一种在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法，包括以下步骤：(1)将含钴萃余液进行还原，得到还原后含钴萃余液，将还原后含钴萃余液的电位进行调节，同时将还原后含钴萃余液调节pH进行除铁锰反应，再进行过滤，得到除铁锰后液和含铁锰的滤渣；(2)将除铁锰后液调节pH进行沉铜反应，再进行过滤，得到沉铜后液和沉铜渣；(3)向沉铜后液中加入硫磺和钴粉置换除镍，得到除镍后液和除镍渣；(4)将除镍后液调节pH进行沉淀反应，再进行过滤，得到钴渣和滤饼；(5)将钴渣溶解后，得到钴电积用电解液，将钴电积用电解液在硫酸钴溶液中进行钴电积反应，得到阴极钴和电积后液。本发明专利技术工艺流程简单、能生产出较高品位钴产品。能生产出较高品位钴产品。能生产出较高品位钴产品。

【技术实现步骤摘要】
一种在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法


[0001]本专利技术属于钴生产
，具体涉及一种在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法。

技术介绍

[0002]刚果(金)铜钴矿产资源储量丰富，特别是钴资源储量高居世界第一，吸引着众多矿业企业在此投资建厂。刚果(金)优质的铜钴氧化矿资源占比高，因此，当地冶炼厂多采用湿法冶金工艺进行铜钴矿加工冶炼。传统湿法冶炼铜钴工艺一般是将铜钴氧化矿酸浸后的料液使用萃取
‑
电积工艺生产高品质的阴极铜，萃取铜后的含钴萃余液经过化学除杂后再经过P204萃取进行深度净化除杂，P507萃取分离镍、钴后得到高纯钴溶液，然后再用高纯钴溶液生产高纯钴化合物或电积生产金属钴。受限于刚果(金)极差的供电条件及异常薄弱的工业基础，为最大程度减少生产流程复杂程度及所需进口化工辅料的种类，当地冶炼厂一般都使用硫酸浸出铜钴矿，再经过萃取
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电积工序生产阴极铜，即铜生产工艺和国内传统工艺一致，但是受限于钴的深度提纯流程复杂，所需的化工辅料多，萃取铜后的含钴萃余液一般经过简单化学除杂后直接沉钴干燥后制成粗制钴化合物产品销售。在刚果(金)，一般采用的工艺流程描述如下：铜钴矿在还原剂存在的情况下用硫酸浸出，通过用铜萃取剂将含铜、钴及部分杂质的浸出液中的铜分离，铜反萃液电积生产阴极铜，含钴及杂质的萃余液加入二氧化硫与压缩空气，调节反应的ORP电位至500～700mV，同时加入石灰乳调节pH＝3.5～4.5，除去铁、锰等杂质，再用石灰调pH至5.5～6.5沉铜，用氧化镁或纯碱调pH至8.0～8.5时沉淀钴溶液制氢氧化钴或碳酸钴，粗制钴产品经干燥后销售。目前这种方式生产粗制钴产品存在以下问题：(1)成品钴含量较低，钴含量仅在25％～40％，导致单位金属量出口文件费、关税和运费高；(2)制粗制钴产品所采用的氧化镁或碳酸钠辅料均需要大量进口，辅料消耗成本及对外依存度高；(3)压滤出的粗制钴产品含水量高达60％，需要进行干燥后才能销售，单位金属量干燥能耗高；(4)沉钴后液中含有大量镁或钠离子，处理镁离子需要消耗大量石灰，而钠离子富集在流程中很难处理，长期会造成生产系统隐患及环保风险。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种工艺流程简单、能生产出较高品位钴产品的在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法。
[0004]本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法，所述方法包括以下步骤：
[0006](1)将含钴萃余液的电位控制为500mV～700mV，同时将含钴萃余液的pH调节至3.5～4.5进行除铁锰反应，再进行过滤，得到除铁锰后液和含铁锰的滤渣；
[0007](2)将除铁锰后液调节pH至5.5～6.5进行沉铜反应，再进行过滤，得到沉铜后液和沉铜渣；
[0008](3)向沉铜后液中加入硫磺和钴粉置换除镍，得到除镍后液和除镍渣；
[0009](4)将除镍后液调节pH至8.0～8.5进行沉淀反应，再进行过滤，得到钴渣和滤饼；
[0010](5)将钴渣溶解后，得到钴电积用电解液，将钴电积用电解液在硫酸钴溶液中进行钴电积反应，得到阴极钴和电积后液。
[0011]进一步地，步骤(1)中将含钴萃余液通入二氧化硫气体并鼓入空气进行氧化；步骤(1)中将含钴萃余液加入浓度为15％～20％的石灰乳调节pH至3.5～4.5进行除铁锰反应；含铁锰的滤渣洗涤后干排。
[0012]进一步地，步骤(2)中将除铁锰后液通入浓度为15％～20％的石灰乳调节pH至5.5～6.5进行沉铜反应，沉铜渣返回铜系统。
[0013]进一步地，步骤(4)中将除镍后液加入石灰调节pH至8.0～8.5进行沉淀反应，滤液外排至尾矿库。
