综合回收钴铜合金中钴、铜、铁的方法技术

本发明专利技术公开了一种综合回收钴铜合金中钴、铜、铁的方法，该方法为全湿法冶炼工艺，该方法主要包括如下步骤：首先，采用高压氧气或富氧空气将熔融态的钴铜合金进行气雾化氧化制粉；然后，在加压釜内加入浸出剂、催化剂和钴铜合金，进行加压催化氧化浸出，使钴铜合金中的钴、铜氧化浸出，以离子形式进入浸出液中，钴铜合金中的铁经过浸出、转化，最终则以铁红的形式留存于浸出渣中；最后，将所得浸出液进行分离、净化、提纯，分别得到符合国标的钴产品和铜产品，浸出渣则采用强磁选方法进行磁选分离，得到符合国标的铁红产品。本发明专利技术具有流程短、操作简单、能耗消耗低、金属回收率高、成本低等优点，而且实现了钴铜合金中高含量铁的综合回收利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，该方法为全湿法冶炼工艺，该方法主要包括如下步骤：首先，采用高压氧气或富氧空气将熔融态的钴铜合金进行气雾化氧化制粉；然后，在加压釜内加入浸出剂、催化剂和钴铜合金，进行加压催化氧化浸出，使钴铜合金中的钴、铜氧化浸出，以离子形式进入浸出液中，钴铜合金中的铁经过浸出、转化，最终则以铁红的形式留存于浸出渣中；最后，将所得浸出液进行分离、净化、提纯，分别得到符合国标的钴产品和铜产品，浸出渣则采用强磁选方法进行磁选分离，得到符合国标的铁红产品。本专利技术具有流程短、操作简单、能耗消耗低、金属回收率高、成本低等优点，而且实现了钴铜合金中高含量铁的综合回收利用。【专利说明】
本专利技术涉及一种钴铜合金的湿法冶金方法及一种综合回收钴铜合金中多金属有价元素钴、铜、铁的有效方法，尤其涉及一种综合回收钴铜合金中高含量铁的有效方法。
技术介绍
钴铜合金是铜冶炼过程中，转炉吹炼得到的转炉渣经电炉造硫和还原熔炼后，得到富含铜、钴、铁等元素的合金渣。该合金一般含钴8%?30%、铜10%?35%、铁10%?50%，此外，还含有一定量的硅、锰、镍。当该合金中含铜高时，合金外表颜色呈现紫红色，称之为赤合金；当该合金中含钴高时，合金外表颜色呈现灰白色，称之为白合金。该合金为水淬产物，骤冷时边部收缩，致使原料多为球状，一般以8mm为限；8mm以上多为不规则结核状，浑圆状周边，棱角不突出，个别颗粒带有枝杈似“水雷状”，最大粒度长轴大于20_ ；8mm以下多为球粒状，主要以2mm?5mm为主，粒度小于2mm的较少。`这种钴铜合金大量来源于非洲，在当地已堆存了近70年。目前，该合金作为钴、铜原料，大量从干果金、扎伊尔、赞比亚等国家输入我国，成为我国广泛使用、价值量大的有价原料，深受钴、铜加工企业的青睐。目前，处理钴铜合金的主要工艺路线为:首先，将合金进行球磨或雾化制粉，将合金制成一定粒度的合金粉，以备后续浸出使用；然后，在盐酸、硫酸或二者混合酸中进行催化氧化浸出，使合金中的金属元素钴、铜、铁较完全浸出，进入浸出液，备后续净化、分离使用；其次，将浸出液中大量的铁除去，并在后续工艺中除去其他杂质元素；最后，分离、提纯铜、钴，根据所需产品结构，得到满足国标的相应铜、钴产品。上述主体工艺中，由于钴铜合金中铁的含量很高，一般含铁在30%左右，有的高达40%，甚至50%。浸出过程中，该合金中的铁几乎完全浸出，进入浸出液；在净化除铁过程中，不仅消耗大量的试剂、材料，动力消耗大，且工序长、操作繁杂，生产成本高。更为重要的是铁渣量大，夹带了大量的钴、铜有价元素，导致钴、铜大量损失(钴、铜损失在5%左右)，影响有价元素的回收率，不利于钴、铜的回收；同时，增加了后续提纯分离处理的负荷，提高了劳动成本；最为重要的是钴铜合金中高含量的铁没有得到综合回收利用，不符合低碳环保的冶金理念。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中存在的浸出率低、效率低、能耗高、污染环境、渣量大、钴铜回收率低，更为重要的是合金中铁不能综合回收利用等弊端，提供了一种清洁、高效、资源综合利用率高、绿色环保的，该方法具有流程短、操作简单、原料消耗少、能耗低、金属的回收率高、生产成本低等特点，能实现清洁节能、环境友好的冶金目的，尤其是综合回收了钴铜合金中的高含量铁，使其中的铁资源化、变废为宝。