導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

含鈷廢料中提取鈷的工藝研究

文檔作者：張浩文檔來(lái)源：昆明西科工貿(mào)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年04月07日
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大小： 249.30 KB 共5頁(yè)	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共5頁(yè)]

本文件共5頁(yè)，如需編輯使用，請(qǐng)下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問(wèn)題，下載是正常的。

	文件大小：249.30 KB 共5頁(yè) 文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

下一篇：紡織短纖維廢料板力學(xué)性能的研究

上一篇： Fenton試劑在石油化工中的應(yīng)用

文本預(yù)覽

僅提取頁(yè)面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

2014年2月
第43卷第1期(總第244期)
云南冶金
YUNNAN METAI工URGY
Feb． 2014
Vo1．43．No．1(Sum244)
含鈷廢料中提取鈷的工藝研究
張 浩
(昆明西科工貿(mào)有限公司 云南昆明650102)
摘要：根據(jù)廢鈷片的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了提取方案，采用焙燒除雜、堿浸除Al—IJi、酸浸出、溶液凈化、草酸鈷
的制取作為主工藝流程。結(jié)果表明，硫酸浸出時(shí)鈷的浸出率較低，可采用浸出率較高的鹽酸浸出；經(jīng)本工藝流程
處理該類廢鈷片，最終可得到合格的草酸鈷產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞：廢鈷片；堿浸；酸浸；凈化除雜沉淀
中圖分類號(hào)：TF813 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-0308(2014)01-0062-05
Technical Study on Cobalt Extraction from Cobaltiferous W aste M aterials
ZHANG Hao
(Kunming Xike Industrial and Trading Co．，Ltd．，Kunming，Yunnan 650102，China)
ABSTRACT：The scheme of cobalt extraction is designed according to cobalt scrap pieces’features，the main process flow is impu—
rity removal by roasting，A1一Li removal by alkaline leaching，acid leaching，solution purification and preparation of cobalt oxalate．The re—
suits show that the leaching rate of cobalt is very low by sulfuric acid leaching，but hydrochloric acid leaching rate is high；this kind of cobalt
scrap pieces can be treated by this process flow and the qualified cobalt oxalic product can be got finally．
KEY W ORDS：cobalt scraps piece；alkaline leaching；acid leaching；purification impurity removM；precipitation
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了越來(lái)越多的
工業(yè)垃圾，其中很多“雜物、廢料” 中含有豐富
的稀有貴金屬，選擇適合的工藝流程從中提取有價(jià)
金屬，既能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，又解決了環(huán)保問(wèn)題。
在廢舊金屬市場(chǎng)，含鈷的廢舊金屬片每年都有
