專利名稱：一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種從銅鈷鐵合中回收有價金屬的方法，特別是一種采用比較簡單的工藝從銅鈷鐵合金中浸出鈷銅的方法。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是電池功能材料、超細(xì)粉體材料和超硬材料的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致相關(guān)有色金屬材料的消費(fèi)量也在快速增長，特別是中國十分缺乏并全球消費(fèi)勢頭迅猛的鈷資源。根據(jù)安泰科不完全統(tǒng)計，目前中國約有26家廠商用鈷精礦(進(jìn)口和國內(nèi)的)來生產(chǎn)各類鈷產(chǎn)品，這些企業(yè)的產(chǎn)能大都在100噸/月(金屬含量)以上，總的年產(chǎn)能為15000噸鈷金屬量。2004年中國精煉鈷產(chǎn)量接近9000噸，幾乎是2003年的2倍，其中金川產(chǎn)量占27％。中國已成為全球第2大鈷生產(chǎn)國，僅列芬蘭之后。這在全球鈷市場中舉足輕重。
根據(jù)1997年美國地質(zhì)局統(tǒng)計，民主剛果有著豐富的鈷資源，其鈷資源的儲量約200萬t，儲量基礎(chǔ)有250萬t?，F(xiàn)在，國內(nèi)一些相關(guān)企業(yè)紛紛從民主剛果和贊比亞等國家進(jìn)口鈷礦，國后進(jìn)行的鈷產(chǎn)品深度加工。但民主剛果政府將出臺限制該國鈷礦的出口，而鼓勵將鈷礦加工成鈷產(chǎn)品后再出售給國外的政策。如民主剛果的潘達(dá)熔煉廠用電爐將富鈷氧化精礦熔煉成銅-鈷-鐵合金(含鈷40％以上叫鈷白合金)送比利時回收鈷；這一政策的出臺，將會對中國的相當(dāng)多企業(yè)的造成被動的局面。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述政策，以自主研究開發(fā)的處理銅鈷鐵合金新技術(shù)為核心，建成一套具有良好經(jīng)濟(jì)效益的鈷、銅等金屬綜合回收生產(chǎn)線，以促進(jìn)銅鈷鐵白合金的綜合回收，并進(jìn)而以電池材料和超細(xì)、納米粉體材料以及有色金屬功能材料為發(fā)展方向，在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)各種高附加值材料。
由于銅鈷鐵合金含銅較高，具有一定的延展性，用一般的破碎設(shè)備難以破碎，而含有一定硅酸鹽的銅鈷鐵合金又在一般條件下難以溶于常用的無機(jī)酸。因此本發(fā)明采用合金熔融后霧化的方式將合金細(xì)化到80-300目細(xì)，然后在助熔劑、造渣劑存在的情況下使合金發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，形成易溶于常用無機(jī)酸的合金，從而實(shí)現(xiàn)鈷鐵銅的分離。
本發(fā)明的目的旨在提供一種工藝簡單易行，鈷、鐵、銅的浸出率高，有利銅鈷鐵白合金綜合回收，適宜工業(yè)化生產(chǎn)一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的工藝方法。
本發(fā)明的目的是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的將鈷銅鐵合金在1300-1550℃熔化，利用高壓氣體或高壓水霧化成合金粉末，將霧化所得合金粉末與助熔劑混合后進(jìn)行熱處理，使銅鈷鐵合金發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，再經(jīng)破碎后，鈷鐵合金用無機(jī)酸溶解而實(shí)現(xiàn)鈷鐵與銅分離；或是將霧化的合金粉末在加氧化劑的情況下，直接用無機(jī)酸溶解，再將銅鈷鐵分離。
利用高壓氣體或高壓水霧化成80-300目細(xì)的合金粉末。霧化成150-200目細(xì)的合金粉末為較佳選擇。
將銅鈷鐵合金在1300-1550℃熔化后，加入造渣劑，去渣后，再利用高壓氣體或高壓水霧化成合金粉末，有利于后續(xù)產(chǎn)品純化。
所述的造渣劑選自碳酸鈉、硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、碳酸鈣、氧化鈣中的一種或幾種。
所述的助熔劑選自碳酸鈉、硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、碳酸鈣中的一種或幾種。
