球形碳酸钴制备过程中的碳酸钴母液的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种球形碳酸钴制备过程中的碳酸钴母液的处理方法，其包括以下步骤：(1)对经过白球过滤的碳酸钴母液进行离子交换树脂吸附，得到离子吸附后液和负载树脂，将负载树脂用稀盐酸脱附得到氢型树脂和酸性后液，将氢型树脂用氨水转型，得到铵型树脂，转型后的铵型树脂继续用于对碳酸钴母液的处理，循环使用；(2)将步骤(1)中的离子吸附后液的一部分进行蒸发结晶后的到氯化铵晶体和冷凝水，离子吸附后液中的另一部分用于对铵型树脂进行水洗，且仅采用离子吸附后液对铵型树脂进行第二水洗。利用本申请，能够降低水处理量，提高钴回收率，并降低废水处理难度。并降低废水处理难度。并降低废水处理难度。

【技术实现步骤摘要】
球形碳酸钴制备过程中的碳酸钴母液的处理方法


[0001]本专利技术涉及冶金领域，具体涉及一种球形碳酸钴制备过程中的碳酸钴母液的处理方法。

技术介绍

[0002]目前，碳酸钴多数采用以氯化钴溶液为原料，以碳酸氢铵为沉淀剂，通过化学沉淀法得到，反应后碳酸钴浆料固液分离后产生的母液中少量的钴需要回收，目前的工艺是直接将含少量钴的母液用MVR等蒸发结晶装置进行蒸发，钴直接进入副产品氯化铵中。另一种是对母液中的钴进行萃取回收。直接蒸发法存在如下不足：钴没有得到有效回收，以杂质形式进入副产品氯化铵中直接开路，不但造成钴回收率的降低，而且增加了副产品氯化铵的杂质含量，降低了副产品品质。萃取法虽能回收部分有价金属，但回收率一般，且无法避免的存在一定程度的有机相与水相的互溶导致有机物进入水系统中，对设备和产品造成影响。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提出了一种球形碳酸钴制备过程中的碳酸钴母液的处理方法，其包括以下步骤：
[0004](1)对经过白球过滤的碳酸钴母液进行离子交换树脂吸附，得到离子吸附后液和负载树脂，将负载树脂用稀盐酸脱附得到氢型树脂和酸性后液，将氢型树脂用氨水转型，得到铵型树脂，转型后的铵型树脂继续用于对碳酸钴母液的处理，循环使用；稀盐酸的浓度为8
‑
10wt％；
[0005](2)将步骤(1)中的离子吸附后液的一部分进行蒸发结晶后的到氯化铵晶体和冷凝水，离子吸附后液中的另一部分用于对铵型树脂进行水洗，且仅采用离子吸附后液对铵型树脂进行第二水洗。对氢型树脂进行氨水转型时，采用4
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8wt％氨水。
[0006]由于碳酸钴母液中的钴离子浓度较低，离子交换树脂需要连续处理大量体积的母液后才能达到饱和状态，步骤(1)中，离子交换树脂是在饱和后用稀盐酸进行脱附，从而减少了脱附反洗次数，降低了碳酸钴母液处理工序的负担。
[0007]本申请中，白球过滤是指用滤材为聚苯乙烯泡沫滤珠的过滤器对碳酸钴母液进行过滤，白球过滤能够吸附溶液中的溶解性油类物质和细微碳酸钴颗粒，对离子交换树脂起到保护作用。
[0008]在本处理方法中，铵型树脂不再采用常规的纯水冲洗的处理方法，而是采用树脂吸附后液进行冲洗后继续使用，减少了纯水的使用量，不仅节约了纯水的消耗，同时增加了蒸发前液的浓度，降低了单位质量晶体的蒸发量，氯化钴溶液进入到合成碳酸钴工序。
[0009]目前，碳酸钴母液以萃取技术为主，由于萃取剂的萃取能力的限制，萃余液中钴元素的残留较多，本申请中，采用离子交换树脂作为吸附材料，能够有效地提高吸附效果，有效增大了钴元素的吸附率，由此可以有效地减少从氯化铵中流失的钴元素，提高了钴元素
的回收率，同时减小了蒸发结晶工序的负担，降低了运行成本。
[0010]由于本申请取消了采用萃取技术对碳酸钴母液中的钴进行回收，从而避免了萃取中，所采用有机萃取剂，降低了废水处理难度，也降低了环境污染物。
[0011]为了进一步降低消耗，对氢型树脂的第一水洗仅在生产开始时采用纯水，在随后的连续生产中，仅采用部分离子吸附后液对氢型树脂进行第一水洗。第一水洗后产生第一洗涤后液，该第一洗涤后液也需要进行蒸发，采用离子吸附后液对氢型树脂进行一次水洗，能够避免降低进入到蒸发器内的溶液浓度，同时降低蒸发量，减少蒸发费用。
[0012]进一步，将离子吸附后液分为四部分，其中第一部分用于碳酸氢铵的溶解，第二部分用于对氢型树脂进行第一水洗，该第一水洗在氨水转型前进行，第三部分用于对氨型树脂进行第二水洗，第四部分进行蒸发结晶；第一水洗后所产生的第一洗涤后液和第二水洗所产生的第二洗涤后液均与第四部分离子吸附后液混合后进行蒸发结晶。
[0013]具体地，按体积百分比计，离子吸附后液的四部分中，第一部分占20
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40％，第二部分占1
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2％，第三部分占2
‑
3％，第四部分占45
‑
80％。
[0014]本申请中，将第一洗涤后液和第二洗涤后液均进行蒸发结晶，由于第一洗涤后液和第二洗涤后液中含有一定量的盐酸和氨水，可以对洗涤后液的pH值进行调整，在蒸发结晶过程中，可以形成氯化铵析出，提高了盐酸、氨水的利用率。
[0015]进一步，步骤(2)中所得到的冷凝水用于溶解碳酸氢铵或氯化钴中的至少一种。
