綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，該方法為全濕法冶煉工藝，該方法主要包括如下步驟：首先，采用高壓氧氣或富氧空氣將熔融態(tài)的鈷銅合金進行氣霧化氧化制粉；然后，在加壓釜內(nèi)加入浸出劑、催化劑和鈷銅合金，進行加壓催化氧化浸出，使鈷銅合金中的鈷、銅氧化浸出，以離子形式進入浸出液中，鈷銅合金中的鐵經(jīng)過浸出、轉(zhuǎn)化，最終則以鐵紅的形式留存于浸出渣中；最后，將所得浸出液進行分離、凈化、提純，分別得到符合國標(biāo)的鈷產(chǎn)品和銅產(chǎn)品，浸出渣則采用強磁選方法進行磁選分離，得到符合國標(biāo)的鐵紅產(chǎn)品。本發(fā)明具有流程短、操作簡單、能耗消耗低、金屬回收率高、成本低等優(yōu)點，而且實現(xiàn)了鈷銅合金中高含量鐵的綜合回收利用。
【專利說明】綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈷銅合金的濕法冶金方法及一種綜合回收鈷銅合金中多金屬有價元素鈷、銅、鐵的有效方法，尤其涉及一種綜合回收鈷銅合金中高含量鐵的有效方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈷銅合金是銅冶煉過程中，轉(zhuǎn)爐吹煉得到的轉(zhuǎn)爐渣經(jīng)電爐造硫和還原熔煉后，得到富含銅、鈷、鐵等元素的合金渣。該合金一般含鈷8%?30%、銅10%?35%、鐵10%?50%，此外，還含有一定量的硅、錳、鎳。當(dāng)該合金中含銅高時，合金外表顏色呈現(xiàn)紫紅色，稱之為赤合金；當(dāng)該合金中含鈷高時，合金外表顏色呈現(xiàn)灰白色，稱之為白合金。該合金為水淬產(chǎn)物，驟冷時邊部收縮，致使原料多為球狀，一般以8mm為限；8mm以上多為不規(guī)則結(jié)核狀，渾圓狀周邊，棱角不突出，個別顆粒帶有枝杈似“水雷狀”，最大粒度長軸大于20_ ；8mm以下多為球粒狀，主要以2mm?5mm為主，粒度小于2mm的較少。`這種鈷銅合金大量來源于非洲，在當(dāng)?shù)匾讯汛媪私?0年。目前，該合金作為鈷、銅原料，大量從干果金、扎伊爾、贊比亞等國家輸入我國，成為我國廣泛使用、價值量大的有價原料，深受鈷、銅加工企業(yè)的青睞。
[0003]目前，處理鈷銅合金的主要工藝路線為:首先，將合金進行球磨或霧化制粉，將合金制成一定粒度的合金粉，以備后續(xù)浸出使用；然后，在鹽酸、硫酸或二者混合酸中進行催化氧化浸出，使合金中的金屬元素鈷、銅、鐵較完全浸出，進入浸出液，備后續(xù)凈化、分離使用；其次，將浸出液中大量的鐵除去，并在后續(xù)工藝中除去其他雜質(zhì)元素；最后，分離、提純銅、鈷，根據(jù)所需產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，得到滿足國標(biāo)的相應(yīng)銅、鈷產(chǎn)品。
[0004]上述主體工藝中，由于鈷銅合金中鐵的含量很高，一般含鐵在30%左右，有的高達40%，甚至50%。浸出過程中，該合金中的鐵幾乎完全浸出，進入浸出液；在凈化除鐵過程中，不僅消耗大量的試劑、材料，動力消耗大，且工序長、操作繁雜，生產(chǎn)成本高。更為重要的是鐵渣量大，夾帶了大量的鈷、銅有價元素，導(dǎo)致鈷、銅大量損失(鈷、銅損失在5%左右)，影響有價元素的回收率，不利于鈷、銅的回收；同時，增加了后續(xù)提純分離處理的負(fù)荷，提高了勞動成本；最為重要的是鈷銅合金中高含量的鐵沒有得到綜合回收利用，不符合低碳環(huán)保的冶金理念。