[0014]进一步地，步骤(1)中含钴萃余液中Co>2.0g/L、Cu<1.5g/L、Fe<2.5g/L、Mn<1g/L。
[0015]进一步地，步骤(5)中将pH降到1.5～2.5时的电积后液返回用于溶解滤饼，循环往复进行钴电积反应，钴电积反应过程中钴电积用电解液中钴保持在50g/L
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60g/L。
[0016]进一步地，步骤(5)中钴电积反应在电解槽中进行，电解槽中阳极板为铅，电解槽中阴极板为316L不锈钢，钴电积反应的工艺条件为：电流密度为200A/m2‑
250A/m2、槽电压为2V
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3V。
[0017]本专利技术的有益技术效果：本专利技术针对现有技术中在刚果(金)当地钴生产工艺中存在的一系列缺点，充分结合刚果(金)现状，提供了一种在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的环保型工艺，用较少的辅料总类，较简单的工艺流程，生产出较高品位的钴产品。本专利技术的主要优势如下：(1)整个生产过程中，本专利技术所采用的主要辅助材料是二氧化硫、硫酸、石灰。由于一般当地冶炼厂都辅助建有硫酸厂，所以二氧化硫、硫酸多可自产，石灰可就地采购。仅除镍过程中使用少量硫磺和钴粉需要外购，整体对外部环境依赖较小。(2)相对传统的电积钴工艺，本专利技术不需增加复杂的钴萃取系统，也就同时省去了传统的对萃取剂皂化步骤，工艺操作难度大幅度降低。(3)整个生产过程中避免了目前刚果(金)工艺制成粗制钴过程产生的硫酸镁或硫酸钠，且由于整个生产工艺全部在硫酸体系下进行，也避免了传统氯化钴体系下电积钴产生氯气对生产系统及环境的不利影响，属于环境友好工艺。(4)本专利技术的产品为粗制电积钴，纯度可达到95％以上，这将大大节约产品运费和一些税费，另外也将降低下游客户除杂难度，提高产品竞争力。(5)本专利技术可以通过直接利用当地湿法冶炼厂基本都有的氧化镁或碳酸钠沉钴设备和富余的铜电积设备进行简单改造实现，一般不需要专门额外大幅增加投资。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0019]参见图1，本专利技术的一种在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法，包括以下步骤：
[0020](1)将含钴萃余液的电位控制为500mV～700mV，同时将含钴萃余液的pH调节至3.5～4.5进行除铁锰反应，再进行过滤，得到除铁锰后液和含铁锰的滤渣。将含钴萃余液通入
二氧化硫气体并鼓入空气进行还原；步骤(1)中将含钴萃余液加入浓度为15％～20％的石灰乳调节pH至3.5～4.5进行除铁锰反应；含铁锰的滤渣洗涤后干排。含钴萃余液中Co>2.0g/L、Cu<1.5g/L、Fe<2.5g/L、Mn<1g/L。
[0021](2)将除铁锰后液调节pH至5.5～6.5进行沉铜反应，再进行过滤，得到沉铜后液和沉铜渣。优选的，将除铁锰后液通入浓度为15％～20％的石灰乳调节pH至5.5～6.5进行沉铜反应，沉铜渣返回铜系统。
[0022](3)向沉铜后液中加入硫磺和钴粉置换除镍，得到除镍后液和除镍渣；微量铜在除镍过程的同时除去，除镍渣作为副产品用于回收镍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将含钴萃余液的电位控制为500mV～700mV，同时将含钴萃余液的pH调节至3.5～4.5进行除铁锰反应，再进行过滤，得到除铁锰后液和含铁锰的滤渣；(2)将除铁锰后液调节pH至5.5～6.5进行沉铜反应，再进行过滤，得到沉铜后液和沉铜渣；(3)向沉铜后液中加入硫磺和钴粉置换除镍，得到除镍后液和除镍渣；(4)将除镍后液调节pH至8.0～8.5进行沉淀反应，再进行过滤，得到钴渣和滤液；(5)将钴渣溶解后，得到钴电积用电解液，将钴电积用电解液在硫酸钴溶液中进行钴电积反应，得到阴极钴和电积后液。2.根据权利要求1所述的在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法，其特征在于，步骤(1)中将含钴萃余液通入二氧化硫气体并鼓入空气进行氧化；步骤(1)中将含钴萃余液加入浓度为15％～20％的石灰乳调节pH至3.5～4.5进行除铁锰反应；含铁锰的滤渣洗涤后干排。3.根据权利要求1所述的在硫酸体系中电积生产粗制钴金属的方法，其特征在于，步骤(2)中将除铁锰后液通入浓度为15％～20％的石灰乳调节pH至5.5～6....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴免利，王亚雷，郭美玲，王含渊，王金民，高帮飞，
申请(专利权)人：中铁资源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：