一种酸浸-沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法技术

本发明专利技术公开了一种酸浸

【技术实现步骤摘要】
一种酸浸
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沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法


[0001]本专利技术涉及一种湿法炼锌净化渣的处理方法，具体涉及一种酸浸
‑
沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法，属于有色金属冶炼综合回收利用


技术介绍

[0002]钴及其化合物在新能源材料、特殊性能合金等关键领域有着广泛的应用。随着智能设备和新能源汽车产业的快速发展，钴的需求量将越来越大。我国钴资源以共伴生矿为主，储量仅占世界钴资源储量的1.1％，对钴资源的进口依存度较高。含钴二次资源的回收可以缓解我国钴资源短缺的现状，同时提高资源利用效率，减少传统堆放或焚烧所造成的环境影响。在湿法炼锌过程中，为了消除溶液中钴等杂质金属离子对后续电积步骤的不利影响，需对浸出液进行净化，常用的除钴工艺有锌粉置换、α
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亚硝基
‑
β
‑
萘酚除钴、黄药除钴等，同时会产生大量含锌、钴、锰等有价金属的净化渣。净化渣中的锌经处理可循环回收至湿法炼锌系统，其他有价金属经分离富集后也可进行回收利用，具有较高的回收价值。
[0003]目前，湿法炼锌净化渣的回收主要是通过酸浸或者碱浸，将全部或者一部分有价金属溶解到溶液中，在溶液中进行分离富集。常用的分离方法有氢氧化物沉淀法、硫化沉淀法、氧化沉淀法、溶剂萃取法等，但由于各种沉淀法实施过程中沉淀容易互相夹带，难以进行深度分离，溶剂萃取法虽分离效果较好，但萃取剂使用成本较高。对于所含有价金属种类较多的净化钴渣，单一的分离方法通常无法做到对全部有价金属的富集回收，需要采用联合工艺逐步分离富集。

