氧化铜钴矿中铜、钴镍的分离提取方法，以氧化铜钴矿为原料，采用矿石粉碎磨浆、湿法氯化浸出、铁粉还原提取铜粉、硫化沉淀钴镍、沉淀母液浓缩－干燥－高温水解等工艺流程来提取铜、钴镍中间产品。主要技术要点是对氧化铜钴矿中的金属元素先用常压盐酸溶解浸出，用还原剂还原沉淀浸出液中铜，用硫化剂沉淀钴镍得到中间产品，沉钴镍后母液经过浓缩－干燥－高温水解得到含铁、镁等的金属氧化物，并回收氯化氢得到盐酸，回收盐酸用于矿浆的湿法氯化浸出。本发明专利技术综合回收铜、镍钴等，具有铜、钴镍浸出率高、能耗少、成本低、氯（盐酸）闭路循环以及项目工程投资少等特点。整个工艺简要、清洁，对环境友好。本发明专利技术尤其适应大规模工业生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种处理低品位氧化铜钴矿中分离提取铜和钴镍的工艺方法。
技术介绍
铜、钴、镍等是重要的有色金属，在全球经济中占有极其重要的地位。铜、钴和镍在地 球矿物中，往往共生；多以其硫化物、氧化物存在。由于所处地理环境的不同，铜钴镍的总 含量、硫化矿及氧化矿的含量不同，在湿热条件下完全风化的铜钴矿藏主要以氧化矿矿物为 主，而大多以硫化物物与氧化物矿物共存。目前处理氧化铜钴矿的方法有三种(1)浮选法；使用脂肪酸、胺类有机物或中性油乳 浊液等浮选药物对矿物进行直接浮选，以及对矿物进行硫化处理后再用浮选药物进行硫化浮 选。(2)高温火法处理；通过高温还原熔炼，将矿物中有价金属冶炼成合金(铜钴合金)(3) 化学浸矿；用化学试剂将矿石中有价金属溶解而与脉石矿物分离，再进行富集和精制，其中 硫酸浸出一萃取一电积流程是被广泛应用。对于处理低品位氧化铜钴矿，以上方法存在诸多不足。由于矿石中多矿物共存，脉石矿 物含量大，有价金属矿物嵌布不均匀；采用浮选法处理矿石时，药物捕收困难，浮选率低； 采用高温熔炼时，由于造渣成分低，石英等脉石含量大，引起熔炼温度高、渣比电阻大及能 耗高，渣量大而熔点高，出料操作困难等；化学浸矿是目前应用较广泛并效果较好的工艺方 法，但随着矿石品位和断降低和硫酸价格的不数年攀升，硫酸浸矿工艺的有价金属回收率低、 耗酸量大的劣势逐渐显露出来。随着全球经济的发展，全球对铜、钴和镍在需求增长迅速。但大量的低品位氧化铜矿尚 未开发，其原因就是用目前的处理技术处理低品位的氧化铜钴矿还存在诸多不足。因此，开 发适应范围广、投资省、能耗低、原材料消耗少、成本低、绿色环保的规模化、产业化技术 十分迫切。本专利技术提出一种短流程、低成本、少投入的资源综合利用的从氧化铜钴矿中分离提取铜、 钴镍的湿法冶金方法。
技术实现思路
为克服现有技术通用性不强、资源综合利用不足等，本专利技术提供一种投资少、资源综合 利用、矿物适用范围宽、工艺简洁、能耗低、生产成本低、酸和水闭路循不产生污染，对环 境友好、适应大规模生产的氧化铜钴矿中铜、钴镍的分离提取方法。本专利技术通过下列技术方案实现的，包括以下工艺步骤；(1) 盐酸浸矿将矿石破碎、碎磨制成矿浆，矿浆用盐酸进行常压拌浸出，将矿石中的铜、 钴镍、镁及部分铁以氯化物进入浸出液中，大部分铁被抑制在浸出渣中；(2) 还原沉淀提取铜粉将(l)步中得到的浸出液及浸出渣固液分离；调整浸出液pH值为 L0 2.5;将还原剂加入浸出液，使溶液中铜以金属铜粉沉淀，并与溶液分离，得到铜粉产品。(3) 硫化沉淀富集钴镍向提铜母液中加入硫化剂，使钴镍以硫化物沉淀并得到富集，固液 分离得到硫化物富集物；(4) 母液浓縮一干燥一焙烧将硫化沉淀母液蒸发浓縮，并雾化干燥成金属氯化物结晶粉末；氯化物结晶物在高温下水解，生成氯化氢，以及金属氧化物或金属氧化物与氯化物的混合物 的固体产物；(5) 回收氯化氢制造盐酸，返回浸矿；所述(l)步中，将矿石破碎、碎磨制成矿浆过程是对采出的矿石进行破碎(优选破碎至 -30mm)，当矿石含水量小于15%时适用干破，当矿石含水量大于15%时适用湿破；加水磨浆 的液固比为1 2:1，浆料过100目筛。所述(l)步中，浸出在常压常温的搅拌浸出槽中进行；常压为压力0.1MPa;温度10 6(TC; 过程控制物料中总的液体与固体的重量比3:1 4:1;浸出时间0.5 2小时。所用盐酸浓度不低于 28%HC1,盐酸用量根据矿石中可溶矿物的量，为理论用量的0.8 1.4。所述(2)步中固液分离，是通过固液分离操作将步骤(1)浸出完成后的浸出渣与浸出液分离； 浸出液是含有氯化铜、氯化钴、氯化铁、氯化镁等的溶液，浸出渣主要为石英和铁质物。