一种钴盐溶液深度除铜的方法技术

本发明专利技术涉及一种钴盐溶液深度除铜的方法，采用两段除铜工艺对氯化钴溶液进行除铜。在一段除铜使用的再生除铜剂，其原料来源于二段除铜产出的除铜渣，最终排出合格的铜渣；二段除铜时加入硫代碳酸钴，产生合格的除铜后液。本发明专利技术充分利用了除铜渣可再生为除铜剂的特点，可将铜浓度降至1mg/L以下，并获得铜钴比高于15/1的除铜渣。

Method for deep copper removal by cobalt salt solution

The present invention relates to a method for deep copper removal by cobalt salt solution. Copper removal from cobalt chloride solution is carried out by two steps copper removal process. A copper removal agent used for removing copper in addition to copper is derived from two sections of copper slag removed from copper, and finally qualified copper slag is discharged. Addition of cobalt carbonate into the two section of copper to produce qualified copper removal liquid. The invention makes full use of the characteristics that the copper residue is regenerated as a copper removing agent, and the concentration of copper can be reduced below 1mg/L, and the copper removing slag with the ratio of copper to cobalt higher than 15/1 can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种钴盐溶液深度除铜的方法
本专利技术属于重金属冶金领域，涉及一种钴盐溶液深度除铜的方法，尤其涉及铜钴深度分离的技术方法。
技术介绍
钴是制备磁记录介质、磁记录磁头、光电器材和集成电路等元器件的重要材料，99.999％甚至更高纯度的钴则用来作为先进电子元件的靶材。氯化钴溶液常作为钴盐和电钴的主要生产原料。其中，杂质铜离子的存在会严重影响产品质量，必须将铜浓度降低至1mg/L以下。传统硫化法，因其操作简单、除铜彻底、耗时短等优势而广泛应用，但是现有的除铜剂(H2S、Na2S、Na2S2O3等)产出的除铜渣中铜品位较低，主金属损失较多，未反应的主金属硫化物由于存在老化的现象，无法与溶液中的铜离子进行交互反应，导致除铜渣中主金属难以回收，铜难以富集。CN102864307A专利采用硫代碳酸镍二段逆流除去镍溶液中铜，一段除铜渣、二段除铜后液能满足生产的要求，但是，在氯化钴溶液中，如果仅仅采用二段逆流，一段除铜渣是无法满足生产的要求。因此，深度除铜的同时高效利用除铜渣成为硫化法除铜工艺中一个新的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服采用现有除铜剂除铜后，产出的除铜渣难以处理的缺陷，提供一种钴盐溶液深度除铜的方法。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，包括以下步骤：步骤一：除铜剂再生将Na2CS3溶液加入至盛有二段除铜渣的容器中，进行溶解反应，然后再入CoCl2，搅拌反应，析出沉淀物，所得沉淀物，即为再生除铜剂；所述Na2CS3溶液的加入量，按如下公式确定：Na2CS3加入的摩尔量＝n×待除铜液中的总铜摩尔量-渣中剩余的Co摩尔量，所述n为1.0～1.6；步骤二：一段除铜将待除铜液与步骤一所获得的再生除铜剂反应，进行一段除铜，固液分离，获得的滤渣为一段除铜渣，获得的滤液为一段除铜后液；所述待除铜溶液中含有钴、铜；步骤三：二段除铜向一段除铜后液中加入硫代碳酸钴进行二段除铜，固液分离，获得的滤液为二段除铜后液；获得的滤渣为二段除铜渣，二段除铜渣返回步骤一进行再生处理。