[发明专利]一种钴冶炼过程硫化渣资源化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是一种钴冶炼过程硫化渣资源化处理方法。

背景技术

钴镍属于重要的有色金属，在国防、合金、化工、电子和电池等领域应用广泛，特别是镍钴锰三元锂电池的发展，钴镍消耗量与日俱增。但我国钴镍资源十分缺乏，主要依靠进口，而钴镍富矿已日益枯竭，因此钴镍二次资源的综合利用就显得十分重要。目前，在钴湿法冶金过程中，经P507萃取分离镍钴后，镍主要存在于萃余液中，为富集萃液中低浓度的镍和钴，大多数工厂主要是通过添加硫化钠将其中的钴镍沉淀富集起来。渣中含钴1.5-2.9wt%，镍19.1-23.2wt%，水分50.0-60.0wt%，微量的钠、镁和一定量油分，难以被现行工艺直接回收。

目前，硫化渣中同时回收钴和镍的方法鲜有报道。《化学世界》1992年第8期名为 “氯气氧化硫化钴渣浸取钴镍”的论文报道了采用氯气作为氧化剂氧化硫化钴渣，浸出过程控制温度为50-60℃，加入碳酸钠控制料浆pH为3.0-3.5，反应2.5h，钴镍浸出率达93.31%，相对于传统工艺处理硫化渣，该方法是一种全湿法过程，具有能耗低、流程短、镍钴回收率较高等优点，但存在设备投资高、对人员素质要求高等缺点。CN102230086A名为“一种从硫化渣同时浸出钴镍工艺”专利中公布了一种从锰矿浸出工艺除重金属硫化渣中同时浸出钴、镍的方法，采用硝酸和硫酸混酸体系作为浸出剂，在液固比为2∶1～7∶1；在45～100℃温度下搅拌反应20～120分钟；钴、镍的浸出率超过90%。该工艺也是全湿法工艺，具有能耗低、浸出时间短、镍钴浸出率高等，但采用硝酸和硫酸混酸浸出体系增加设备投资的同时还给后续提取钴镍带来了困难。

发明内容

本发明的最主要目的在于提供了一种钴冶炼过程硫化渣资源化处理方法，具有产品纯度高、工艺简单和成本低廉的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种钴冶炼过程硫化渣资源化处理方法，包括以下步骤：

（1）按照液固比3:1-6:1将硫化渣与水混合调浆，调浆过程加入加入硫酸，控制pH在5.0-6.0，温度为20-50℃；混合浆液经超声波洗涤1-2h，固液分离得到洗涤液和净化渣；

（2）将步骤（1）所得净化渣投入反应槽，加入双氧水和硫酸溶液进行加热搅拌浸出，反应温度为30-60℃，反应2-3h，固液分离得到浸出液和浸出渣。

进一步地，所述步骤（1）中，超声波工作频率为20-45KHz，超声波功率为400-600W。

进一步地，所述步骤（1）中，所得洗涤液送往废水车间进行软化和中和。

进一步地，所述步骤（2）中，双氧水的用量为硫化渣质量的0.7-1.0倍浓度为35%的双氧水；硫酸溶液为1-2.5mol/L；液固比为2：1-5：1。

进一步地，所述泥炭的pH 4.76，全氮、全磷、全钾含量分别为 0.88%、0.00%、0.46%。

本发明是针对传统方法的缺点如设备投资大、对生产人员素质要求高、后续提取镍钴工序难度较大作出的，综合分析传统方法产生的原因为： 采用氯气或硝酸作为氧化剂都会对生成设备造成一定程度的腐蚀，而且生产过程有氯气或二氧化氮逸出的可能，对人员有伤害，另外现行的钴镍提取工艺中对溶液中氯离子和硝酸根离子会有要求，要配套相应设备除杂。

本发明的技术原理在于：通过利用超声波空化效应分离P507萃余液沉淀所得硫化渣表面附着的油分，同时洗涤除去硫化渣中微量的钠和镁；然后通过添加双氧水作为氧化剂，浸出完成后过滤所得浸出液即为硫酸钴和硫酸镍的混合溶液，可以进一步用公知的方法分离钴、镍得到硫酸镍和硫酸钴产品，也可以直接用于制备钴镍材料的前躯体。

本发明钴冶炼过程硫化渣资源化处理方法具有如下有益的技术效果：

与其他硫化渣中镍钴浸出的方法相比，本发明采用超声波破乳除油，同时洗去钠镁，有助于硫化渣的浸出和提高了后续产品的纯度。与其他硫化渣中镍钴浸出的方法相比，本发明采用硫酸体系，降低了对设备的要求和优化了工作环境，采用双氧水作为氧化剂，避免了引入杂质阳离子和阴离子，减少了除杂工序。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。

实施例1

本发明公开了一种钴冶炼过程硫化渣资源化处理方法，包括以下步骤：