所述(2)步中，调整溶液pH值是向浸出液中加入酸中和剂，使溶液pH为1.0 2.5;酸中和剂 可以为NaOH、 Na2C03、 CaO、 CaC03、 MgO、 MgCCb及其他碱性物质，本以明优选使用由步 骤(4)中高温水解产生的固体产物为酸中和剂，其中包含MgO、 Fe203等；中和操作在搅拌 反应器中进行，中和温度10 9(TC;中和操作完成后，通过固液分离去除过量的固体中和剂及 其他固体物。所述(2)步中，调整溶液pH值在较高温度下进行时，可直接使用灼热的高温水解固体产物； 通过加入足量的灼热中和剂，使溶液温度升高；也可以用灼热氯化氢气体间接对溶液加热。 所述(2)步中，所用还原剂以金属或合金类粉末为主，包括还原铁粉、铝粉、镁粉、锌粉，以 及铁、铝、镁、锌中的二种元素、三种元素或四种元素的合金粉，或其他能将溶液中铜离子 还原成单质铜的还原剂；以使用铁粉、镁粉或铁镁合金粉为佳，不会给溶液中增加杂质，且 相对价廉。本专利技术优先使用铁粉。所述(2)步中，还原操作在搅拌反应器中进行，还原温度10 9(TC;还原操作完成后，通过 固液分离去收集铜粉。所述(3)步中，提铜母液为完成步骤(2)后，分离提取铜粉后的母液；提铜过程中，母液pH值将有所升高，达到1.5~3.5。所述(3)步中，所用硫化剂为钠、铵、钙、镁等的简单硫化物、多硫化物、含氢硫化物， 或上述硫化物中的一种或几种，本专利技术优先使用硫化钠固体硫化剂。所述(3)步中，硫化沉淀在搅拌反应器中进行，操作温度10 90。C;硫化剂是在溶液不 断下缓慢加入。在采用非常温下操作时，采用的是(4)步中产生的灼热固体产物或氯化氢气体 为热源。所述(3)步中，硫化物富集物是以钴、镍和铁的硫化物为主的混合物，是硫化沉淀操作 后，固液分离后得到的固体产物，用于进一步精制钴、镍产品的原料。所述(4)步中，硫化沉淀母液是(3)步中固液分离出硫化物固体后的母液，主要含有 氯化镁、氯化亚铁等金属氯化物。所述(4)步中，蒸发浓縮是通过对母液加热，蒸发水分使溶液中氯化物浓度增加，达到 Cl总量200 250g/L;加热介质可以是热油、水蒸汽及其他热流体；本专利技术优先采用(4)步中 高温水解产生的高温氯化氢气体，可采用直接加热或间接加热的方式。所述(4)步中，雾化干燥是将总氯达200 250g/L的浓縮母液，通过喷雾雾化干燥；干燥 温度为200 35(TC;干燥产物为镁、铁等金属氯化物晶体粉末。所述(4)步中，蒸发浓缩、雾化干燥过程的加热介质可以是热油、水蒸汽及其他热流体； 本专利技术优先采用(4)步中高温水解产生的高温氯化氢气体或灼热固体产物为热源，可采用直 接加热或间接加热的方式。所述(4)步中，焙烧是对氯化物结晶进行热处理，使铁、镁等金属氯化物结晶与其中所 住含的水在调温下发生水解反应生成金属氧化物和氯化氢；焙烧温度600 900'C 。所述(4)步中，焙烧可用各种煤炭、焦炭、天然气、水煤气、液化石油气、石油类产品 (如柴油、重油、煤油等)等为燃料；燃料可单独使用，也可混合使用。所述(4)步中，焙烧用设备可为流化床、回转窑等；本专利技术优选回转窑。所述(5)步中，回收氯化氢制盐酸，是将通过蒸发浓縮、雾化干燥过程中热交换后降温 的氯化氢气体用冷水吸收，制成盐酸；回收盐酸返回作为矿石浸出用酸。所述(2) 、 (3)中，固液分离可以用浓密机、高效浓密机、板框过滤机、真空过滤机、 带式过滤机等过滤机中的一种或几种混用。本专利技术针对氧化铜钴矿品位低、硅镁铁含量高本文档来自技高网...
【技术保护点】
氧化铜钴矿中铜、钴镍的分离提取方法，其特征在于，包括以下工艺步骤： （１）盐酸浸矿：将矿石破碎、碎磨制成矿浆，矿浆用盐酸进行常压搅拌浸出，将矿石中的铜、钴镍、镁及部分铁以氯化物进入浸出液中，大部分铁被抑制在浸出渣中； （２）还原沉淀提取铜粉：将（１）步中得到的浸出液及浸出渣固液分离；调整浸出液ｐＨ值至１．０～２．５，将还原剂加入浸出液，使溶液中铜以金属铜粉沉淀，并与溶液分离，得到铜粉产品； （３）直接硫化沉淀富集钴镍：不沉淀分离铁，直接向提铜母液中加入硫化剂，使钴镍以硫化物沉淀并得到富集，固液分离得到硫化物富集物； （４）母液浓缩－干燥－焙烧：将硫化沉淀母液蒸发浓缩，并雾化干燥成金属氯化物结晶粉末；氯化物结晶物在高温下水解，生成氯化氢，以及金属氧化物或金属氧化物与氯化物的混合物的固体产物；回收氯化氢制造盐酸，返回浸矿。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡启阳，李新海，王志兴，郭华军，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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