將霧化所得合金粉末與助熔劑混合后進(jìn)行熱處理后，將生成銅和鈷鐵合金破碎至200-400目。破碎設(shè)備為顎式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、臥式破碎機(jī)、球磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)中的一種或幾種。
所述的熱處理的溫度大于750℃，小于1000℃。熱處理過程中保溫時間為2-8小時，其升溫和冷卻采用50-200℃/小時。
所述無機(jī)酸為稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸中的一種或幾種，體積濃度小于50％，大于1％。
所述的氧化劑為雙氧水、氯酸鈉、過硫酸鈉、高錳酸鉀、氯氣或氧氣。
本發(fā)明可以將銅鈷鐵合金(含鈷20-50％，鐵10-50％，銅5-30％)通過中頻感應(yīng)爐或礦熱爐或電弧爐經(jīng)20-40分鐘左右加熱，使合金在熔化，利用高壓水霧化成100目以細(xì)的合金粉末，達(dá)到較佳的霧化效果。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
實(shí)施例1取銅鈷鐵合金50公斤，利用中頻感應(yīng)爐經(jīng)30分鐘左右，在1400℃熔化，加入適量的造渣劑(1公斤碳酸鈉和1公斤硫酸鈉)，將渣清掉后，用高壓水將合金霧化成200目的合金粉(編號PMO-01)，取PMO-01合金粉1公斤，加入100克碳酸鈉和100克硫酸鈉，以50℃/小時升溫至850℃后，在此溫度下保溫3小時，以50℃/小時冷卻至100℃以下，破碎到200目(編號PMO-02)，以取PMO-02粉30克，加水200克，加濃硫酸20ml，在50℃下攪拌反應(yīng)8小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為94.3％，鐵的一次浸出率為93.8％，銅基本不浸出。渣中主要成份為金屬銅，鈷的含量小于1％，鐵的含量小于3％。
實(shí)驗(yàn)例2取PMO-01合金粉30克加水200克，加濃硫酸20ml，加氯酸鈉5克，50℃下攪拌反應(yīng)8小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為94.3％，鐵的一次浸出率為93.8％，銅的浸出率為92％。渣中主要成份為無機(jī)不溶物，鈷的含量小于1％，鐵的含量小于3％，銅的含量小于5％。
實(shí)驗(yàn)例3取PMO-01合金粉30克加水200克，加濃鹽酸40ml，加氯酸鈉5克，50℃下攪拌反應(yīng)8小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為92.7％，鐵的一次浸出率為93.5％，銅的浸出率為92％。渣中主要成份為無機(jī)不溶物，鈷的含量小于1％，鐵的含量小于3％，銅的含量小于5％實(shí)驗(yàn)例4取PMO-01合金粉30克加水200克，加濃鹽酸40ml，加雙氧水50ml，50℃下攪拌反應(yīng)8小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為95.8％，鐵的一次浸出率為96.7％，銅的浸出率為94.5％。渣中主要成份為無機(jī)不溶物，鈷的含量小于1％，鐵的含量小于2％，銅的含量小于3％。
實(shí)施例5取銅鈷鐵合金50公斤，利用中頻感應(yīng)爐經(jīng)30分鐘左右，在1350℃熔化，加入適量的造渣劑(1公斤碳酸鈉)，將渣清掉后，用高壓水將合金霧化成200目的合金粉(編號PMO-03)，取PMO-03合金粉1公斤，加入100克碳酸鈉和100克碳酸鈣，以100℃/小時升溫至750℃后，在此溫度下保溫7小時，以100℃/小時冷卻至100℃以下，破碎到200目(編號PMO-04)，以取PMO-04粉30克，加水200克，加濃硫酸30ml，在50℃下攪拌反應(yīng)8小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為95.3％，鐵的一次浸出率為94.8％，銅基本不浸出。渣中主要成份為金屬銅，鈷的含量小于1％，鐵的含量小于3％。
實(shí)施例6取銅鈷鐵合金50公斤，利用中頻感應(yīng)爐經(jīng)35分鐘左右，在1550℃熔化，加入適量的造渣劑(1公斤碳酸鈉和1公斤碳酸鈣)，將渣清掉后，用高壓水將合金霧化成280目的合金粉(編號PMO-05)，取PMO-05合金粉1公斤，加入200克碳酸鈉，以200℃/小時升溫至900℃后，在此溫度下保溫3小時，以100℃/小時冷卻至100℃以下，破碎到300目(編號PMO-06)，以取PMO-06粉30克，加水200克，加濃硫酸30ml，在80℃下攪拌反應(yīng)8小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為96.5％，鐵的一次浸出率為95.8％，銅基本不浸出。渣中主要成份為金屬銅，鈷的含量小于1％，鐵的含量小于3％。
