化剂除铁过程中，铁被氧化为三价，极易和钼、钒反应形成钼酸铁和钒酸铁的形式进入渣中，导致钼、钒有价金属回收率低。在后续萃取过程中，由于钼是以钼酸根的形式存在，而钴、镍是以阳离子形式存在，导致萃取过程控制非常的复杂，对工业化生产难度大；最终的金属回收率低，一般只能达到80％～85％。申请号为CN109517988A的中国专利技术专利公开了一种含钼钒的钴镍合金料的浸出分离方法，通过加压酸浸及富氧的方式将钴镍钼钒等金属与铁渣分离开，有效避免了氧化后的三价铁与钼钒酸根离子反应，造成钼钒金属元素的流失，最后在酸溶液中分步将钼、钒从镍和钴中浸出。通过上述方法，将钼和钒的回收率提高到97％以上，但是此方法存在的技术缺陷是：酸性钴镍溶液中分离钼和钒需要进行多次萃取，从而造成一部分钼中含有钒，一部分钒中含有镍，进一步分离较困难，导致最终的钼钒回收率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的含钼钒的钴镍合金中钼钒的回收率不高，工艺操作较繁杂，耗时较长，工艺成本高等不足，提供一种镍钴钼磷钒合金料的浸出分离方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种合金料的浸出分离方法，包括如下步骤：S1、原料处理：将合金废料制成合金粉料；所述合金废料中含有铁、钴、镍、钼、磷和钒元素；S2、配料浆化反应：将合金粉料与碱性溶液按照固液质量比1：7-15配制成料液，然后在70-90℃下搅拌，浆化反应0.5-1h；所述碱性溶液中液碱或片碱与合金粉料的质量比为1.2-3.5：1；S3、加压氧化碱浸：将S2中反应完的料液泵入反应釜中，通入氧气升压至1.8～2.8MPa，在160-250℃下反应2-8h；反应结束后调节浆料pH为7-9，过滤，得到滤渣和滤液，所述滤渣中包含铁、钴、镍元素，所述滤液中包含钼酸根离子、磷酸根离子和钒酸根离子；S4、多金属分离：对S3滤渣中的铁、钴和镍元素进行分离，对S3滤液中的钼、磷和钒元素进行分离。上述工艺方法中，所述料液与所述碱性溶液发生如下反应：MoO3+2NaOH＝＝Na2MoO4+H2OV2O5+2NaOH＝＝2NaVO3+H2OP2O5+6NaOH＝＝2Na3PO4+3H2O本专利技术所述浸出分离方法，通过将含镍钴钼磷钒的合金料经所述配料浆化反应，使所述合金料中的钼、磷、钒与碱反应，生成相应的钼酸根、磷酸根、钒酸根离子形式进入溶液后，再将上述配料浆化反应后的料液泵入反应釜内，通过对反应釜内压力参数指标的控制，通入氧气的用量及通入速率，并配合对反应釜内反应温度的控制，使料液中钼、磷、钒与碱反应全部转化为钼酸钠、磷酸钠、钒酸钠，镍、钴、铁以沉淀形式进入渣内。确保料液中包括钼、磷、钒在内的有价金属能够充分进入滤液中，供后续分离回收利用，实现对合金料中有价金属资源的充分回收利用。钼、磷、钒等金属的在碱性滤液中分离，工艺简单，耗时短，分离后的各金属的纯净度都良好。所述合金料中，各元素的重量百分比含量为：钼的含量为9～30％；磷的含量为5～20％；钒的含量为5～20％；镍的含量为10～40％；钴的含量为5～30％；经实验研究证明，经本专利技术所述配料浆化反应和加压浸出反应后所得滤渣中钼、磷、钒有价金属的含量最高可控制在0.1％以下，使合金料液中的有价金属几乎全部进入滤液中，供后期分离回收利用。作为本专利技术的优选方案，所述S4滤液中钼、磷和钒元素的分离包括如下步骤：S411、低温除磷：将所述S3中的混合滤液进行低温结晶、水洗、过滤得到磷酸钠晶体和第二滤液，所述低温结晶温度为1-5℃；S412a、分离钼：调节所述S411得到的滤液pH至7.0～9.0，在25～60℃下，将所述第二滤液通过吸钼树脂进行吸附，得到除钼离子后滤液；待吸钼树脂吸附饱和后，解析，得到钼酸盐溶液；S413a、分离钒：将所述除钼离子后的滤液通过吸钒树脂进行吸附，待吸钒树脂吸附饱和后，解析，得到钒酸盐溶液。其中，所述S411的滤液通过所述吸钼树脂的速度为5～10m3/h；所述S412中除钼离子后的滤液通过所述吸钒树脂的速度为5～10m3/h。上述分离开的钼、钒金属通过沉淀回收得到钼、钒产品。将步骤S412a中通过吸钼树脂分离出的钼酸盐溶液，经絮凝剂硫酸镁沉淀除硅后，再使用盐酸调节至pH为1～2左右，在30～50℃下沉淀出工业级的钼酸产品；将步骤S413a中通过吸钒树脂分离出的钒酸盐溶液，经絮凝剂硫酸铝沉淀除硅后，在70～80℃，并调节溶液pH为1.5～3.5左右，用氯化铵沉淀出工业级的偏钒酸铵产品。