一種鈷銅合金水淬渣的處理方法
【專利說明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種鈷銅廢料的處理方法，具體涉及一種鈷銅合金水淬渣處理回收鈷銅的新方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】
鈷銅合金是生產(chǎn)金屬鈷和各種鈷產(chǎn)品的重要原料，俗稱鈷白合金或鈷紅合金或鈷AB合金，主要產(chǎn)自非洲。鈷銅合金通過電爐還原熔煉氧化銅鈷精礦及含鈷的銅爐渣制得，一般含鈷:10%-40%，銅:10%-50%，鐵:5%-50%，鎳:0.1%_5%，錳:0.1%_5%。這種合金原料處理難度較大，主要問題是鈷、銅的收率低、成本高、工藝流程長。目前處理鈷銅合金水淬渣的方法主要有:
1、電溶法:將水淬渣經(jīng)過熔煉成鈷銅合金板，在電解槽中以鈷銅合金原料為陽極，在硫酸或鹽酸體系中通過電解使鈷、銅從陽極上溶解進(jìn)入溶液，錳、鐵、鎳也一同溶解進(jìn)入溶液。該方法電流效率較低、電耗較高，鈷的回收率較低。同時(shí)熔煉過程需要消耗大量的能源且產(chǎn)生有害煙塵。
[0003]2、硫化浸出法:將鈷銅合金原料在1300°C -1400°C溫度下加硫或硫化物(如硫鐵礦)硫化，氧化吹煉除鐵后，得到Co-Cu冰锍經(jīng)高壓浸出得到含鈷、銅的溶液。該方法產(chǎn)能大、工藝流程長、能耗高，鈷、銅的總收率較低。
[0004]3、高溫高壓浸出法:用硫酸或鹽酸通過一段常壓浸出和一段高溫高壓浸出，使鈷銅合金中的鈷、銅浸出進(jìn)入溶液。該方法工藝流程長、設(shè)備復(fù)雜，必須解決高溫、高壓條件下設(shè)備的防腐問題，同時(shí)也存在能耗高的問題。
[0005]4、氯氣浸出法:該方法是在密閉的反應(yīng)器中進(jìn)行，將鈷銅合金和鹽酸加入反應(yīng)器后，通入氯氣進(jìn)行氧化溶解。該方法鈷、銅、鐵的浸出率較高，但設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備防腐和環(huán)保要求高。
[0006]5、直接酸浸法:用硫酸、鹽酸或硝酸或其中的二種組成混合酸進(jìn)行浸出。該方法在常壓下，反應(yīng)速度慢，浸出過程效率不高，而且工藝流程長，生產(chǎn)成本高。
[0007]此外，上述各種方法，由于大量的鐵也同時(shí)浸出進(jìn)入浸出液，后序的除鐵過程將導(dǎo)致鈷、銅的損失，直接影響鈷、銅的回收率。
[0008]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
針對以上技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鈷銅合金水淬渣的處理方法，本發(fā)明鈷、銅的收率高，成本低，工藝流程短。
[0009]其技術(shù)方案如下:一種鈷銅合金水淬渣的處理方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
1)與碳顆粒混合。將鈷銅合金水淬渣與粒度為0.5-5 Cm的導(dǎo)電碳顆?；旌?，并使得混合后的物料空隙率小于10% ；
2)隔膜電化學(xué)溶解。將與碳顆粒混合后的物料放入鈦籃中，然后鈦籃外面套上隔膜袋做為陽極放入電解槽內(nèi)，電解槽內(nèi)倒入鹽酸與硫酸的混合溶液，陰極為鈦板或銅板，然后開始電化學(xué)溶解； 3)磷酸鹽沉淀制備磷酸鐵。將電化學(xué)溶解液加入磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽得到磷酸鐵；
4)萃取分離銅鈷。將沉淀鐵后的溶液進(jìn)入銅萃取線萃取銅，再采用1.5-3.0 mol/L硫酸作為反萃劑反萃得到硫酸銅溶液，萃余液為含鈷溶液。
