一種高鐵合金處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鐵合金處理工藝，包括：（1）選擇溶鐵。高鐵合金粉與銅電積系統(tǒng)返回的電積后液按照液固比5:1—30:1反應(yīng)，使得電積后液中的Cu2+與合金中的Fe發(fā)生反應(yīng)，使合金粉中大部分的Fe以Fe2+形式進(jìn)入溶液，而溶液中的Cu2+則轉(zhuǎn)化為單質(zhì)Cu粉。（2）氧化選擇浸出銅、鈷和鎳。經(jīng)過溶鐵反應(yīng)獲得的溶液、銅粉及合金粉，補(bǔ)充配入一定量的硫酸調(diào)整溶液酸濃度至0.5-4mol/L，同時加入添加劑，共同輸送至浸出反應(yīng)釜中進(jìn)行氧化浸出，添加劑用量為5—15g/L，可以是銨鹽、錳鹽、氯化物類的鹽類。（3）銅的電解沉積和電解脫銅。氧化選浸獲得不含F(xiàn)e的銅、鈷等硫酸鹽溶液直接進(jìn)入銅電積系統(tǒng)進(jìn)行電積，獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅。（4）脫銅后液提鈷。
【專利說明】一種高鐵合金處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種高鐵合金處理新工藝，用于處理高鐵銅鈷合金。
【背景技術(shù)】
[0002]高鐵合金是一種經(jīng)過火法熔煉得到的含鐵不小于3%的，還含有銅、鎳、鈷等其中一種或一種以上的有價金屬的合金或金屬化合物。處理此種原料的目的在于將其中有價金屬分離提純，獲得相應(yīng)的金屬或鹽類產(chǎn)品。
[0003]高鐵合金濕法處理的關(guān)鍵問題是在金屬分離提純的過程中除去雜質(zhì)金屬Fe?，F(xiàn)有的工藝流程為先將合金破碎獲得較細(xì)合金粉，在酸性介質(zhì)溶液中浸出，使合金中全部可溶金屬成分以離子形態(tài)進(jìn)入溶液，特別是雜質(zhì)鐵也全部進(jìn)入浸出液。之后浸出液進(jìn)入Cu萃取和電解系統(tǒng)，獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅產(chǎn)品。萃Cu余液必須經(jīng)過除Fe后進(jìn)入鈷萃取系統(tǒng)，提純分離后獲得Co鹽、Ni鹽產(chǎn)品。上述傳統(tǒng)處理方法的缺點(diǎn)在于，一是對合金中硫化銅成分不能完全浸出，銅的直收率低；二是由于合金中的Fe以離子形態(tài)進(jìn)入溶液，增大銅萃取劑的消耗量；三是在電解液中富集，降低銅電積電流效率；四是從萃余液中除鐵需要消耗大量的堿和氧化劑以及能源，除鐵成本很高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種高鐵合金處理新工藝，用于處理高鐵銅鈷合金。
[0005]上述目的是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高鐵合金處理工藝，其特征在于，所述處理工藝包括包括以下步驟:
(1)選擇溶鐵、鎳和鈷:高鐵合金粉與銅電積系統(tǒng)返回的電積后液按照液固比5:1—30:1反應(yīng)，使得電積后液中的Cu2+與合金中的Fe發(fā)生反應(yīng)，使合金粉中大部分的Fe以Fe2+形式進(jìn)入溶液，而溶液中的Cu2+則轉(zhuǎn)化為單質(zhì)Cu粉；
(2)氧化選擇浸出銅、鈷和鎳:向步驟(1)獲得的溶液、銅粉及合金粉中加入硫酸調(diào)整溶液酸濃度至0.5-4mol/L,同時加入銨鹽或錳鹽或氯化物類的鹽類作為添加劑，共同輸送至浸出反應(yīng)釜中進(jìn)行氧化浸出，添加劑用量為5 — 15g/L;通過氧化選擇浸出使合金中的Cu、Co、Ni有價金屬以離子型態(tài)進(jìn)入溶液,而Fe則以針鐵礦或水合氧化鐵的鐵洛形式沉淀；
(3)銅的電解沉積和電解脫銅:步驟(2)中氧化選浸獲得的硫酸鹽溶液直接進(jìn)入銅電積系統(tǒng)進(jìn)行電積，獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅；電積后液循環(huán)返回置換沉銅工序，以利用硫酸和富集鎳鈷；電解液中的鈷富集到一定的濃度后，按平衡量開路部分含鈷電解后液，在獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行深度電解脫銅；