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的浸出率低、效率低、能耗高、污染環(huán)境、渣量大、鈷銅回收率低，更為重要的是合金中鐵不能綜合回收利用等弊端，提供了一種清潔、高效、資源綜合利用率高、綠色環(huán)保的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，該方法具有流程短、操作簡單、原料消耗少、能耗低、金屬的回收率高、生產(chǎn)成本低等特點，能實現(xiàn)清潔節(jié)能、環(huán)境友好的冶金目的，尤其是綜合回收了鈷銅合金中的高含量鐵，使其中的鐵資源化、變廢為寶。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，該方法為全濕法冶煉工藝，該方法主要包括如下步驟:(1)氣霧化氧化制粉:在氣霧化制粉設(shè)備內(nèi)將鈷銅合金熔化，采用高壓氧氣或富氧空氣將熔融態(tài)的鈷銅合金進行氣霧化氧化制粉，使合金粉充分氧化，過篩，得鈷銅合金粉末；
(2)加壓催化氧化浸出:在加壓釜內(nèi)加入浸出劑、催化劑和步驟(I)所得的鈷銅合金粉，加熱達到浸出溫度后，向加壓釜中通入氧氣或富氧空氣(優(yōu)選為氧氣)，進行加壓催化氧化浸出處理；在加壓催化氧化浸出處理過程中，使鈷銅合金粉中的鈷、銅以Co2+、Cu2+的形式浸出，并使鈷銅合金粉中的鐵經(jīng)過浸出、鐵離子的轉(zhuǎn)化，以鐵紅的形式留存于浸出渣中；
(3)分離提純:上述的加壓催化氧化浸出處理完成后，將所得的浸出液進行分離、凈化、提純，分別得到鈷產(chǎn)品和銅產(chǎn)品，浸出渣另行回收處理。
[0007]上述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)的加壓催化氧化浸出處理完成后，得到的浸出液中鐵元素的總濃度小于0.lg/L，浸出液的pH值優(yōu)選在0.5-3.0范圍內(nèi)，這便極大地簡化了后續(xù)從浸出液中提取鈷、銅的工藝。相應(yīng)的，所述步驟
(4)鈷銅合金中的鐵浸出進入浸出液中，在所述工藝下，浸出液中的鐵轉(zhuǎn)化為鐵紅(Fe2O3),鐵主要以鐵紅的形式殘留于浸出渣中。所述浸出渣另行回收處理即是指采用磁選方法對浸出渣進行磁選分離，在磁感應(yīng)強度B大于1.5T的條件下，將浸出渣中的鐵紅(Fe2O3)分離出來得到磁選尾礦和符合GB1863-89中HOtll,的鐵紅產(chǎn)品。磁選尾礦可作為廢渣棄去，鐵紅產(chǎn)品可進行綜合利用，用于生產(chǎn)顏料、油漆、油墨、橡膠、催化劑、玻璃、寶石、拋光粉等產(chǎn)品，也可用作煉鐵、煉鋼原料。
[0008]上述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，所述步驟(I)中，在氣霧化制粉設(shè)備內(nèi)，所述高壓氧氣或富氧空氣的氣體壓力控制在3MPa-10MPa，將鈷銅合金熔化的溫度優(yōu)選控制在1200°C-1600°C，以便使合金充分熔化，形成均一熔體。
[0009]上述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，所述步驟(I)中，過篩后控制所得鈷銅合金粉末粒度-200目大于90%，篩上物返回至氣霧化制粉設(shè)備重新制粉。
[0010]上述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，所述步驟(2)中，所述浸出劑優(yōu)選為硫酸或鹽酸中的至少一種(優(yōu)選為h2so4)。添加浸出劑后，所述加壓催化氧化浸出的浸出體系中[H+]優(yōu)選在1.0mol.L-1-1Omol.L-1的范圍內(nèi)。
