專利名稱:鈷鎳合金廢料的綜合處理法的制作方法
本發(fā)明屬濕法冶金，特別涉及從鈷鎳合金廢料中提取鈷、鎳等有價(jià)金屬。
鈷鎳合金廢料一般含有Co、Ni、Fe、Cu等有價(jià)金屬。目前，國內(nèi)處理鈷、鎳合金廢料時(shí)，大多是先用火法處理，后用濕法處理，如1、采用低溫氯化焙燒，生成FeCl3與氯化鈷、氯化鎳分離，氯化鈷、氯化鎳送濕法處理;
2、將合金在高溫下鑄成陽極，在硫酸溶液中電溶，再進(jìn)行濕法處理;
3、將合金熔化水淬制粒，在硫酸溶液中進(jìn)行堆浸。但浸出一定時(shí)間后，便被銅包裹使反應(yīng)中止。為了解決這一問題;a、加硝酸溶解去膜;b、采用滾動(dòng)浸取(磨擦)去銅。
采用上述多法的主要缺點(diǎn)是能耗大、勞動(dòng)條件差。
國外在對(duì)含鈷鎳的溶液進(jìn)行萃取時(shí)，一般用有機(jī)磷酸等作為萃取劑，例如美國專利US 3399055、US 4088733、US 4246240中所述的萃取劑均為此類。
用此類萃取劑分離鈷鎳同樣面臨著反萃除鐵的問題，按常規(guī)，反萃除鐵劑一般采用鹽酸，但鹽酸不僅反萃效率低，再皂化時(shí)有機(jī)相出現(xiàn)棕紅色沉淀物，須過濾方可進(jìn)入萃取系統(tǒng)，給工藝帶來困難，而且勞動(dòng)條件差，對(duì)設(shè)備腐蝕較強(qiáng)。據(jù)清華大學(xué)核能技術(shù)研究所1983年6月發(fā)表的《乙基磷酸甲庚酯對(duì)鎳、鈷和其它雜質(zhì)元素的萃取行為》一文所述，采用草酸作為有機(jī)相5709中鐵的反萃劑，在技術(shù)上是先進(jìn)可行的。但草酸作為鐵的反萃劑，其成本是一個(gè)必須解決的難題，草酸如不能再生反復(fù)使用僅一次性使用便廢棄，那么效果再好，也只好望而卻步，所以草酸能否再生反復(fù)使用是其能否工業(yè)實(shí)用的關(guān)鍵。
為了克服上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供了一種鈷鎳合金廢料的全濕法處理新工藝，從而可達(dá)到工藝簡單可靠，成本較低，改善勞動(dòng)條件，各種形體的鈷鎳合金均可直接處理的目的。
本發(fā)明所述的工藝流程如附圖所示。1是鈷鎳合金廢料。2是CuSO4溶液。3是溶浸。
根據(jù)1982年11月葫蘆島鋅廠研究所《國外鈷冶煉》所述，蘇聯(lián)在含Cu 10～20克/升，酸50～60克/升，富氧空氣條件下用硫酸銅置換浸出，可得含Co 5～8克/升、Ni 12～20克/升、Cu 6～12克/升的溶液。但按此條件進(jìn)行浸出，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行30分鐘后，合金被銅包裹，置換反應(yīng)中止。因此，本發(fā)明在該步驟做了改進(jìn)，即，在一定量的水溶液中加入廢鈷鎳合金，通過升溫、鼓風(fēng)或不鼓風(fēng)，定量加入含Cu++的硫酸銅溶液，然后停風(fēng)停汽，靜置反應(yīng)11～18小時(shí)產(chǎn)出含鈷、鎳、銅、鐵的溶液，并產(chǎn)出部分銅粉。在本步驟所述的鼓風(fēng)條件下，合金生成的海綿銅可自行脫離。在本步驟所述的不鼓風(fēng)條件下，合金周圍生成的海綿銅也可以疏松狀態(tài)在合金圍繞，反應(yīng)仍能順利進(jìn)行。
4是溶浸后生成的銅粉。5是溶液。6是除鐵和鋁步驟。由于上述步驟產(chǎn)出的溶液中含銅量很低(可≤0.01克/升)，因此本步驟不必再除銅，僅除鐵和鋁即可。除鐵和鋁采用常規(guī)的黃鈉鐵礬法。
7是萃取系統(tǒng)。8是CoSO4溶液(送鈷電解系統(tǒng)處理)。9是NiSO4溶液(用于制取NiSO4鹽)。在萃取系統(tǒng)中，采用的萃取劑是P507，稀釋劑是200號(hào)溶劑油，采用串級(jí)萃取原理得純度為99.9%的硫酸鎳溶液和純度為99.5%的硫酸鈷溶液，分段反萃可進(jìn)一步提高硫酸鈷的純度。