幾t到幾十t不等的數(shù)量出現(xiàn)，所含金屬成分變化
不大，針對(duì)此類物料，本試驗(yàn)采用不同工藝方法，
實(shí)現(xiàn)了將其中的有價(jià)金屬有效分離。
l 原料
本試驗(yàn)的含鈷廢料化學(xué)成分列于表1。
表1 試驗(yàn)物料成分
Tab．1 Composition of the experimental materials ％
注：A號(hào)料為以鋁為基體的廢鈷片(A—l占12％ )，經(jīng)堿性浸出后的鈷渣分析結(jié)果
B號(hào)料為購(gòu)回的濕鈷渣
收稿日期：2013_04_26
作者簡(jiǎn)介：張浩(1973一)，男，大理鶴慶人，工程師。
62
張浩含鈷廢料中提取鈷的工藝研究
由表1看出：①含主金屬鈷品位高，一般含鈷
量波動(dòng)在35％ ～50％之間；②成分復(fù)雜，共含十
幾個(gè)雜項(xiàng)元素，其含量均超出鈷的化工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中
各雜質(zhì)元素含量與鈷含量的比例范圍；③含有大量
的鋁、錳及碳和有機(jī)物；④含大量的塑料薄膜及銅
片、鋁片接頭等雜物。
2 提取工藝及流程結(jié)構(gòu)的選擇
國(guó)內(nèi)外從鎳凈化鈷渣、鈷冰銅粉料及其它含鈷
粉狀物料中回收鈷，據(jù)《中國(guó)鎳鈷冶金》等文獻(xiàn)
闡述，如金川、江銅、江蘇、沈陽(yáng)等冶煉廠都根據(jù)
本廠物料特點(diǎn)及自身的條件采用著多種工藝及流程
結(jié)構(gòu)¨ J。一般原則流程即：鈷溶解— —凈化除雜
(萃取)——電積鈷或生產(chǎn)鈷的鹽類和氧化物。由
于原料的不同，世界各國(guó)的鉆生產(chǎn)工藝都各不相
同，可以說(shuō)全世界沒(méi)有兩個(gè)鈷廠的生產(chǎn)工藝是完全
相同的。在溶解鈷之前有的工廠增加預(yù)處理作業(yè)，
如焙燒除硫、砷、銻或其他預(yù)處理措施。溶解工藝
常采用硫酸、鹽酸。硫酸浸出其優(yōu)點(diǎn)是用量小，在
浸出溫度下?lián)]發(fā)少，但在處理三價(jià)鈷時(shí)須采用加
SO 或Na s0 還原浸出，才能保證鉆最大限度地
進(jìn)入溶液；而鹽酸浸出可不加還原劑，但耗酸量
大，在浸出溫度下?lián)]發(fā)量大，污染環(huán)境，需加排風(fēng)
及吸收裝置。
從鈷溶液中凈化除雜，上世紀(jì)50—6O年代，
國(guó)內(nèi)多家工廠曾采用化學(xué)沉淀法分別出去多種雜質(zhì)
元素，但隨著渣量的多少，必然不同程度的隨渣帶
走部分鈷，因而制約著鈷的一次直收率。70—80
年代，隨著冶金科技進(jìn)步及國(guó)內(nèi)研發(fā)各類有機(jī)溶劑
的能力提高，有色冶金企業(yè)和院所也逐步重視研發(fā)
萃取凈化除雜，并相繼應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，體現(xiàn)了萃
取法的優(yōu)點(diǎn)，即除雜徹底，凈化作業(yè)金屬回收率
高。相對(duì)而言，萃取劑一般價(jià)格貴，在溶液中有一
定溶解度，需不斷補(bǔ)充。同時(shí)需要多級(jí)萃取、多級(jí)
反萃和多級(jí)再生，全套設(shè)備一次投資費(fèi)用高，所占
廠房面積大。另外要求待萃液性質(zhì)和成分不宜波動(dòng)
過(guò)大，否者難以達(dá)到凈化效果。
針對(duì)提供的廢鈷片的原料特點(diǎn)，擬采用以下工
藝步驟：
(1)首先對(duì)物料進(jìn)行預(yù)處理。采用焙燒
(550℃)法燒去夾雜的有機(jī)物、塑料及碳粉，避
免酸性溶解時(shí)產(chǎn)生大量泡沫，甚至溢出反應(yīng)釜外，
使作業(yè)不能正常進(jìn)行，同時(shí)，避免塑料等雜物堵塞
管道閥f-1；
(2)堿性浸出Al、TJi，使Al、Li大部分進(jìn)入
溶液，而鈷保留于堿浸渣中，盡量不讓太多的鋁進(jìn)
入鈷溶液，減輕凈化鋁的負(fù)擔(dān)；
(3)鈷浸出作業(yè)，可先用H：S0 溶解，因物
料中存在co¨ ，H sO 浸出不完全，可補(bǔ)以HC1
浸出，以保證co的浸出率，也可直接采用HC1浸
出，但HC1揮發(fā)量較大；
(4)凈化作業(yè)，采用沉淀法，按雜質(zhì)元素的
性質(zhì)特點(diǎn)，可分段凈化。有條件時(shí)也可研究P 萃
取除雜及P507鎳、鉆分離。預(yù)計(jì)沉淀法雖存在著缺
點(diǎn)，但方法簡(jiǎn)單，投資少，較易見(jiàn)效。所以，可選
擇沉淀法作為第一方案。只要沉淀法除雜、凈化后