[0011]上述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，所述步驟(2)中，所述催化劑為Fe2+可溶鹽、Fe3+可溶鹽、Cu2+可溶鹽中的至少一種。所述催化劑優(yōu)選為硫酸鐵，所述硫酸鐵加入量優(yōu)選為鈷銅合金粉加入量的5%-10%，硫酸鐵溶于所述浸出體系后，浸出體系中起始[Fe3+]在 0.0lmol.L 1 -1.0mol.L 1 的范圍內(nèi)。
[0012]上述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，所述步驟(2)的加壓催化氧化浸出處理完成后，得到的浸出液中Co2+、Cu2+的濃度分別為35g/L-55g/L和30g/L-50g/L。
[0013]上述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，所述步驟(2)中優(yōu)選的工藝參數(shù)及條件包括:浸出溫度控制在100°c-250°C，浸出的液固比為2-10: 1，浸出的攪拌速度為200r/min-900r/min,浸出時間在30min-240min的范圍內(nèi)，氧分壓在0.1-1.0Mpa0
[0014]上述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，所述步驟(3)中，分離、提純的方法可采用常規(guī)冶金方法，例如通過化學(xué)沉淀、溶劑萃取或離子交換等常規(guī)工藝，可將浸出液中鈷、銅及雜質(zhì)離子進行分離、凈化、提取，分別得到鈷產(chǎn)品、銅產(chǎn)品。
[0015]本發(fā)明的上述技術(shù)方案提出了一種清潔、高效提取鈷銅合金中多金屬的工藝方法，尤其是提取、綜合回收鈷銅合金中鐵的有效方法。該工藝方法的主要技術(shù)思路為:氣霧化氧化制粉一加壓催化氧化浸出一浸出液經(jīng)凈化、分離、提純得銅、鈷產(chǎn)品一浸出渣磁選得鐵紅產(chǎn)品。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝方法的優(yōu)點在于:
1.本發(fā)明的氣霧化氧化制粉極大地提高了后續(xù)浸出工序的綜合效果。在氣霧化制粉設(shè)備中，通過氣霧化氧化制粉，將鈷銅合金霧化氧化制粉，經(jīng)過一次制粉、過篩后可得-200目粒度級大于90%的鈷銅合金粉，篩下物備浸出使用，篩上物則返回氣霧化氧化制粉步驟；經(jīng)過二次制粉后，-200目粒度級鈷銅合金粉的總成粉率可大于99.6% ;與此同時，鈷銅合金粉得到充分氧化，粉體形態(tài)得到改變。經(jīng)過本發(fā)明的氣霧化氧化制粉步驟，所得鈷銅合金粉的粒度和形態(tài)有利于后續(xù)步驟中的催化氧化浸出，有效克服了傳統(tǒng)球磨工序中所存在的能耗高、難以達到試驗研究要求的粉體粒度(合金中含銅高，由于銅的延展性和韌性強，傳統(tǒng)的球磨工藝難以達到所需粒度要求)、合金粉末形態(tài)難以控制(傳統(tǒng)的水霧化工序難以改變合金粉末的形態(tài))等不足。因此，本發(fā)明采用的氣霧化氧化制粉，不僅有利于降低鈷銅合金粉的粒度，而且有利于鈷銅合金粉形態(tài)的改變和控制，為后續(xù)的浸出處理創(chuàng)造較好的前提條件。
