钴镍合金废料的综合处理法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN85106849

申请日:

1985.09.13

公开号:

CN85106849A

公开日:

1987.03.11

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||公开

IPC分类号:

C22B23/04; B01D11/04

主分类号:

C22B23/04; B01D11/04

申请人:

葫芦岛锌厂

发明人:

阎惠明

地址:

辽宁省锦州市葫芦岛锌厂

优先权:

专利代理机构:

中国有色金属工业总公司专利事务所

代理人:

王瑞恒;申国贤

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内容摘要

一种全湿法处理钴镍合金废料以分离萃取钴镍的生产工艺,溶浸时将钴镍合金直接加入水溶液中,通过升温、鼓风(或不鼓风)加入含Cu++的硫酸铜溶液等处理产出含铜<0.01克/升的溶液。采用P507进行萃取并利用草酸进行高效反萃除铁时,草酸可以再生循环使用,从而使工艺简单实用,成本锐减。

权利要求书

1: 一种经萃取分离处理钴镍合金废料的生产工艺,其特征在于,将加入了钴镍合金的溶液升温至65~85℃,加入含Cu ++ 66~85克/升的硫酸铜溶液静置反应11~18小时。
2: 按权利要求1所述的生产工艺,其特征在于除铁反萃剂草酸经阴离子交换树脂进行循环。

说明书


本发明属湿法冶金,特别涉及从钴镍合金废料中提取钴、镍等有价金属。

    钴镍合金废料一般含有Co、Ni、Fe、Cu等有价金属。目前,国内处理钴、镍合金废料时,大多是先用火法处理,后用湿法处理,如:

    1、采用低温氯化焙烧,生成FeCl3与氯化钴、氯化镍分离,氯化钴、氯化镍送湿法处理;

    2、将合金在高温下铸成阳极,在硫酸溶液中电溶,再进行湿法处理;

    3、将合金熔化水淬制粒,在硫酸溶液中进行堆浸。但浸出一定时间后,便被铜包裹使反应中止。为了解决这一问题;a、加硝酸溶解去膜;b、采用滚动浸取(磨擦)去铜。

    采用上述多法的主要缺点是能耗大、劳动条件差。

    国外在对含钴镍的溶液进行萃取时,一般用有机磷酸等作为萃取剂,例如美国专利US    3399055、US    4088733、US    4246240中所述的萃取剂均为此类。

    用此类萃取剂分离钴镍同样面临着反萃除铁的问题,按常规,反萃除铁剂一般采用盐酸,但盐酸不仅反萃效率低,再皂化时有机相出现棕红色沉淀物,须过滤方可进入萃取系统,给工艺带来困难,而且劳动条件差,对设备腐蚀较强。据清华大学核能技术研究所1983年6月发表的《乙基磷酸甲庚酯对镍、钴和其它杂质元素的萃取行为》一文所述,采用草酸作为有机相5709中铁的反萃剂,在技术上是先进可行的。但草酸作为铁的反萃剂,其成本是一个必须解决的难题,草酸如不能再生反复使用仅一次性使用便废弃,那么效果再好,也只好望而却步,所以草酸能否再生反复使用是其能否工业实用的关键。

    为了克服上述缺点和不足,本发明提供了一种钴镍合金废料的全湿法处理新工艺,从而可达到工艺简单可靠,成本较低,改善劳动条件,各种形体的钴镍合金均可直接处理的目的。

    本发明所述的工艺流程如附图所示。1是钴镍合金废料。2是CuSO4溶液。3是溶浸。

    根据1982年11月葫芦岛锌厂研究所《国外钴冶炼》所述,苏联在含Cu 10~20克/升,酸50~60克/升,富氧空气条件下用硫酸铜置换浸出,可得含Co 5~8克/升、Ni 12~20克/升、Cu 6~12克/升的溶液。但按此条件进行浸出,发现反应进行30分钟后,合金被铜包裹,置换反应中止。因此,本发明在该步骤做了改进,即,在一定量的水溶液中加入废钴镍合金,通过升温、鼓风或不鼓风,定量加入含Cu++的硫酸铜溶液,然后停风停汽,静置反应11~18小时产出含钴、镍、铜、铁的溶液,并产出部分铜粉。在本步骤所述的鼓风条件下,合金生成的海绵铜可自行脱离。在本步骤所述的不鼓风条件下,合金周围生成的海绵铜也可以疏松状态在合金围绕,反应仍能顺利进行。