[0010]所述步驟2中鹽酸的濃度為0.1-0.5 mol/L，硫酸的濃度為l_2mol/L，槽電壓為0.1-0.5V,電流密度為 150-500A/m2。
[0011]所述步驟3中磷酸鹽沉淀的過程pH為1.0-1.8，磷酸鹽與鐵離子的摩爾比為1: 0.8-0.95，磷酸鹽沉淀的溫度為40-65 V，磷酸鹽沉淀的時(shí)間為1_3 h，磷酸鹽沉淀攪拌轉(zhuǎn)速為 100-500 r/min。
[0012]所述步驟4中銅萃取線中的銅萃取劑為CP-150、M5640、Lix984、N902中的至少一種。
[0013]所述萃取銅萃取級數(shù)為3-6級，反萃級數(shù)為2-4級，沉淀鐵后的溶液與銅萃取劑的體積比為1:2-5,反萃劑與銅萃取劑的體積比為1:5-10。
[0014]本發(fā)明的原理是，由于鈷銅合金水淬渣主要為鈷、銅、鐵的合金顆粒，將其與導(dǎo)電碳顆?；旌?，可大大提高鈷銅合金水淬渣的導(dǎo)電性，然后采用隔膜電化學(xué)溶解，將鈷銅單質(zhì)轉(zhuǎn)變成二價(jià)鈷銅離子進(jìn)入溶液中，電解槽內(nèi)倒入鹽酸與硫酸的混合溶液，可防止陽極鈍化，同時(shí)防止鐵離子在陰陽極之間二價(jià)鐵與三價(jià)鐵的轉(zhuǎn)換，提高電流效率，然后再加入磷酸鹽即可以得到磷酸鐵沉淀，又可以將鐵與鈷銅分離，再進(jìn)入銅萃取線，由于銅萃取能選擇性萃取銅，可有效的分離銅與鈷。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:一方面，將鈷銅合金水淬渣與碳顆?；旌弦约案裟る娀瘜W(xué)溶解，可提高電流效率，降低成本；采用磷酸鹽沉淀得到磷酸鐵，即可以得到磷酸鐵沉淀，又可以將鐵與鈷銅分離，工藝流程短。另一方面，采用銅萃取劑分離銅鈷，成本低。
[0016]具體實(shí)施方法:
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的方法做進(jìn)一步說明，但不是對本發(fā)明的限定。
[0017]實(shí)施例1
1)與碳顆?；旌?。將鈷銅合金水淬洛1000g與粒度為1.5 Cm的導(dǎo)電碳顆粒500 g混合，并使得混合后的物料空隙率為8% ；
2)隔膜電化學(xué)溶解。將與碳顆?；旌虾蟮奈锪?500g放入鈦籃中，然后鈦籃外面套上隔膜袋做為陽極放入電解槽內(nèi)，電解槽內(nèi)倒入鹽酸與硫酸的混合溶液2000 mL,陰極為鈦板或銅板，然后開始電化學(xué)溶解，鹽酸的濃度為0.3 mol/L，硫酸的濃度為1.2 mol/L，槽電壓為0.23 V，電流密度為300 A/m2。
[0018]3)磷酸鹽沉淀制備磷酸鐵。將電化學(xué)溶解液加入磷酸鈉得到磷酸鐵，磷酸鹽沉淀的過程PH為1.2，磷酸鈉與鐵離子的摩爾比為1:0.89，磷酸鈉沉淀的溫度為55 °C，磷酸鈉沉淀的時(shí)間為1.8 h,磷酸鈉沉淀攪拌轉(zhuǎn)速為300 r/min。
[0019]4)萃取分離銅鈷。將沉淀鐵后的溶液進(jìn)入銅萃取線萃取銅，再采用2.5 mol/L硫酸作為反萃劑反萃得到硫酸銅溶液，萃余液為含鈷溶液。銅萃取線中的銅萃取劑為CP-150。萃取銅萃取級數(shù)為5級,反萃級數(shù)為2級,沉淀鐵后的溶液與銅萃取劑的體積比為1:3.5反萃劑與銅萃取劑的體積比為1:7。
[0020]最終銅鈷的回收率分別為99.1%和99.3%，得到的磷酸鐵滿足磷酸鐵的指標(biāo)，鐵的回收率為98.7%。
[0021]實(shí)施例2
1)與碳顆?；旌?。將鈷銅合金水淬洛1000g與粒度為4 Cm的導(dǎo)電碳顆粒600 g混合，并使得混合后的物料空隙率為6% ；
2)隔膜電化學(xué)溶解。將與碳顆?；旌虾蟮奈锪?600g放入鈦籃中，然后鈦籃外面套上隔膜袋做為陽極放入電解槽內(nèi)，電解槽內(nèi)倒入鹽酸與硫酸的混合溶