技术实现思路

[0004]基于现有湿法炼锌净化渣回收技术中存在的对有价金属选择性差、分离效率低且分离不彻底的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种酸浸
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沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法。该方法采用选择性酸浸
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还原酸浸
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沉淀浮选联合工艺，得到富钴泡沫产品和富集锰溶液，其工艺流程短，处理成本低，可实现净化钴渣的绿色高值利用。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种酸浸
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沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法，其包括以下步骤：
[0006]1)将锌冶炼净化渣采用硫酸浸出，得到浸出液和浸出渣；
[0007]2)将所述浸出渣通过酸性还原浸出，得到钴锰浸出液；
[0008]3)将所述钴锰浸出液依次进行沉淀和絮凝，再加入表面活性剂进行泡沫浮选，收集富钴泡沫和富锰溶液。
[0009]本专利技术通过选择性酸浸法
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还原酸浸
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沉淀浮选联合工艺，可逐步富集回收净化渣中钴、锰和锌这三种有价金属，操作简单，可控性强，其中，各步骤中的反应原理如下：
[0010]硫酸浸出：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2[0011]ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O
[0012]CoO+H2SO4＝CoSO4+H2O
[0013]还原酸浸：MnO2+H2SO4+H2O2＝MnSO4+2H2O+O2↑
[0014]Co2O3+2H2SO4+H2O2＝2CoSO4+3H2O+O2↑
[0015]沉淀浮选：CoSO4+Na2S＝CoS+Na2SO4[0016]Co
3+
+3C
10
H6ONOH＝CO(C
10
H6ONO)3↓
+3H
+
[0017]作为一个优选的方案，步骤1)中，所述浸出的条件为：硫酸浓度为2～4mol/L，液固比为10～20mL：1g，温度为20～40℃，时间为10～30min。所述浸出过程采用转速为200～400rpm的机械搅拌辅助浸出。所述含钴颗粒悬浮液转移至微泡浮选柱中进行充气浮选。
[0018]该浸出反应过程中，需控制硫酸浓度、液固比在合适的范围，其中，硫酸浓度或液固比过低会导致锌的浸出率较低，无法实现选择性浸出；硫酸浓度过高会造成试剂的浪费，而液固比过高会减低锌的富集程度。反应温度和时间同样影响浸出效率，温度过高或反应时间过长会导致钴的浸出率增大，使得浸出渣中的钴减少。
[0019]作为一个优选的方案，所述酸性还原浸出采用包含硫酸和还原剂的浸出剂。所述还原剂为双氧水、蔗糖、柠檬酸中至少一种。采用双氧水、蔗糖、柠檬酸等作为还原剂，可将Co
3+
还原为Co
2+
，Mn
4+
还原为Mn
2+
，从而使钴和锰溶解在溶液中，便于后续钴锰分离。
[0020]作为一个优选的方案，步骤2)中，所述酸性还原浸出的条件为：所述浸出剂中硫酸浓度为0.6～1.4mol/L，还原剂浓度为0.8～1.2mol/L，液固比为8～12mL：1g。
[0021]作为一个优选的方案，步骤2)中，所述酸性还原浸出的条件为：温度为20～40℃，时间为10～30min。将所述浸出渣采用还原酸溶液浸出时，采用转速为200～400rpm的机械搅拌辅助浸出。
[0022]在该还原浸出反应过程中，控制硫酸浓度、还原剂浓度(添加量)和液固比在合适的范围能够提高选择性浸出效率。硫酸浓度浓度、还原剂浓度(添加量)或液固比过低，均会导致钴锰的浸出率较低；硫酸浓度或还原剂浓度(添加量)过高会导致试剂的浪费，提高生产成本，而液固比过高则会减低钴和锰的富集程度。
[0023]作为一个优选的方案，所述沉淀剂为药剂A，所述药剂A包含α
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亚硝基
‑
β
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萘酚和Na2S，α
‑
亚硝基
‑
β
‑
萘酚与Na2S的摩尔比为1～3：1。所述沉淀剂用量为溶液中钴离子摩尔量的0.8～1.2倍。
[0024]采用上述沉淀剂组分可选择性沉淀溶液中的钴离子。在该选择性沉淀反应过程中，需要控制沉淀剂用量在合适的范围，沉淀剂用量过少会导致钴离子沉淀反应不完全，沉淀剂用量过多则会导致过量的沉淀剂与锰反应生成沉淀，无法实现选择性沉淀。
[0025]作为一个优选的方案，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。所述絮凝剂在溶液中的浓度为10～100mg/L。在絮凝过程中，采用转速为200～400rpm的磁力搅拌辅助浸出。
[0026]采用絮凝剂可使钴沉淀颗粒聚集，同时控制絮凝剂在合适的范围可提高后续浮选分离效率。如果絮凝剂加入量过少(浓度过低)会导致沉淀物颗粒无法聚集，对后续浮选回收率造成不利影响；如果絮凝剂加入量过多(浓度过高)会造成试剂的浪费，提高生产成本。
[0027]作为一个优选的方案，所述表面活性剂为CTAB。所述表面活性剂在溶液中的浓度为10～50mg/L。
[0028]通过添加表面活性剂能够增强泡沫稳定性，提高颗粒可浮性。调控溶液中表面活性剂浓度在合适的范围有利于钴锰的高效分离，表面活性剂加入量过少(浓度过低)会导致颗粒可浮性较弱，影响浮选回收率；而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸浸
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沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将锌冶炼净化渣采用硫酸浸出，得到浸出液和浸出渣；2)将所述浸出渣通过酸性还原浸出，得到钴锰浸出液；3)将所述钴锰浸出液依次进行沉淀和絮凝，再加入表面活性剂进行泡沫浮选，收集富钴泡沫和富锰溶液。2.根据权利要求1所述的一种酸浸
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沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法，其特征在于：步骤1)中，所述浸出的条件为：硫酸浓度为2～4mol/L，液固比为10～20mL：1g，温度为20～40℃，时间为10～30min。3.根据权利要求1或2所述的一种酸浸
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沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法，其特征在于：所述酸性还原浸出采用包含硫酸和还原剂的浸出剂；所述还原剂为双氧水、蔗糖、柠檬酸中至少一种。4.根据权利要求3所述的一种酸浸
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沉淀浮选法联合回收锌净化渣中钴和锰的方法，其特征在于：步骤2)中，所述酸性还原浸出的条件为：所述浸出剂中硫酸浓度为0.6～1.4mol/L，还原剂浓度为0.8～1.2mol/L，液固比为8～12mL：1g；温度为20～40℃，时间为10～30min。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩桂洪，刘兵兵，黄艳芳，孙虎，王静雯，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：