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为一种，该方法为全湿法冶炼工艺，该方法主要包括如下步骤:(1)气雾化氧化制粉:在气雾化制粉设备内将钴铜合金熔化，采用高压氧气或富氧空气将熔融态的钴铜合金进行气雾化氧化制粉，使合金粉充分氧化，过筛，得钴铜合金粉末； (2)加压催化氧化浸出:在加压釜内加入浸出剂、催化剂和步骤(I)所得的钴铜合金粉，加热达到浸出温度后，向加压釜中通入氧气或富氧空气(优选为氧气)，进行加压催化氧化浸出处理；在加压催化氧化浸出处理过程中，使钴铜合金粉中的钴、铜以Co2+、Cu2+的形式浸出，并使钴铜合金粉中的铁经过浸出、铁离子的转化，以铁红的形式留存于浸出渣中； (3)分离提纯:上述的加压催化氧化浸出处理完成后，将所得的浸出液进行分离、净化、提纯，分别得到钴产品和铜产品，浸出渣另行回收处理。上述的，优选的，所述步骤(2)的加压催化氧化浸出处理完成后，得到的浸出液中铁元素的总浓度小于0.lg/L，浸出液的pH值优选在0.5-3.0范围内，这便极大地简化了后续从浸出液中提取钴、铜的工艺。相应的，所述步骤(4)钴铜合金中的铁浸出进入浸出液中，在所述工艺下，浸出液中的铁转化为铁红(Fe2O3),铁主要以铁红的形式残留于浸出渣中。所述浸出渣另行回收处理即是指采用磁选方法对浸出渣进行磁选分离，在磁感应强度B大于1.5T的条件下，将浸出渣中的铁红(Fe2O3)分离出来得到磁选尾矿和符合GB1863-89中HOtll,的铁红产品。磁选尾矿可作为废渣弃去，铁红产品可进行综合利用，用于生产颜料、油漆、油墨、橡胶、催化剂、玻璃、宝石、抛光粉等产品，也可用作炼铁、炼钢原料。上述的，所述步骤(I)中，在气雾化制粉设备内，所述高压氧气或富氧空气的气体压力控制在3MPa-10MPa，将钴铜合金熔化的温度优选控制在1200°C-1600°C，以便使合金充分熔化，形成均一熔体。上述的，所述步骤(I)中，过筛后控制所得钴铜合金粉末粒度-200目大于90%，筛上物返回至气雾化制粉设备重新制粉。上述的，所述步骤(2)中，所述浸出剂优选为硫酸或盐酸中的至少一种(优选为h2so4)。添加浸出剂后，所述加压催化氧化浸出的浸出体系中优选在1.0mol.L-1-1Omol.L-1的范围内。上述的，所述步骤(2)中，所述催化剂为Fe2+可溶盐、Fe3+可溶盐、Cu2+可溶盐中的至少一种。所述催化剂优选为硫酸铁，所述硫酸铁加入量优选为钴铜合金粉加入量的5%-10%，硫酸铁溶于所述浸出体系后，浸出体系中起始在 0.0lmol.L 1 -1.0mol.L 1 的范围内。上述的，所述步骤(2)的加压催化氧化浸出处理完成后，得到的浸出液中Co2+、Cu2+的浓度分别为35g/L-55g/L和30g/L-50g/L。上述的，所述步骤(2)中优选的工艺参数及条件包括:浸出温度控制在100°c-250°C，浸出的液固比为2-10: 1，浸出的搅拌速度为200r/min-900r/min,浸出时间在30min-240min的范围内，氧分压在0.1-1.0Mpa0上述的，所述步骤(3)中，分离、提纯的方法可采用常规冶金方法，例如通过化学沉淀、溶剂萃取或离子交换等常规工艺，可将浸出液中钴、铜及杂质离子进行分离、净化、提取，分别得到钴产品、铜产品。本专利技术的上述技术方案提出了一种清洁、高效提取钴铜合金中多金属的工艺方法，尤其是提取、综合回收钴铜合金中铁的有效方法。该工艺方法的主要技术思路为:气雾化氧化制粉一加压催化氧化浸出一浸出液经净化、分离、提纯得铜、钴产品一浸出渣磁选得铁红产品。与现有技术相比，本专利技术工艺方法的优点在于: 1.本专利技术的气雾化氧化制粉极大地提高了后续浸出工序的综合效果。在气雾化制粉设备中，通过气雾化氧化制粉，将钴铜合金雾化氧化制粉，经过一次制粉、过筛后可得-200目粒度级大于90%的钴铜合金粉，筛下物备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合回收钴铜合金中钴、铜、铁的方法，该方法为全湿法冶炼工艺，该方法主要包括如下步骤：（1）气雾化氧化制粉：在气雾化制粉设备内将钴铜合金熔化，采用高压氧气或富氧空气将熔融态的钴铜合金进行气雾化氧化制粉，过筛，得钴铜合金粉末；?（2）加压催化氧化浸出：在加压釜内加入浸出剂、催化剂和步骤（1）所得的钴铜合金粉，加热达到浸出温度后，向加压釜内通入氧气或富氧空气，进行加压催化氧化浸出处理；在加压催化氧化浸出过程中，使钴铜合金粉中的钴、铜分别以Co2+、Cu2+的形式浸出到浸出液中，并使钴铜合金粉中的铁经过浸出、铁离子的转化，最终则以铁红的形式留存于浸出渣中；（3）分离提纯：上述的加压催化氧化浸出处理完成后，将所得浸出液进行分离、净化、提纯，分别得到钴产品和铜产品，浸出渣另行回收处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓川，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：