(4)脫銅后液提鈷:電解脫銅后的硫酸鈷溶液，脫除硫酸后進(jìn)入Co萃取系統(tǒng)，獲得純凈的鈷鹽溶液，以生產(chǎn)鈷鹽產(chǎn)品、深加工制得氧化鈷產(chǎn)品或電積獲得電積鈷。
[0006]本發(fā)明的有益效果:I)選擇溶鐵過程，使合金物料中的Fe不消耗酸即以離子形態(tài)進(jìn)入溶液，降低了生產(chǎn)過程中酸的使用量。2)在氧化選擇浸出過程中，可以使物料中的98%以上的Cu、全部的Co、Ni浸出，同時產(chǎn)出純凈針鐵礦或水合氧化鐵渣，這部分鐵渣可以直接外賣。3)通過本工藝的實(shí)施，以較少的工序環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)合金物料中有價金屬最大程度的浸出，同時將雜質(zhì)金屬鐵以沉淀形式脫除，極大的降低輔料消耗，減少工序環(huán)節(jié)，較傳統(tǒng)工藝相比明顯提高經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]參見圖1，本發(fā)明的高鐵合金處理新工藝包括以下步驟:(1)選擇溶鐵。高鐵合金粉與銅電積系統(tǒng)返回的電積后液按照液固比5:1— 30:1反應(yīng)，使得電積后液中的Cu2+與合金中的Fe發(fā)生反應(yīng)，使合金粉中大部分的Fe以Fe2+形式進(jìn)入溶液，而溶液中的Cu2+則轉(zhuǎn)化為單質(zhì)Cu粉。(2)氧化選擇浸出銅、鈷和鎳。經(jīng)過溶鐵反應(yīng)獲得的溶液、銅粉及合金粉，補(bǔ)充配入一定量的硫酸調(diào)整溶液酸濃度至0.5-4mol/L,同時加入添加劑,共同輸送至浸出反應(yīng)釜中進(jìn)行氧化浸出，添加劑用量為5 — 15g/L，可以是銨鹽、錳鹽、氯化物類的鹽類，其目的在于增加溶液中金屬離子的電子傳遞速率，加快Fe的沉淀速度，提高反應(yīng)效率。通過氧化選擇浸出使合金中的Cu、Co、Ni等有價金屬以離子型態(tài)進(jìn)入溶液，而Fe則以針鐵礦或水合氧化鐵的鐵洛形式沉淀。較純凈氧化鐵洛直接外售。氧化選擇浸出包括空氣或氧氣常壓氧化浸出和空氣或氧氣加壓氧化浸出，等其它氧化劑的常壓或加壓氧化浸出。(3)銅的電解沉積和電解脫銅。氧化選浸獲得不含F(xiàn)e的銅、鈷等硫酸鹽溶液直接進(jìn)入銅電積系統(tǒng)進(jìn)行電積，獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅。大部分電積后液循環(huán)返回置換沉銅工序，以利用硫酸和富集鎳鈷。電解液中的鈷富集到一定的濃度后，按平衡量開路部分含鈷電解后液，在獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行深度電解脫銅。電解沉積和電解脫銅工藝設(shè)備是常規(guī)的電解槽或其它的不限形式的電解槽形式，如旋流電解槽等。其本質(zhì)上是銅的電解過程。(4)脫銅后液提鈷。電解脫銅后的硫酸鈷溶液，脫除硫酸后進(jìn)入Co萃取系統(tǒng)，獲得純凈的鈷鹽溶液，以生產(chǎn)鈷鹽產(chǎn)品、深加工制得氧化鈷產(chǎn)品或電積獲得電積鈷。鈷萃取系統(tǒng)的萃余液中的Ni也得到提純并回收。
[0009]實(shí)施例1
質(zhì)量百分比成分為Cu 67.87%，Co 5.71%，F(xiàn)e 23.46%的合金粉，按照液固比30:1置于電積后液中進(jìn)行溶鐵反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫_60°C，反應(yīng)完成獲得的銅粉及合金和溶液一并進(jìn)入浸出釜中進(jìn)行氧化浸出，溶液加入硫酸至酸濃度為0.5mol/l，操作溫度為370K，反應(yīng)壓力為0.6MPa，反應(yīng)時間3小時，添加劑加入量為5g/L，獲得的鐵渣過濾烘干后成分為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù) %) Cu 0.l,Co 0.08，F(xiàn)e50.7。浸出液成分(克 / 升)Cu 44.83，Co 3.77，F(xiàn)e 0.04，銅的浸出率達(dá)到99%以上，鈷的浸出率達(dá)到99.3%以上。