液雜質(zhì)含量控制在產(chǎn)品要求范圍，生產(chǎn)合格的
CoC 0 、CoCO 轉(zhuǎn)成CoO就不存在太多的困難。
工藝流程見(jiàn)圖1。
fNH4)2C2
圖1 工藝流程圖
Fig．1 Process flow chart
3 試驗(yàn)結(jié)果
3．1 堿浸
目的：排出Al、Li等雜質(zhì)元素，使co保留和
富集于浸出渣中，便于后續(xù)步驟溶解Co。
Al+NaOH —— }NaAl02
Li+NaOH ———}Li0H
對(duì)A一1廢鈷片及B一1濕鈷渣，采用不同的
固液比及堿度的浸出結(jié)果見(jiàn)表2。
63
一重}_ )_
2014年2月 云南冶金 Feb．2014
第43卷第1期(總第244期) YUNNAN METALLURGY Vo1．43．No．1(sun1244)
對(duì)A一1廢鈷片堿浸試驗(yàn)l 000 g放大試驗(yàn)，固
：液=1：5，2．5 mol／L NaOH，堿浸渣殘Al
0．78％ ，浸出率)90％ 。
3．2 浸出鈷
目的：使含鈷物料中的鉆最大限度的溶解進(jìn)入
溶液。廢鈷片中的鈷是以LiCoO 存在，通過(guò)焙燒
或堿處理后，堿浸渣中的Co可能以Co 和Co¨存
在，其中三價(jià)鈷是以co(OH) 形式存在 。
當(dāng)用稀硫酸浸出：
Co +I-I2SO4— CosO4
2Co(OH)3+ SO2+ H2SO4 2COSO4
+4H2O
當(dāng)用鹽酸溶液浸出時(shí)：
Co +2HC1— —}C0Cl1
Co。 +3HC1— — CoCl。
在下列條件下，相應(yīng)的浸出條件見(jiàn)表3，浸出
結(jié)果見(jiàn)表4。
表3 浸出條件
Tab．3 Leaching conditions
表4 鈷浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Tab．4 Experiment resuh of cobalt leaching
張浩含鈷廢料中提取鈷的工藝研究
試驗(yàn)結(jié)果可看出：
(1)硫酸浸出鈷時(shí)，隨著初始酸度的增加，
鈷浸出率上3升，接近理論量時(shí)，Co浸出率50～
60％ ，過(guò)量1．4倍時(shí)C0浸出率70％ ，加入還原劑
Na SO，時(shí)C0浸出率達(dá)70％ 以上。說(shuō)明物料中有
Co¨ 的存在。但在沒(méi)有液體S0 的情況下，加人
過(guò)多Na sO 會(huì)造成溶液中Na 大量存在，給后續(xù)
作業(yè)帶來(lái)麻煩 ；
(2)鹽酸直接浸出，HC1加人量接近計(jì)算值，
c0浸出率僅60％ ，HC1加入量提高至計(jì)算量的
1．5倍時(shí)，98％ 以上的鉆進(jìn)入溶液，同時(shí)HC1浸出
不受Co價(jià)態(tài)的影響，但物料中含碳較多，當(dāng)浸出
溫度超過(guò)60％ 時(shí)，產(chǎn)生大量泡沫，使浸出作業(yè)難
以正常進(jìn)行，同時(shí)在加溫浸出條件下，HCI揮發(fā)
量大。
3．3 鈷溶液凈化
溶液凈化是濕法冶煉獲取純金屬產(chǎn)品不可缺少
的工藝步驟。生產(chǎn)CoC 0 要求深度凈化，是凈化
后液雜質(zhì)含量控制在不影響CoC 0 的化學(xué)質(zhì)量
范圍。
本次實(shí)驗(yàn)采用沉淀法凈化溶液。
1)沉淀法凈化除雜
實(shí)驗(yàn)所用溶液為浸出實(shí)驗(yàn)綜合溶液，化學(xué)成分
見(jiàn)表5。
表5 凈化前液成分
Tab．5 Composition of the solution before purificmion g／L
凈化工藝步驟及技術(shù)條件：
(1)調(diào)溶液pH至2—2．5，按Ni含量的15～
2O倍加入鈷粉，按估量的3倍加入s，加5％Na，S
溶液，pH3—3．5，加溫至80％ ，鈷粉分三次加，
每次間隔0．5 h，然后液固分離；
(2)調(diào)整溶液pH至1．5～2．0，40～50℃ 加
H2o2，使Fe 氧化為Fe¨ ，1 g鐵約加100 mL
H O2，10分鐘后提溫度至8O一85℃ ，加8％
Na2CO 溶液，調(diào)pH至4．0～4．5，按Ca量加入
NaF溶液，繼續(xù)攪拌0．5 h，固液分離；
(3)將溶液加熱至50～60℃ ，按1 g Mn加
NaCIO 40 mL，攪拌1 h。
硫酸浸出液及鹽酸浸出液?jiǎn)为?dú)凈化及兩酸浸出
液按比例配成的溶液凈化結(jié)果見(jiàn)表6。
表6 凈化后液成分表
Tab．6 Composition of the solution after purification ％