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述步骤一中，所配制Na2CS3溶液的浓度为0.01～1.5mol/L。作为优选方案，本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述步骤一中，Na2CS3溶液的加入量，按如下公式确定：Na2CS3加入的摩尔量＝n×待除铜液中的总铜摩尔量-渣中剩余的Co摩尔量，所述n为1.4～1.6。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述步骤一中，溶解反应的温度为20℃～30℃，溶解时间为5～60min；加入CoCl2后搅拌反应15min～30min获得再生除铜剂，所述搅拌的速度为500～800r/min。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述步骤一中，CoCl2的摩尔量为Na2CS3摩尔量的1.2～2.0倍。作为优选方案，CoCl2的摩尔量为Na2CS3摩尔量的1.2～1.6倍。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述待除铜溶液中的钴来源于CoCl2；所述硫代碳酸钴为CoCS3。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述步骤二中待除铜液含量为10-100g/LCo、0.1-1g/LCu。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述一段除铜，在第一次反应时，一段除铜剂选用硫代碳酸钴与待除铜溶液反应后固液分离得到的滤渣；所述硫代碳酸钴与待除铜溶液反应时，硫代碳酸钴按硫代碳酸根与待除铜溶液中铜的摩尔比为1.4～1.6的比例添加；当硫代碳酸钴与待除铜溶液两段除铜反应正常运行时，一段除铜剂选用二段除铜渣。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，在工业生产连续除铜过程中，一段二段及下一个循环过程中均处理等体积的待除铜溶液，步骤一中所产生的再生除铜剂全部应用至步骤二中。连续生产中断后，可改变体积，相当于进行下一次连续生产，第一次反应时，采用硫代碳酸钴作为一段除铜剂。即在工业生产中，可根据生产规模扩大的需要，中断反应，调整反应处理量。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述步骤二中，再生除铜剂的用量不用再精确称取，全部用于钴盐溶液中的一段除铜过程中。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述步骤三中，硫代碳酸钴的摩尔量为一段除铜后液中铜摩尔量的1.4～2.0倍。作为优选方案，硫代碳酸钴的摩尔量为一段除铜后液中铜摩尔量的1.4～1.6倍。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述一段除铜及二段除铜工序，先将含钴溶液pH值调节至3.0～5.0，并将溶液加热至60℃～90℃，加入除铜剂，反应15～60min，控制搅拌速度为300～500r/min。本专利技术一种钴盐溶液深度除铜的方法，所述一段除铜渣的Cu/Co质量比>15，除铜后液中含铜量>1mg/L；二段除铜后液铜浓度小于1mg/L，除铜渣中铜钴质量比<15。本专利技术技术优势在进行钴盐溶液深度除铜的过程中，如果一段除铜过程直接采用二段除铜渣直接进行除铜，效果不佳，同时铜渣会反溶，且获得的一段除铜渣的Cu/Co质量比达不到要求。本专利技术针对二段除铜渣中存在的部分除铜能力失效的CoCS3，充分利用Na2CS3溶液对除铜渣中CoCS3/CuCS3的溶解功能，再利用CoCl2来降低Na2CS3的过量系数，生成沉淀物，再生为具有除铜效果的除铜剂，极大地改善了一段除铜过程中的处理效果，提高了钴的回收率，同时也解决了传统硫化法中除铜渣难于处理的问题，为铜冶炼提供了很好的原料。在一段除铜中，由于是采用新的待除铜溶液与再生除铜剂(已含有一定量的铜)反应，可以极大提高一段除铜渣中铜钴比，使一段除铜渣中铜钴比大于等于15，甚至达到30以上，己达到工业生产的要求，此除铜渣可作为原料直接送铜系统。