[发明专利]一种含镍/钴的多金属合金中回收有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金化工技术领域，尤其涉及一种含镍或含钴合金料的处理方法。

背景技术

钴、镍是典型的合金化元素，因此，镍钴资源冶炼加工过程不少中间产物都是以合金产品形式呈现，例如铜钴白合金、粗镍铁等，而镍钴终端产品更是广泛，以不锈钢、高温合金、磁性材料及催化剂等合金产品形式应用于石油化工、电子、航天、军工等行业。随着现代经济的快速发展，钴镍合金废料产出越来越多，成为镍钴冶炼的重要原料。

目前，针对钴镍合金废料种类的不同，研究人员提出了种类繁多的冶炼工艺，但是普遍适用性差。

(一)钴铜白合金

钴铜白合金，是指含Co、Cu、Fe等金属的合金，一般系以水钴矿等为原料，采用鼓风炉还原熔炼或电炉还原熔炼得到。其中，含Cu 10％-40％、Co 10％-40％、Fe 20％-60％，除了Cu、Co、Fe外，别外还含有一定量的Si及其它杂质，Si的含量最高可达15％，由于合金中硅的存在导致耐腐蚀性明显增强，尤其是高硅白合金，进一步浸出处理回收有价金属的难度极大。

目前，白合金的常规处理方法，是将白合金磨细后在硫酸或盐酸体系中浸出，使合金中的钴、铜、铁、镍、锰氧化转化为可溶性金属离子进入溶液，浸出液再通过除铁、溶液净化分离工序回收钴、铜、镍。不过，由于合金中硅、铁杂质的影响，采用常压氧化酸浸不仅金属回收率低，浸出时间长，而且，当硅含量较高时，浸出液后续固液分离困难。因此，实际上往往采用高压氧化酸浸(如赞比亚的谦比希钴厂)，或常压预浸-加压氧化酸浸联合浸出工艺(如金川公司)，但是，加压浸出设备投资大，而且还存在较高的安全风险。

通过合理的工艺措施适度改变白合金的组成与结构，改善、提高、优化其浸出性能以实现常压酸浸，这一直是白合金浸出技术发展的方向。具体如，申请号为200610032051.8的中国专利公开了一种从铜钴铁合金粒中浸出有价金属的方法，采用“高温熔化-雾化制粉-选择性性氧化焙烧-充分细磨”后再“直接酸浸或氧化酸浸”方法处理铜钴铁合金，其解决了浸出溶液中硅含量高的问题，溶液过滤性能好，铜钴回收率高。但是，该方法流程长、耗时长、能耗高，而且氧化焙烧后合金粉部分金属转化为难浸尖晶石结构，反而增加了酸浸的难度。

申请号为201110309215.8的中国专利公开了一种钴白合金脱硅的方法，针对高硅钴白合金，采用在合金熔化状态下加脱硅剂与造渣剂脱硅造渣熔炼，然后熔体雾化制粉-合金粉氧化酸浸，脱硅剂选用氧化钴、氧化铁、氧化铜、钴酸锂氧化剂中的一种或几种组合，造渣剂选用氧化钙、氧化镁中的一种或两种组合，脱硅剂与合金中金属硅反应使其转化为二氧化硅，并与造渣剂反应造渣，从而达到脱除硅的目的，但是，造渣剂用量大，造渣作业控制条件要求高，操作控制不佳，容易造成渣夹带有价金属，损失较大，而且合金粉酸浸必须采用强氧化剂氯酸钠，才能取得理想的浸出效果。

申请号为201510055126.3的中国专利公开了一种机械活化强化钴白合金浸钴工艺，具体公开了一种采用流化床气流粉碎机对钴白合金细磨活化强化钴白合金浸出的工艺，采用该工艺处理钴白合金，Co、Cu浸出率达到96％以上。但是，机械活化采用干法粉磨，并必须添加还原剂与表面活性剂，且不能解决硅高导致的浸出液固液分离的难题。

由于常压硫酸介质浸出时间长，人们还开发了一系列以氯气为氧化剂的氧化浸出工艺，例如，申请号为200810219451.9的中国专利公开了一种从钴白合金中回收有价金属的方法，将白合金细磨后，用氯气+硫酸体系浸出，钴、铜、铁浸出率达到99.5％以上。申请号为201410179598.5的中国专利还公开了一种白合金连续氯化浸出方法，以氯气为氧化剂，在浓度60-80g/L盐酸溶液中浸出，浸出时间8h，钴、铜的浸出率达到99％以上。但是，氯气是剧毒气体，危险性高，腐蚀性强，对设备材质要求高。

(二)镍钴催化剂废料

目前，从镍(钴)废催化剂中回收镍、钴等金属的方法，主要是碱焙烧(或空白焙烧)-水浸(碱浸)法或者酸、碱两步浸出法，将废催化剂中金属元素转化为可溶性盐进入溶液，然后再进一步净化分离。

申请号为201110147614.9的中国专利公开了一种涉及含镍催化剂回收利用方法，该方法将含镍废催化剂在300℃-600℃温度下煅烧2-3小时，去除催化剂残留的有机物，然后将其粉碎，采用浓度1.5-4.5mol/L的硝酸二级浸出，以硝酸镍溶液形式回收镍。