[发明专利]一种含镍/钴的多金属合金废料的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金化工技术领域，尤其涉及一种多金属合金废料的处理方法。

背景技术

镍(钴)是具有铁磁性的战略金属，大量地以合金形式用于生产不锈钢、高温合金、磁性材料及催化剂等，应用于石油化工、航天、军工、电子等领域。随着现代工业对镍、钴需求的不断提高，而镍、钴矿产资源日渐贫乏，石化工业、航天、军工、电子行业产生的废旧催化剂、高温合金等合金废料成为镍钴金属不可多得的重要二次资源，而且此类合金中除了镍、钴金属外，还含有钨、钼、铼、钒等难熔稀散金属，因此，其综合回收利用具有重要的战略意义。

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。如申请号为201110147614.9的中国发明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温度300℃-600℃下煅烧，时间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。申请号为201310204476.2的中国发明专利公开了一种废催化剂金属综合回收的方法，先对废催化剂进行稀硫酸预浸磨细，预浸渣采用浓硫酸熟化，熟化料水浸或稀酸预浸液浸出提矾，提矾后渣酸加入合适量的二氧化硅和铁粉进行火法熔炼，得到富含镍、钴、钼的锍相和含铝、硅的渣相，两相分离后，锍相采用加压酸浸出回收其中的镍、钴、钼，预浸矾回收率大于85％，镍、钴、钼入锍率分别达到90％-94％、9％-95％、79％-82％。申请号为201510012009.9的中国发明专利公开了一种多金属合金的处理方法，即将合金先在硫酸体系中富氧加压浸出，其中的镍和钴溶出进入溶液，固液分离后浸出渣采用氢氧化钠碱性加压浸出其中的钨钼钒。上述的处理方法无需合金的熔炼预处理，其最大的不足在于：均未能有效提高合金的酸/碱浸出性能，导致浸出条件较为苛刻，或是需要加压、焙烧，或是需采用极易污染环境的硝酸、盐酸等，致使工艺操作复杂，环境污染严重，经济效益差。

高温合金是又一种重要的镍、钴二次资源，其常用的浸出回收镍钴的方法有电化学溶解、加压酸浸等方法。例如柳松在《无机盐工业》1997年第2期阐述了采用电化学溶解的方法浸出镍基高温合金(Ni70％，Co 5％)中的镍钴，具体以合金为阳极，铜片为阴极采用YJ63直流稳压电源进行了电化学溶解，电解液采用盐酸体系，浓度4mol/L，电流密度1000A/m²，溶解液组成Ni 60g/L，Co 4.3g/L。US2008/0110767Al号美国专利公开了一种高温合金电化学分解处理回收有价金属的方法，高温合金组成范围为Ni 50％-75％，Co、Cr、Al 3％-15％，Ta、Nb、W、Mo、Re、Pt、Hg 1％-10％，具体以高温合金做阳极，15％-25％盐酸溶液或硫酸/盐酸混合溶液为电解液。201210402385.5号中国发明专利公开了一种废旧高温合金物料的镍和钴的浸出方法，先将含有镍、钴的废旧高温合金先在中频炉内熔化，然后喷粉，球磨，并在常压条件下稀酸选择性浸出合金中的镍、钴，获得富含镍、钴的溶液，该发明工艺较简单，镍钴浸出率均大于98％，不过滤渣中Ni、Co含量仍然偏低，据相关论文(行卫东，范兴祥，董海刚等，从废旧高温合金中浸出镍钴的实验研究，中南大学学报(自然科学版)，2014，45(2)：361-366)，浸出渣中镍、钴含量分别为6.77％，0.96％。US2009/0255372Al号美国专利申请公开了一种高温合金废料熔炼-细磨-浸出-磁选分离工艺，首先将合金废料与NaOH和Na₂SO₄等熔剂及氧化剂一起反应熔炼，使Mo、W转化为可溶性的钠盐，而Co、Ni、Cu、Fe、Mn和Cr保持金属状态，物料冷却后，细磨水浸其中的W、Mo、Re溶出进入溶液，固液分离后浸出渣磁选回收其中的Ni、Co，该工艺的熔炼工序并没有通过造渣熔炼，实现Co、Ni、Cu、Fe、Mn、Cr与Mo、V的分离，即高温操作的熔炼工序仅相当于碱焙烧转型工序，使合金中的Mo、V转化为可水浸物料。前述现有方法的不足主要在于：一是，有价金属回收率不理想，磁选难以有效回收获得高纯Ni、Co资源；一是，熔炼所需熔剂价格高，用量大，工艺的经济效益差。

综合以上，尽管目前废旧镍(钴)合金物料处理回收镍钴等有价金属的方法多种多样，但都存在不合理之处，有价金属回收率不理想，或作业条件苛刻，或经济性差，安全环保风险大，因此，本领域急待开发一种工艺简单、综合回收效果好、安全环保的处理工艺。