實(shí)驗(yàn)例7取PMO-05合金粉30克加水200克，加濃鹽酸20ml，濃硫酸25ml，加雙氧水60ml，60℃下攪拌反應(yīng)8小時，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為96.8％，鐵的一次浸出率為95.7％，銅的浸出率為92.5％。渣中主要成份為無機(jī)不溶物，鈷的含量小于1％，鐵的含量小于2％，銅的含量小于3％。
權(quán)利要求
1.一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于將銅鈷鐵合金在1300-1550℃熔化，利用高壓氣體或高壓水霧化成合金粉末，將霧化所得合金粉末與助溶劑混合后進(jìn)行熱處理，再破碎后，合金中鈷鐵可直接用無機(jī)酸溶解而與銅分離；或是將霧化的合金粉末在加氧化劑的情況下，直接用無機(jī)酸溶解，再將銅鈷鐵分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于將銅鈷鐵合金在1300-1550℃熔化，利用高壓氣體或高壓水霧化成80-300目細(xì)的合金粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于將鈷銅鐵合金在1300-1550℃熔化后，加入造渣劑，去渣后，利用高壓氣體或高壓水霧化成合金粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于所述的造渣劑選自碳酸鈉、硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、碳酸鈣、氧化鈣中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于所述的助熔劑選自碳酸鈉、硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、氧化鈣中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于將霧化所得合金粉末與助溶劑混合后進(jìn)行熱處理，破碎至200-400目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于所述的熱處理的溫度大于750℃，小于1000℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的所述的一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于熱處理過程中保溫時間為2-8小時，其升溫和冷卻采用50-200℃/小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從銅鈷鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于無機(jī)酸為稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸中的一種或幾種，體積濃度小于50％，大于1％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鈷銅鐵合金中浸出有價金屬的方法，其特征在于所述的氧化劑為雙氧水、氯酸鈉、過硫酸鈉、高錳酸鉀、氯氣或氧氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從銅鈷鐵合金粒中浸出有價金屬特別是鈷銅的方法。將銅鈷鐵合金在1300－1550℃熔化，利用高壓氣體或高壓水霧化成合金粉末，再將合金粉末與助熔劑混合后進(jìn)行熱處理，再破碎后，合金中的鈷鐵可直接用無機(jī)酸溶解而銅留在渣中；或是將霧化的合金粉末在加氧化劑的情況下，直接用無機(jī)酸溶解，再將銅鈷鐵分離。本發(fā)明工藝簡單易行，鈷、鐵、銅的浸出率高，有利銅鈷鐵白合金綜合回收，是適宜工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法。
文檔編號B22F9/08GK1912152SQ20061003205
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者胡國榮, 彭忠東, 高繼文 申請人:湖南瑞翔新材料有限公司