自P507應(yīng)用于鎳鈷萃取分離后，便一直存在著鐵的反萃這一難題，經(jīng)采用草酸對(duì)P507有機(jī)相中的鐵進(jìn)行反萃的實(shí)驗(yàn)，得到了與《乙基磷酸甲庚酯對(duì)鎳鈷和其它雜質(zhì)元素的萃取行為》一文中所述的相似的結(jié)論鐵的反萃率隨試劑濃度的提高而提高，而隨相比的增加而下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表一，表二。
Fe＝1.2毫克/升、H2C2O4＝30克/升反萃時(shí)間8分鐘。
經(jīng)草酸反萃后的有機(jī)相再皂化時(shí)無棕紅色沉淀，從表一可見，當(dāng)草酸濃度為30克/升，相比為1∶1時(shí)，鐵的反萃率是理想的。
現(xiàn)在，草酸再生的問題顯得格外突出。為了解決這一問題，本發(fā)明選用了經(jīng)過處理的陰離子交換樹脂作為再生劑，從而創(chuàng)立了草酸再生工藝。該結(jié)果見表三。
表三 交換前后草酸液含鐵量(小型試驗(yàn))
從上表可見，陰離子交換除鐵效率是很高的，返回系統(tǒng)具有同等的反萃能力，經(jīng)反萃交換草酸的損失＜0.1公斤/公斤Co。草酸價(jià)為2.00元(人民幣/公斤)則每公斤鈷費(fèi)用約為0.2元(人民幣)，陰離子樹脂耗量極少，因而利用再生的草酸作為P507中鐵的反萃劑，不僅對(duì)設(shè)備腐蝕性小，不外排因而不污染環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響，而且十分經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
實(shí)施例按本發(fā)明所述工藝流程，在4升水溶液中加入2公斤廢鈷鎳合金，升溫至65～85℃，鼓風(fēng)量＜100m3/時(shí)m3，加入含Cu++為65～85克/升的硫酸銅溶液2.32升，之后停風(fēng)停汽，從而可產(chǎn)出含Co 7.00克/升、Ni 11.00克/升、Cu 0.0015克/升、Fe33.09克/升的溶液3870毫升;產(chǎn)出銅粉165.7克(純度約90%)。所余合金塊下次繼續(xù)溶浸。
將萃取后含鐵為0.012克/升的有機(jī)相取50毫升，參考表1取草酸液50毫升，按1∶1進(jìn)行萃取除鐵，萃取時(shí)間為8分鐘，靜置分層時(shí)間為10分鐘，可得到含鐵降至0.001～0.0015克/升的有機(jī)相，有機(jī)相再皂化沒有棕紅色沉淀物出現(xiàn)，有機(jī)相色呈淺黃，可見度好。其結(jié)果見表四。
表四 草酸反萃除鐵前后的有機(jī)相含鐵量
草酸除鐵后，草酸液含鐵量增高，必須將草酸液中鐵除去以利再生。辦法是用陰離子交換樹脂。交換前后草酸含鐵量見表三與表五。
表五 交換前后草酸含鐵量(擴(kuò)大了的試驗(yàn))
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)萃取分離處理鈷鎳合金廢料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，將加入了鈷鎳合金的溶液升溫至65～85℃，加入含Cu++66～85克/升的硫酸銅溶液靜置反應(yīng)11～18小時(shí)。
2.按權(quán)利要求
1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于除鐵反萃劑草酸經(jīng)陰離子交換樹脂進(jìn)行循環(huán)。
專利摘要
一種全濕法處理鈷鎳合金廢料以分離萃取鈷鎳的生產(chǎn)工藝，溶浸時(shí)將鈷鎳合金直接加入水溶液中，通過升溫、鼓風(fēng)(或不鼓風(fēng))加入含Cu++的硫酸銅溶液等處理產(chǎn)出含銅＜0.01克/升的溶液。采用P
文檔編號(hào)B01D11/04GK85106849SQ85106849
公開日1987年3月11日 申請(qǐng)日期1985年9月13日
發(fā)明者閻惠明 申請(qǐng)人:葫蘆島鋅廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan