β-萘酚用于电解锌主、副系统除钴的方法 本发明涉及一种锌的湿法冶金工艺,特别是涉及硫酸锌电解液、贫镉液及钴渣酸洗中钴的分离方法。
采用β-萘酚除钴,是以β-萘酚(β-NP)为原料,借助加成反应合成α-亚硝基-β-萘酚(α-NO-β-NP),在一定条件下,后者再与Co3+生成难溶螯合物,使钴与溶液中主体成分锌、镉等分离(绪方喜显、坂田政民,彦岛制炼(株)の亚铅制炼,资源と素材,1993,109(12):1039-1043;山北辉雄、渡边伟藏,安中制炼所の亚铅制炼(东邦亚铅(株)),资源と素材,1993,109(12):1003-1006)。采用此种方法,能使料液中钴降至较低浓度而达到深度净化。但是该方法仅在经除铁、铜、镉后的硫酸锌电解液中进行了应用,且反应条件严格,在对高量钴分离的适应性、大量铁存在下的完全分离等方面尚存在不足。
本发明的目的是提供一种扩大β-萘酚沉钴应用范围,使之不仅适于锌电解液,而且也适于贫镉液、钴渣酸洗液的分离钴的方法。
本发明首先采用氧化剂将低价Co2+、Fe2+首先氧化成高价Co3+、Fe3+,然后加入沉钴剂,从而实现钴的分离,具体工艺条件为:
a>氧化反应:根据Co2+、Fe2+的含量,在硫酸锌溶液中加入氧化剂NaNO2,氧化剂的加入量较理论量适当过量,以使反应完全,溶液的pH为2.8~3.5;所述的氧化剂还可以是KMnO4、MnO2。
b>沉钴反应:调节氧化后溶液的pH值至2.8~4.0,温度30~75℃,在搅拌下缓慢加入沉钴混合溶液(β-NP+NaNO2),15~20min加完;然后在上述温度下继续搅拌15-20min。其加入量为Co∶α-NO-β-NP的摩尔比为1∶3~4。沉钴剂在沉钴体系内直接生成,在溶解后的β-NP的溶液中,加入NaNO2搅拌至溶,生成沉钴剂α-NO-β-NP。其氧化反应方案如下:沉钴反应如下:
根据络合物的稳定性及反应动力学原理,采用优先氧化法将低价钴、铁转变为高价钴、铁离子,使钴以更快速度生成更稳定、更难溶的Co3+(α-NO-β-NP)3螯合物,因Fe3+易于水解而利于分离。
本发明不仅可用于电解锌主系统硫酸锌电解液,而且可应用于贫镉液、钴渣酸洗液中钴地沉淀分离及钴的回收。
本发明具有以下优点:
(1)采用廉价β-萘酚为原料,在沉钴体系中直接生成α-NO-β-NP,无需增添合成设备,可大大节省生产成本;
(2)采用优先氧化或优先氧化与同步氧化相结合的方法,使Co2+能先氧化成Co3+,此与α-NO-β-NP所成螯合物的稳定性和反应速度均较Co2+的相应螯合物大得多,沉钴完全,特别在钴浓度较高如100~150mg/L时,仍可使残钴浓度低至1mg/L以下,沉钴率可达99%;且沉钴时间短(30min内便可完成),可缩短流程;
(3)适应范围宽,不仅可应用于硫酸锌电解液,还可应用于含钴较高的贫镉液及钴渣酸洗液;
(4)因螯合物稳定,离解度极低,反应条件(如pH和温度控制)易于控制;
(5)在优先氧化时,Fe2+被氧化成Fe3+,在pH>3时能完全水解先行除去,使之不参与钴同α-NO-β-NP的成络反应竞争,故本发明适于铁浓度较高的料液。
实施例:
1.电解锌系统贫镉液中钴的分离。
贫镉液系铜镉渣经处理回收铜镉后的滤液,其中除含锌外,钴、铁浓度均较高,分别达120mg/L和250mg/L。
(1)反应剂的配制:
A.氧化剂溶液:采用NaNO2的水溶液作氧化剂;
B.螯合试剂混合液:在β-NP的水溶液中,加入NaNO2并搅匀至溶。
(2)优先氧化反应:
在料液自然温度(约55℃)和pH为3~3.3条件下,边搅拌边将氧化剂A分批加入料中,待全部加完后,继续搅拌数分钟,以使Co2+、Fe2+完全氧化。
(3)螯合物反应除钴:
接着(2),在同一料液中,不断搅拌下,缓慢加入反应剂B,试剂加完后再继续搅拌15~20min。
(4)过剩β-NP或α-NO-β-NP的脱除与沉淀分离
接着步骤(3),按残存的β-NP或α-NO-β-NP的量加入活性炭,搅拌15~20min,使吸附完全。料液过滤,使Fe(OH)3、Co(α-NO-β-NP)3沉淀与贫镉液分离,沉钴率达99.5%。