    4是溶浸后生成的铜粉。5是溶液。6是除铁和铝步骤。由于上述步骤产出的溶液中含铜量很低(可≤0.01克/升),因此本步骤不必再除铜,仅除铁和铝即可。除铁和铝采用常规的黄钠铁矾法。

    7是萃取系统。8是CoSO4溶液(送钴电解系统处理)。9是NiSO4溶液(用于制取NiSO4盐)。在萃取系统中,采用地萃取剂是P507,稀释剂是200号溶剂油,采用串级萃取原理得纯度为99.9%的硫酸镍溶液和纯度为99.5%的硫酸钴溶液,分段反萃可进一步提高硫酸钴的纯度。

    自P507应用于镍钴萃取分离后,便一直存在着铁的反萃这一难题,经采用草酸对P507有机相中的铁进行反萃的实验,得到了与《乙基磷酸甲庚酯对镍钴和其它杂质元素的萃取行为》一文中所述的相似的结论:铁的反萃率随试剂浓度的提高而提高,而随相比的增加而下降。实验结果见表一,表二。

    Fe=1.2毫克/升、H2C2O4=30克/升反萃时间:8分钟。

    经草酸反萃后的有机相再皂化时无棕红色沉淀,从表一可见,当草酸浓度为30克/升,相比为1∶1时,铁的反萃率是理想的。

    现在,草酸再生的问题显得格外突出。为了解决这一问题,本发明选用了经过处理的阴离子交换树脂作为再生剂,从而创立了草酸再生工艺。该结果见表三。

    表三    交换前后草酸液含铁量(小型试验)

    从上表可见,阴离子交换除铁效率是很高的,返回系统具有同等的反萃能力,经反萃交换草酸的损失<0.1公斤/公斤Co。草酸价为2.00元(人民币/公斤)则每公斤钴费用约为0.2元(人民币),阴离子树脂耗量极少,因而利用再生的草酸作为P507中铁的反萃剂,不仅对设备腐蚀性小,不外排因而不污染环境,对产品质量无不良影响,而且十分经济实用。

    实施例

    按本发明所述工艺流程,在4升水溶液中加入2公斤废钴镍合金,升温至65~85℃,鼓风量<100m3/时m3,加入含Cu++为65~85克/升的硫酸铜溶液2.32升,之后停风停汽,从而可产出含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;产出铜粉165.7克(纯度约90%)。所余合金块下次继续溶浸。

    将萃取后含铁为0.012克/升的有机相取50毫升,参考表1取草酸液50毫升,按1∶1进行萃取除铁,萃取时间为8分钟,静置分层时间为10分钟,可得到含铁降至0.001~0.0015克/升的有机相,有机相再皂化没有棕红色沉淀物出现,有机相色呈浅黄,可见度好。其结果见表四。

    表四    草酸反萃除铁前后的有机相含铁量

    草酸除铁后,草酸液含铁量增高,必须将草酸液中铁除去以利再生。办法是用阴离子交换树脂。交换前后草酸含铁量见表三与表五。

    表五    交换前后草酸含铁量(扩大了的试验)

    

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一种全湿法处理钴镍合金废料以分离萃取钴镍的生产工艺,溶浸时将钴镍合金直接加入水溶液中,通过升温、鼓风(或不鼓风)加入含Cu+的硫酸铜溶液等处理产出含铜0.01克/升的溶液。采用P507进行萃取并利用草酸进行高效反萃除铁时,草酸可以再生循环使用,从而使工艺简单实用,成本锐减。。

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