一种从铜钴合金中分离有价金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种从铜钴合金中分离有价金属的方法，包括以下步骤：(1)将铜钴合金进行破碎和/或研磨，得到铜钴合金颗粒；(2)在含氯化氢气体的气氛下对所述铜钴合金颗粒进行焙烧，得到焙烧产物；(3)用水溶液将焙烧产物中的有价金属浸出。本发明专利技术采用氯化氢气氛焙烧铜钴合金，使合金中的杂质硅以SiCl4形式挥发，可有效处理高硅铜钴合金，相对于传统酸浸过程处理硅含量较高的铜钴合金，不会产生不利于后续分离的硅胶。离的硅胶。离的硅胶。

【技术实现步骤摘要】
一种从铜钴合金中分离有价金属的方法


[0001]本专利技术属于铜钴合金的化学冶炼
，尤其涉及一种从铜钴合金中分离有价金属的方法。

技术介绍

[0002]钴是自然界中较为常见的元素，在地壳中的平均含量约为17.3ppm，90％以上的钴资源成分散状态，基本没有单独的钴矿物，常与铁、镍和铜等元素伴生。含钴矿物中，开发较多的是刚果金的硫化钴矿，例如硫铜钴矿、硫钴矿、方硫钴矿，还有赞比亚、加拿大、美国的辉钴矿，以及加拿大安大略省和摩洛哥的方钴矿和砷钴矿，目前非洲刚果金钴资源储量占比高达50％。随着钴资源开采，钴矿成分复杂，从钴资源中间品中获取钴金属已成为当前钴生产的重要方式。铜钴合金是目前非洲刚果金钴矿粗加工出口的主要形式之一，也是我国进口钴原料的主要形式。
[0003]从铜钴合金中分离有价金属的方法主要是采用湿法处理工艺，因为其具有耐腐蚀、难溶解的特点，所以铜钴合金的浸出难度较大。铜钴合金的浸出方法可分为酸性浸出、碱性浸出、加压浸出、电化学溶解及火法与湿法联合。酸性浸出是将铜钴合金在酸性溶液中进行浸出反应，一般采用稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸等体系，酸性浸出的目的是使物料中铜、钴、镍等有价金属溶解在酸性溶液中，不溶的杂质沉淀于渣中。目前常见的酸浸包括氧化酸浸和加压酸浸，但面临成本高、设备要求高、废酸多、工作条件苛刻等问题。碱性浸出主要以氨法为主，浸出过程中，铜、钴与氨形成配合物进入溶液，而钙、锰、铁和硅等杂质元素几乎不与NH3发生反应，可有效实现铜、钴的选择性浸出。电解法主要参考了电解铜的原理，是将铜钴合金铸成阳极，铜板作为阴极，以硫酸介质作电解液，进行电解。电解工艺优点在于技术条件易控制，工艺操作简单，产品质量高，但也存在工艺流程长、成本高、回收率低等缺点。
[0004]专利201610376120.0公布了一种机械活化
‑
氧化浸出处理铜钴合金的方法，将铜钴合金在球磨机进行一段球磨，在管磨机进行二段球磨，获得粒径在10μm
‑
150μm的铜钴合金粉末，活化后的铜钴合金粉末加入反应槽，并配制一定比例的盐酸、氧化剂、催化剂，在加热、搅拌条件下，使铜、钴有价金属进入溶液。该专利在常规氧化酸浸基础上，增加了机械活化步骤，使铜钴合金有足够细的粒度，有利于反应后续进行。但是该方法不宜处理硅含量高的铜钴合金，同时会产生大量废酸。
[0005]专利201910063077.6公布了一种铜钴合金和钴盐料的联合冶金工艺，将铜钴合金电解得到电解液、阳极泥、阴极铜，对电解液进行除铁后，依次萃取得到铜和钴，将阳极泥进行焙烧得到焙烧渣和二氧化硫，焙烧渣浸出后使用萃取法回收铜、钴，该方法虽然生产成本低、金属回收率高，但工艺流程过长，操作复杂。
[0006]专利201310411392.6公布了一种综合回收铜钴合金中钴、铜、铁的方法，该方法采用高压氧气或富氧空气将熔融态的铜钴合金雾化氧化制粉，然后在高压釜内加入浸出剂、催化剂和铜钴合金进行加压氧化浸出，使铜钴合金中钴、铜氧化浸出，以离子形式进入浸出
液，铁以铁红形式回收。该方法流程短、速率快，但面临设备要求高、试剂消耗大、废酸排放多等问题。
[0007]目前已公开的铜钴合金处理的方法多为通过添加氧化剂、提高压力、增大酸浓度，来强化浸出过程速率。这些手段不可避免存在酸耗大、废水多等问题，同时对于硅含量较高的铜钴合金处理效果不佳。因此，开发一种清洁、高效、短流程处理铜钴合金工艺意义重大。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有铜钴合金分离存在的速率慢、酸耗高、废水排放量大等问题，提供一种高效率、低能耗、过程清洁的处理铜钴合金的工艺。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0010]一种从铜钴合金中分离有价金属的方法，包括以下步骤：