作为本专利技术的优选方案，所述步骤S412a和步骤S413a中的解析过程使用的解析液均为质量分数10～20％的氢氧化钠溶液。作为本专利技术的优选方案，所述吸钼树脂的型号为ZGD314、D352和PDM中的任意一种。作为本专利技术的优选方案，所述吸钒树脂的型号为ZGD231或LS-32。经过解析后的吸钼树脂和吸钒树脂，使用质量分数5～20％的硫酸溶液和纯水冲洗再生，直到出水pH达到2.0～5.0后，可循环使用。为了进一步优化溶剂的用量，专利技术人发现，对于除磷后的滤液采用硫酸铵溶液进行钒元素的沉淀直接得到偏钒酸胺，接着再将除钒后的溶液和高氯酸溶液反应得到三氧化钼沉淀。采用这种方式避免了树脂吸附钒和钼元素后，需要过量碱性解析液解析，将钒元素和钼元素从树脂中解析出来，然后还需要通过酸性溶液对吸钒树脂和吸钼树脂进行复原使其恢复至初始状态循环利用。进一步节省了酸性溶液和碱性溶液的使用。进一步降低了成本。所以，进一步优选的，S411得到的所述第二滤液采用以下方式进行分离：S412b、工业级偏钒酸铵的制取：用质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合金料的浸出分离方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、原料处理：将合金废料制成合金粉料；所述合金废料中含有铁、钴、镍、钼、磷和钒元素；/nS2、配料浆化反应：将合金粉料与碱性溶液按照固液质量比1：7-15配制成料液，然后在70-90℃下搅拌，浆化反应1-5h；所述碱性溶液中液碱或片碱与合金粉料的质量比为1.2-3.5：1；/nS3、加压氧化碱浸：将S2反应完的料液泵入反应釜中，通入氧气升压至1.8～2.8MPa，在160-250℃下反应2-8h；反应结束后调节浆料pH为7-9，过滤，得到滤渣和滤液，所述滤渣中包含铁、钴、镍元素，所述滤液中包含钼酸根离子、磷酸根离子和钒酸根离子；/nS4、多金属分离：对S3得到的滤渣中的铁、钴和镍元素进行分离，对S3得到的滤液中的钼、磷和钒元素进行分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种合金料的浸出分离方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料处理：将合金废料制成合金粉料；所述合金废料中含有铁、钴、镍、钼、磷和钒元素；
S2、配料浆化反应：将合金粉料与碱性溶液按照固液质量比1：7-15配制成料液，然后在70-90℃下搅拌，浆化反应1-5h；所述碱性溶液中液碱或片碱与合金粉料的质量比为1.2-3.5：1；
S3、加压氧化碱浸：将S2反应完的料液泵入反应釜中，通入氧气升压至1.8～2.8MPa，在160-250℃下反应2-8h；反应结束后调节浆料pH为7-9，过滤，得到滤渣和滤液，所述滤渣中包含铁、钴、镍元素，所述滤液中包含钼酸根离子、磷酸根离子和钒酸根离子；
S4、多金属分离：对S3得到的滤渣中的铁、钴和镍元素进行分离，对S3得到的滤液中的钼、磷和钒元素进行分离。


2.根据权利要求1所述的一种合金料的浸出分离方法，其特征在于，所述S4滤液中钼、磷和钒元素进行分离的过程包括如下步骤：
S411、除磷：将所述S3得到的混合滤液进行结晶、水洗、过滤得到磷酸钠晶体和第二滤液，所述结晶温度为1-5℃；
S412a、分离钼：调节所述S411得到的第二滤液pH至7.0～9.0，在25～60℃下，将所述第二滤液通过吸钼树脂进行吸附，得到除钼离子后的第三滤液；对吸钼树脂进行解析，得到钼酸盐溶液；
S413a、分离钒：将所述除钼离子后的第三滤液通过吸钒树脂进行吸附，对吸钒树脂进行解析，得到钒酸盐溶液。


3.根据权利要求2所述的一种合金料的浸出分离方法，其特征在于，所述步骤S412a和步骤S413a中的解析过程使用的解析液均为质量分数10～20％的氢氧化钠溶液。


4.根据权利要求2所述的一种合金料的浸出分离方法，其特征在于，所述吸钼树脂的型号为ZGD314、D352和PDM中的任意一种。


5.根据权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：但勇，赵林，赵澎，陈雪风，高波，宋世杰，赵顶，
申请(专利权)人：眉山顺应动力电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51