[发明专利]全湿法冶炼提取钴铜合金中有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于钴铜合金的湿法冶金方法，尤其涉及一种综合回收钴铜合金中钴、铜、铁的方法。

背景技术

钴铜合金，其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的富含铜、钴、铁等元素的合金渣。该钴铜合金一般含钴、铜和铁，此外，还含有一定量的硅、锰、镍。当钴铜合金中含铜较多时，合金外表颜色呈现紫红色，可称之为红合金；当该钴铜合金中含钴较多时，合金外表颜色呈现灰白色，可称之为白合金。该钴铜合金为水淬产物，骤冷时边部收缩，致使原料多为球状，一般以8mm粒度为限，8mm粒径以上则多为不规则结核状、浑圆状周边，棱角不突出，个别颗粒带有枝杈似“水雷状”，最大粒度的长轴可大于20mm；粒度8mm以下多为球粒状，主要以2mm～5mm为主，粒度小于2mm的较少。此类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，大量从刚果金、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，处理钴铜合金的主体工艺路线为：首先，将合金进行球磨或水雾化制粉，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氧化浸出(或催化氧化浸出)，使合金中的金属元素钴、铜、铁较完全地浸出，并进入浸出液，以备后续净化、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。在前述常规的工艺操作中，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％)，该钴铜合金中的铁在浸出过程中几乎完全浸出并进入浸出液；在净化除铁过程中，不仅需要消耗大量的试剂，动力消耗大，而且工序较长、操作繁杂。更为重要的是，该工艺路线的铁渣量大，并夹带了大量的钴、铜有价元素，这导致钴、铜大量损失(钴损失在7％左右)，影响有价元素的回收率；同时还会增加后续处理的负荷，增加生产成本。

此外，CN103436708A号中国专利文献中公开了一种综合回收钴铜合金中钴、铜、铁的方法，该方法采用高压氧气或富氧空气将熔融态的钴铜合金进行气雾化氧化制粉；然后，采用加压催化氧化浸出，使钴铜合金中的钴、铜氧化浸出；钴铜合金中的铁被浸出，以Fe²⁺、Fe³⁺的形式存在于浸出液中，在加压、氧化剂及在pH为0.5-1.0的条件下，经过浸出，转化，以铁红(Fe₂O₃)的形式沉淀，从而使之进入浸出渣中；然后，通过过滤、固液分离得到浸出渣，采用强磁选方法进行磁选分离，得到符合国标的铁红产品；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，从而实现了钴铜合金中高含量铁的综合回收利用。该现有工艺虽然对钴铜合金中的钴、铜、铁均进行了有效回收，但该工艺过程采用了操作复杂、且存在安全隐患的加压浸出设施，工业化生产效率也有待提高。

由上可见，现有处理钴铜合金的工艺方案均存在工艺路线复杂、高含量的铁没有得到综合回收利用，且药剂和材料用量大、设备投入多、工艺成本高、工艺安全性风险大等不足，还需要本领域技术人员进行进一步的改进和优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的工艺复杂、浸出率低、能耗高、效率低、污染环境、渣量大、钴铜回收率低、合金中铁不能综合回收利用等不足，提供一种清洁、高效、流程短、操作简单、能耗低、金属回收率高、生产成本低的全湿法冶炼提取钴铜合金中有价金属的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种全湿法冶炼提取钴铜合金中有价金属的方法，包含以下步骤：

(1)在气雾化制粉设备内将钴铜合金熔化，采用高压惰性气体(优选氮气)将熔融态的钴铜合金雾化制粉，过筛后得钴铜合金粉；本发明通过在操作的起始阶段选用高压惰性气体进行雾化制粉，可以有效抑制铜等金属的氧化，从而使后续浸出时铜被留存于浸出渣中；