[0011](1)将铜钴合金进行破碎和/或研磨，得到铜钴合金颗粒；
[0012](2)在含氯化氢气体的气氛下对所述铜钴合金颗粒进行焙烧，得到焙烧产物；
[0013](3)用水溶液将焙烧产物中的有价金属浸出。
[0014]上述的方法，优选的，步骤(2)中，焙烧的温度为500
‑
700℃，焙烧的时间为2
‑
8h。
[0015]上述的方法，优选的，步骤(2)中，所述含氯化氢气体的气氛包括氯化氢气体和惰性气体，其中氯化氢气体的分压为0.02
‑
0.08MPa。
[0016]上述的方法，优选的，所述惰性气体选自氮气、氩气中的一种或两种。
[0017]上述的方法，优选的，步骤(2)中，先通入惰性气体，排除空气，待升温后通入氯化氢气体。
[0018]上述的方法，优选的，步骤(1)中，铜钴合金颗粒的粒度为：小于1mm的颗粒质量占总质量的80％以上。
[0019]上述的方法，优选的，步骤(1)中，所述铜钴合金的成分主要包括Cu 10
‑
70％、Co 5
‑
40％、Fe 10
‑
40％、Si 5
‑
20％，以及O 0
‑
10％、S 0
‑
5％、微量的Ni、Zn等杂质元素。
[0020]上述的方法，优选的，步骤(3)中，浸出温度为50
‑
80℃，浸出时间为0.5
‑
2h，搅拌速率为30
‑
120r/min。
[0021]上述的方法，优选的，步骤(3)中，所述水溶液中添加盐酸，盐酸的添加质量不低于原料中铜元素质量的0.7倍。
[0022]本专利技术的专利技术原理如下：本专利技术采用氯化氢气氛焙烧，铜钴合金在高温下与氯化氢气体发生氯化反应。铜钴合金中的钴、铁、铜、硅都被氯化，生成相应的氯化物，铁、钴、铜的氯化产物分别为FeCl2、CoCl2、CuCl。在浸出过程中可以适当加盐酸，促进Cu
+
被氧化，以Cu
2+
的形式进入浸出液。硅的氯化产物为沸点较低的SiCl4，在焙烧过程中以气态的形式挥发，并被尾气处理装置吸收掉。反应过程涉及的反应式如下：
[0023]Fe+2HCl＝FeCl2+H2；
[0024]Cu+HCl＝CuCl+1/2H2；
[0025]Co+2HCl＝CoCl2+H2；
[0026]Si+4HCl＝SiCl4+2H2；
[0027]4H
+
+O2+4CuCl＝4Cu
2+
+2H2O+4Cl
‑
。
[0028]与现有的铜钴合金的处理方法相比，本专利技术具有如下优点：
[0029](1)本专利技术采用氯化氢气氛焙烧铜钴合金，使合金中的杂质硅以SiCl4形式挥发，可有效处理高硅铜钴合金，相对于传统酸浸过程处理硅含量较高的铜钴合金，不会产生不利于后续分离的硅胶。
[0030](2)本专利技术提高了铜钴合金中有价金属的浸出速率，有效解决了常规酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从铜钴合金中分离有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铜钴合金进行破碎和/或研磨，得到铜钴合金颗粒；(2)在含氯化氢气体的气氛下对所述铜钴合金颗粒进行焙烧，得到焙烧产物；(3)用水溶液将焙烧产物中的有价金属浸出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述焙烧的温度为500
‑
700℃，焙烧的时间为2
‑
8h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含氯化氢气体的气氛包括氯化氢气体和惰性气体，其中氯化氢气体的分压为0.02
‑
0.08MPa。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述惰性气体选自氮气、氩气中的一种或两种。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，先通入惰性气体，排除空气，待升温后再通入氯化氢气体。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：于大伟，李浩，张磊，赵建伟，郭学益，田庆华，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：