[0010]含F(xiàn)e0.04g/L的銅、鈷和鎳的硫酸鹽溶液，經(jīng)電解沉積獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅。大部分電解后液返回選擇浸出工序，以利用硫酸和富集鈷和鎳。電解液中的鈷富集到30g/L后，按平衡量開路的部分含鈷電解后液，在獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行深度電解脫銅到含銅低于0.5g/L。
[0011]電解脫銅后的硫酸鈷溶液，脫除硫酸后進(jìn)入Co萃取系統(tǒng)，獲得純凈的鈷鹽溶液，以生產(chǎn)鈷鹽產(chǎn)品，鈷萃取系統(tǒng)的萃余液中的Ni也得到提純并回收。[0012]實(shí)施例2
質(zhì)量百分比成分為Cu 18%, Co 12%, Fe 65%的高鐵銅鈷合金粉，按照液固比5:1置于電積后液中進(jìn)行溶鐵反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫_60°C，反應(yīng)完成獲得的合金及溶液一并進(jìn)入加壓浸出工序，溶液加入硫酸至酸濃度為4mol/l，操作溫度為410K，反應(yīng)壓力為0.7MPa，反應(yīng)時間3小時，添加劑加入量為15g/L，獲得的鐵渣過濾烘干后成分為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)％)Cu 0.08，Co 0.05，F(xiàn)e55.6。浸出液成分(克/升)Cu 44.83，Co 3.77，F(xiàn)e 0.04，銅的浸出率達(dá)到99%以上，鈷的浸出率達(dá)到99.3%以上。
[0013]含F(xiàn)e0.05g/L銅、鈷和鎳的硫酸鹽溶液，經(jīng)電解沉積獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅。大部分電解后液返回選擇浸出工序，以利用硫酸和富集鈷和鎳。電解液中的鈷富集到30g/L后，按平衡量開路的部分含鈷電解后液，在獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行深度電解脫銅到含銅低于0.5g/L。
[0014]電解脫銅后的硫酸鈷溶液，脫除硫酸后進(jìn)入Co萃取系統(tǒng)，獲得純凈的鈷鹽溶液，以生產(chǎn)鈷鹽產(chǎn)品，鈷萃取系統(tǒng)的萃余液中的Ni也得到提純并回收。
【權(quán)利要求】
1.一種高鐵合金處理工藝，其特征在于，所述處理工藝包括包括以下步驟: (1)選擇溶鐵、鎳和鈷:高鐵合金粉與銅電積系統(tǒng)返回的電積后液按照液固比5:1—30:1反應(yīng)，使得電積后液中的Cu2+與合金中的Fe發(fā)生反應(yīng)，使合金粉中大部分的Fe以Fe2+形式進(jìn)入溶液，而溶液中的Cu2+則轉(zhuǎn)化為單質(zhì)Cu粉； (2)氧化選擇浸出銅、鈷和鎳:向步驟(1)獲得的溶液、銅粉及合金粉中加入硫酸，調(diào)整溶液酸濃度至0.5-4mol/L,同時加入銨鹽或錳鹽或氯化物類的鹽類作為添加劑，共同輸送至浸出反應(yīng)釜中進(jìn)行氧化浸出，添加劑用量為5 — 15g/L，反應(yīng)溫度370K-410K，反應(yīng)時間3h，反應(yīng)壓力0.6KPa-0.70KPa ;通過氧化選擇浸出使合金中的Cu、Co、Ni有價金屬以離子型態(tài)進(jìn)入溶液，而Fe則以針鐵礦或水合氧化鐵的鐵洛形式沉淀； (3)銅的電解沉積和電解脫銅:步驟(2)中氧化選浸獲得的硫酸鹽溶液直接進(jìn)入銅電積系統(tǒng)進(jìn)行電積，獲得標(biāo)準(zhǔn)陰極銅；電積后液循環(huán)返回置換沉銅工序，以利用硫酸和富集鎳鈷；電解液中的鈷富集到一定的濃度后，按平衡量開路部分含鈷電解后液，在獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行深度電解脫銅； (4)脫銅后液提鈷:電解脫銅后的硫酸鈷溶液，脫除硫酸后進(jìn)入Co萃取系統(tǒng)，獲得純凈的鈷鹽溶液，以生產(chǎn) 鈷鹽產(chǎn)品、深加工制得氧化鈷產(chǎn)品或電積獲得電積鈷。
【文檔編號】C25C1/10GK104017989SQ201410264493
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】藺國盛, 劉淑媛, 鄭澤翰 申請人:天津市茂聯(lián)科技有限公司