在二段除铜中，使用硫代碳酸钴除铜剂与一段除铜后液(部分铜已经被除去)反应，可以极大地降低二段除铜后液中铜的浓度，使二段除铜后液中铜浓度降至1mg/L以下，达到生产的要求。因此，除铜渣经过溶解再生为除铜剂后，经过两段除铜工艺，可以同时得到合格的除铜后液和除铜渣，且操作方便，环境友好，资源利用率高。由于采用两段除铜工艺，不需要对含钴溶液中铜浓度进行连续精确监测，使得除铜剂的加入易于控制和操作，产出的除铜渣可在两段除铜工艺中得以资源化利用。附图说明附图1为本专利技术实施例1-3的流程示意图。具体实施例下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提供6个实施例，及3个对比例，共中实施例1-3为本专利技术的完整工艺，实施例4-6仅为本专利技术的再生工艺及一段除铜工艺。在以下所有的实施例中，在进行第一次反应时，一段除铜剂选用硫代碳酸钴与待除铜溶液反应后固液分离得到的滤渣；所述硫代碳酸钴与待除铜溶液反应时，硫代碳酸钴按硫代碳酸根与待除铜溶液中铜的摩尔比为1.4～1.6的比例添加。实施例1配制0.01mol/L的Na2CS3溶液，根据公式：Na2CS3加入的摩尔量＝n×待除铜液中的总铜摩尔量-渣中剩余的Co摩尔量，按n为1.4的量将Na2CS3溶液加入盛有二段除铜渣的容器中，所述铜渣中剩余的Co摩尔量为0.0003mol，在25℃下溶解5min后，按Na2CS3摩尔量的1.2倍加入CoCl2，搅拌反应15min，搅拌速度为500r/min，得到再生的除铜剂。选取60mL的待除铜溶液(60g/LCo，0.5g/LCu)，待除铜液中的总铜摩尔量为0.00047mol，加入上述再生的除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钴盐溶液深度除铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：除铜剂再生将Na2CS3溶液加入至盛有二段除铜渣的容器中，进行溶解反应，然后再加入CoCl2，搅拌反应，析出沉淀物，所得沉淀物，即为再生除铜剂；所述Na2CS3溶液的加入量，按下述公式确定：Na2CS3加入的摩尔量＝n×待除铜液中的总铜摩尔量‑渣中剩余的Co摩尔量，所述n为1.0～1.6；步骤二：一段除铜将待除铜液与步骤一所获得的再生除铜剂反应，进行一段除铜，固液分离，获得的滤渣为一段除铜渣，获得的滤液为一段除铜后液；所述待除铜溶液中含有钴、铜；步骤三：二段除铜向一段除铜后液中加入硫代碳酸钴进行二段除铜，固液分离，获得的滤液为二段除铜后液；获得的滤渣为二段除铜渣，二段除铜渣返回步骤一中进行再生处理。

【技术特征摘要】
1.一种钴盐溶液深度除铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：除铜剂再生将Na2CS3溶液加入至盛有二段除铜渣的容器中，进行溶解反应，然后再加入CoCl2，搅拌反应，析出沉淀物，所得沉淀物，即为再生除铜剂；所述Na2CS3溶液的加入量，按下述公式确定：Na2CS3加入的摩尔量＝n×待除铜液中的总铜摩尔量-渣中剩余的Co摩尔量，所述n为1.0～1.6；步骤二：一段除铜将待除铜液与步骤一所获得的再生除铜剂反应，进行一段除铜，固液分离，获得的滤渣为一段除铜渣，获得的滤液为一段除铜后液；所述待除铜溶液中含有钴、铜；步骤三：二段除铜向一段除铜后液中加入硫代碳酸钴进行二段除铜，固液分离，获得的滤液为二段除铜后液；获得的滤渣为二段除铜渣，二段除铜渣返回步骤一中进行再生处理。2.根据权利要求1所述的一种钴盐溶液深度除铜的方法，其特征在于，所述步骤一中，配制Na2CS3溶液的浓度为0.01～1.5mol/L。3.根据权利要求1所述的一种钴盐溶液深度除铜的方法，其特征在于，Na2CS3溶液的加入量，按如下公式确定：Na2CS3加入的摩尔量＝n×待除铜液中的总铜摩尔量-渣中剩余的Co摩尔量，所述n为1.4～1.6。4.根据权利要求1所述的一种钴盐溶液深度除铜的方法，其特征在于，所述步骤一中，溶解反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱良，李孟春，钱振，陈星宇，刘旭恒，李江涛，车键勇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43