結(jié)果表明：
(1)采用三段凈化，凈化后液中雜質(zhì)含量范
圍已滿足制取草酸鈷的要求；
(2)產(chǎn)生的渣帶走一定數(shù)量的鈷，·須進(jìn)一步
65
2014年2月
第43卷第1期(總第244期)
云南冶金
YUNNAN METALLURGY
Feb．2014
Vo1．43．No．1 (Sum24 )
考慮從三渣中回收鈷的方案。
2)草酸鈷的制取
溶液經(jīng)凈化除雜符合產(chǎn)品的質(zhì)量要求(即Co／
Me比)后，即可用沉淀劑將鈷從溶液中沉淀出
來(lái)，再經(jīng)后續(xù)工藝處理，得到合格產(chǎn)品。
Co溶液
：：次草酸鉆
圖2 沉淀草酸鉆工藝流程圖
Fig．2 Process flow chan of precipitation of cobalt oxalate
表7 草酸鈷成分表
Tab．7 Composition of cobalt oxalate ％
凈化后液(CoSO 或CoC1 )用草酸銨作沉淀
劑，生成草酸鈷沉淀，反應(yīng)如下：
CoSO4+ (NH4)2C2O4— }CoC2O4+ (NH4)2SO4
用上述5號(hào)凈化后溶液制取草酸鈷，工藝流程
見(jiàn)圖2。
所得草酸鈷成分見(jiàn)表7。
4 結(jié)語(yǔ)
1)從含鈷廢片中提取鈷的化工產(chǎn)品，通過(guò)本
工藝流程可得到合格的草酸鈷產(chǎn)品，c0≥31．O％ ，
其流程結(jié)構(gòu)及工藝條件適于物料成份復(fù)雜且波動(dòng)較
大的特點(diǎn)；
2)堿浸可將物料中90％以上的Al浸出；
3)硫酸一還原浸出鈷的浸出率達(dá)70％ 以上，
采用鹽酸浸出，鈷浸出率可達(dá)98％ ，浸出率提高
20％ 以上，可大幅提高本工藝流程鉆的總回收率；
4)采用三段凈化，凈化后液中雜質(zhì)含量范圍
已滿足制取草酸鈷的要求；
5)三段除雜在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，可
靈活掌握凈化作業(yè)的段數(shù)，不一定都要三段凈化，
而且凈化程度可適當(dāng)放寬。這樣不但可以減少凈化
渣量及其含鈷量，提高鈷的直收率，同時(shí)也可減少
凈化作業(yè)的試劑消耗。三段渣的產(chǎn)出量及渣含鈷量
與原料含雜質(zhì)元素的多少及凈化深度有關(guān)，三渣可
通過(guò)集中處理回收其中的鈷，使全流程鈷回收率得
以提高；
6)采用本工藝流程使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，投資
少，見(jiàn)效快。
參考文獻(xiàn)：
[1]張建，蔣繼穆．重有色金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊(cè)．銅鎳卷[M]．
北京：冶金工業(yè)出版社，1996．
[2]何煥華，蔡喬方． 中國(guó)鎳鈷冶金[M]．北京：冶金工業(yè)出版
社，2009．
[3]樂(lè)頌光．鈷冶金[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1987．
[4]黃振華．金川金屬化高冰鎳選擇性浸出工藝的研究[C]．第
一屆鎳鈷冶金學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，1990，
[5]陳軍．金屬化高冰鎳用硫酸一硫酸銅選擇浸出鎳、鉆機(jī)理
的研究[c]．第一屆鎳鈷冶金學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，1990．
(上接第49頁(yè))
[30]O．M．G．Newman，游力揮．控制雜質(zhì)和水平衡的新優(yōu)先沉
鋅法[J]．中國(guó)有色冶金，1989(O1)：6-14．
[3 1]K．D．Sharma．An approach to reduce magnesium from zinc electrolyte
with recovery of zinc from disposed residue of an efluent
treatment plant[J]．Hydrometallurgy，1990，24 (4)：407
— 4l5．
[32]孫明生．硫酸鋅溶液冷卻結(jié)晶除鈣鎂生產(chǎn)實(shí)踐[J]． 中國(guó)有
色冶金．2012 (3)：13—16．
[33]李春，李自強(qiáng)，劉小平，等．溶劑萃取法從鋅電積廢液中
分離鈣鎂的研究[J]．有色金屬(冶煉部分)，2000 (6)：
2O-22．30．

網(wǎng)友評(píng)論 more

化工安全論文最新內(nèi)容

03-11