[0016]由此可以减少系统外的补水量，以减少蒸发结晶工序的蒸发量，并由此可降低一定的生产成本，提高水资源的利用率，并由此降低废水的外排量，由此降低废水的处理费用。
[0017]为进一步降低消耗，减少外部水量的供应，并提高钴的回收率，对负载树脂进行脱附时所产生的酸洗后液用于溶解氯化钴。在脱附过程中，被离子交换树脂所吸附的钴进入到酸洗后液中，将酸洗后液用于溶解氯化钴，可将碳酸钴母液中大部分的钴进行回收，避免流失。
[0018]进一步，碳酸钴母液的制备方法为：首先将碳酸氢铵溶液加入到反应釜中，在40
‑
50℃条件下再将氯化钴溶液加入到反应釜中，反应150
‑
180分钟后，控制终点pH＝6.8
‑
7.2，制成碳酸钴浆料；然后将碳酸钴浆料进行固液分离，固液分离后得到的液体为碳酸钴母液。进一步优选，碳酸氢铵溶液的浓度为150
‑
200g/L，氯化钴溶液的浓度为120
‑
160g/L。母液中钴离子浓度0.05
‑
0.15g/L，氯化铵浓度为70
‑
110g/L。
[0019]采用上述方法制备碳酸钴，反应过程简便容易控制，制得的碳酸钴形貌为球形或类球形，质量稳定，且碳酸钴母液量较少，钴离子浓度低，氯化铵浓度较高，有利于氯化铵的回收。
[0020]具体地，为提高蒸发效率，采用三效蒸发器对离子吸附后液进行蒸发结晶。进一步，离子吸附后液进行蒸发结晶前，将pH值调整为4.0
‑
4.5。
[0021]本申请中，蒸发结晶前的pH值调整，是指对第一水洗后所产生的第一洗涤后液和第二水洗所产生的第二洗涤后液均与第四部分离子吸附后液混合后所产生的混合液进行pH值的调整。
[0022]由于第一洗涤后液呈酸性，第二洗涤后液呈碱性，在生产过程中，混合液的pH值会进行波动，为了保证氯化铵的结晶，进行蒸发结晶前，将pH值调整到4.0
‑
4.5。
[0023]纯的氯化铵水溶液是呈弱酸性的，母液因为合成反应中过量碳酸氢铵的存在呈弱碱性，将pH值调到4.0
‑
4.5，可以去除溶液中的碳酸根，使结晶的氯化铵纯度更高，提高氮含量。另外pH值偏酸性可以抑制铵根的水解，提高结晶率。
[0024]总体而言：
[0025]1、本申请中，对碳酸钴母液进行树脂吸附后，再对吸附后液进行蒸发结晶，既回收了有价金属钴，又提高了副产品氯化铵的品质。采用本专利技术后，母液钴含量可达3mg/L以下，氯化铵中的钴含量下降至0.001<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.球形碳酸钴制备过程中的碳酸钴母液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对经过白球过滤的碳酸钴母液进行离子交换树脂吸附，得到离子吸附后液和负载树脂，将负载树脂用稀盐酸脱附得到氢型树脂和酸性后液，将氢型树脂用氨水转型，得到铵型树脂，转型后的铵型树脂继续用于对碳酸钴母液的处理，循环使用；(2)将步骤(1)中的离子吸附后液的一部分进行蒸发结晶后的到氯化铵晶体和冷凝水，离子吸附后液中的另一部分用于对铵型树脂进行第二水洗，且仅采用离子吸附后液对铵型树脂进行第二水洗。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，对氢型树脂的第一水洗仅在生产开始时采用纯水，在随后的连续生产中，仅采用部分离子吸附后液对氢型树脂进行第一水洗。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将离子吸附后液分为四部分，其中第一部分用于碳酸氢铵的溶解，第二部分用于对氢型树脂进行第一水洗，该第一水洗在氨水转型前进行，第三部分用于对氨型树脂进行第二水洗，第四部分进行蒸发结晶；第一水洗后所产生的第一洗涤后液和第二水洗所产生的第二洗涤后液均与第四部分离子吸附后液混合后进行蒸发结晶。4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，按体积百分比计，离子吸附后液的四部分中，第一部分占20
‑
40％，第二部分占1
‑
2％，第三部分占2
‑
3％，第四部分占45
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80％。5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中所得到的冷凝水用于溶解碳酸氢铵或氯化钴中的至少一种。6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，对负载树脂进行脱附时所产生的酸洗后液用于溶解氯化钴。7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，碳酸钴母液的制备方法为：首先将碳酸氢铵溶液加入到反应釜中，在40
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50℃条件下再将氯化钴溶液加入到反应釜中，反应150
‑
180分钟后，控制终点pH＝6.8
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【专利技术属性】
技术研发人员：杜晗，朱治军，李世华，王朝安，
申请(专利权)人：安徽寒锐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：