[0017]2.本發(fā)明的加壓催化氧化浸出實現(xiàn)了多元操作一體化，強化了浸出效率。首先，本發(fā)明的加壓催化氧化浸出過程是在加壓釜內(nèi)進行，在加壓催化氧化浸出過程中，加壓釜處于高度密封狀態(tài)，通入的氧化劑可循環(huán)利用，氧化劑的利用率高，鈷銅合金中有價元素浸出率高、浸出效率更好。另外，本發(fā)明的加壓催化氧化浸出過程是集加壓、催化、氧化、浸出等復(fù)雜過程于一體，在同一個設(shè)備中，同時實現(xiàn)了鈷銅合金高效浸出這一單元過程，具有浸出時間短、試劑利用率高、有價元素浸出率高等諸多優(yōu)點，極大地提高了浸出工藝的綜合效果，有效克服了傳統(tǒng)常壓浸出、催化浸出、氧化浸出等單一浸出工藝所表現(xiàn)出的浸出時間長、試劑消耗量大、目標(biāo)元素浸出率低、浸出效果差等方面的不足，將浸出的多元操作融于一體，實現(xiàn)了浸出綜合效果的最大化，達到了清潔、高效、節(jié)能的冶金目的。
[0018]3.本發(fā)明的加壓催化氧化浸出工藝顯著降低了浸出液中鐵的濃度，簡化了后續(xù)鈷、銅的提取工藝。在本發(fā)明 的加壓催化氧化浸出過程中，其主要工藝原理為:
2Cu+4H++03=2Cu2++2H20
Co+2H.=Co2++H2
Fe+2H+ =Fe2++H2
4Fe2++4H++02=4Fe3++2H20
2Fe3++3H20=Fe203 丨 +6H+
因此，在加壓催化氧化浸出過程中，鈷銅合金中的鈷、銅、鐵被高效地浸出，并進入浸出液，浸出液中鈷、銅濃度高；浸出所得高濃度的Fe2+被氧化劑O2氧化為Fe3+，與此同時，在本發(fā)明工藝條件下，F(xiàn)e3+立即轉(zhuǎn)化為鐵紅(Fe2O3)沉淀，使鈷銅合金中的鐵以鐵紅的形式沉淀于浸出洛中，從而使浸出液中鐵的濃度小于0.lg/L，有利于后續(xù)浸出液中鈷、銅的凈化、分離和提取，簡化了后續(xù)提取鈷、銅的操作工藝，試劑、原料消耗大大減少，減少了有價元素鉆、銅的損失，提聞了目標(biāo)兀素的回收率；而現(xiàn)有鉆銅合金的提取工藝中，鉆銅合金中聞含量的鐵幾乎被完全浸出進入浸出液，使浸出液中鐵的濃度高于40g/L，這極大地增加了后續(xù)凈化處理的負(fù)荷，使處理工藝復(fù)雜化，沉淀劑耗量大，生產(chǎn)成本增大；渣量大，有價元素鈷、銅因除鐵帶來的夾帶、損失嚴(yán)重(鈷、銅損失在5%左右)，不利于鈷、銅的回收。[0019]4.本發(fā)明的方法實現(xiàn)了對鈷銅合金中高含量的鐵的綜合回收利用，實現(xiàn)了資源利用的最大化。本發(fā)明通過在特定優(yōu)選的工藝條件下進行加壓催化氧化浸出，使鈷銅合金中鈷、銅高效地浸出進入浸出液，鈷銅合金中高含量的鐵(35%左右、有的高達50%)經(jīng)過浸出、鐵離子的轉(zhuǎn)化，鐵主要以鐵紅的形式進入浸出渣，而浸出液中鐵的濃度小于0.lg/L。浸出渣經(jīng)過采用磁選分離處理，可得到含F(xiàn)e2O3大于96.30%的鐵紅產(chǎn)品，產(chǎn)品滿足GB1863-89中HOtll,的要求。因此，本發(fā)明不僅綜合回收了鈷銅合金中高含量的鐵，使之能以產(chǎn)品鐵紅的形式廣泛應(yīng)用于涂料、橡膠著色劑、防老化劑、塑料著色劑、化學(xué)纖維、造革工業(yè)等領(lǐng)域，變廢為寶，實現(xiàn)廢棄資源的綜合利用(縱觀國內(nèi)外關(guān)于鈷銅合金處理的文獻，尚未見到有對該合金中高含量鐵的綜合利用的相關(guān)報道)；而且，本發(fā)明的工藝大大簡化了提取鈷、銅的步驟，降低了原料消耗，提高了鈷、銅的回收回收率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例中工藝方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護范圍。
[0022]以下各優(yōu)選實施例均采用同一鈷銅合金原料，其主要成分為:Co 28.01%，Cu21.37%, Fe 37.31%, Si 1.08%,粒度一般在 0.5 ?IOmm 范圍內(nèi)。
[0023]實施例1:
一種如圖1所示本發(fā)明的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，包括以下步驟:
(O氣霧化氧化制粉:在氣霧化制粉設(shè)備中，加入60千克不同粒度的鈷銅合金，在1450°C的溫度下，使鈷銅合 金充分熔化、合金熔體混合均勻，并恒溫40分鐘；采用壓力為5MPa氧氣將熔融態(tài)的合金霧化氧化制粉，所得粉末經(jīng)過-200目的篩子篩分，篩上物返回氣霧化制粉設(shè)備制粉，篩下物備用于后續(xù)的加壓催化氧化浸出步驟。
[0024](2)加壓催化氧化浸出:將經(jīng)過步驟(I)處理后的鈷銅合金粉，在加壓釜內(nèi)進行催化氧化浸出，催化氧化浸出在硫酸浸出體系中進行，選硫酸鐵為催化劑、氧氣為氧化劑；具體而言，首先，向高壓釜內(nèi)加入715ml自來水，并加入試劑硫酸85ml ;然后，向高壓釜內(nèi)加入12.0g的硫酸鐵和200g的鈷銅合金粉，密封好高壓釜，設(shè)定浸出溫度為135°C，開啟浸出攪拌裝置及加熱裝置，使攪拌速度為450r達到浸出溫度后，向高壓釜內(nèi)通入氧分壓為
0.2Mpa的氧氣，恒溫浸出2.5小時；最后，按照操作規(guī)程，拆卸高壓釜，過濾，得濾液(即浸出液)和浸出洛，分別檢測濾液中銅、鈷、鐵的濃度，并分別計算浸出率。銅、鈷的浸出率分別為99.17%、99.86%，浸出液中鐵的總濃度為0.04g/L。
[0025](3)浸出液的分離、提純:經(jīng)過步驟(2)浸出后所得浸出液采用常規(guī)冶金方法，分離、凈化、提取分別得到合格鈷、銅產(chǎn)品。
[0026](4)浸出渣磁選得鐵紅產(chǎn)品:經(jīng)過步驟(2)、(3)后所得浸出渣經(jīng)過預(yù)處理，在磁感應(yīng)強度B為1.55T的條件下，進行磁選分離，磁選尾礦作為廢渣棄去；浸出渣中的Fe2O3分離出來，得到鐵紅產(chǎn)品，產(chǎn)品含F(xiàn)e2O3 96.83%，產(chǎn)品主要指標(biāo)滿足GB1863-89中H0Q1_Q4的要求。
[0027]實施例2:一種如圖1所示本發(fā)明的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，包括以下步驟:
(O氣霧化氧化制粉:在氣霧化制粉設(shè)備中，加入60千克不同粒度的鈷銅合金，在1550°C的溫度下，使鈷銅合金充分熔化、合金熔體混合均勻，并恒溫40分鐘；采用壓力為6MPa的氧氣將熔融態(tài)的合金霧化氧化制粉，所得粉末經(jīng)過-200目的篩子篩分，篩上物返回氣霧化制粉設(shè)備制粉，篩下物備用于后續(xù)的加壓催化氧化浸出步驟。
[0028](2)加壓催化氧化浸出:將經(jīng)過步驟(I)處理后的鈷銅合金粉，在加壓釜內(nèi)進行催化氧化浸出，催化氧化浸出在硫酸浸出體系中進行，選用硫酸鐵為催化劑、氧氣為氧化劑；具體而言，首先，向高壓釜內(nèi)加入880ml自來水，并加入試劑硫酸120ml ;然后，向高壓釜內(nèi)加入10.0g的硫酸鐵和200g的鈷銅合金粉，密封好高壓釜，設(shè)定浸出溫度為145°C，開啟浸出攪拌裝置及加熱裝置，使攪拌速度為450r達到浸出溫度后，向高壓釜內(nèi)通入氧分壓為0.2Mpa的氧氣，恒溫浸出2.5小時；最后，按照操作規(guī)程，拆卸高壓釜，過濾，得濾液(即浸出液)和浸出洛，分別檢測濾液中銅、鈷、鐵的濃度，并分別計算浸出率。銅、鈷的浸出率分別為99.07%,99.88%，浸出液中鐵的總濃度為0.03g/L。
[0029](3)浸出液的分離、提純:經(jīng)過步驟(2)浸出后所得浸出液采用常規(guī)冶金方法，分離、凈化、提取分別得到合格鈷、銅產(chǎn)品。
[0030](4)浸出渣磁選得鐵紅產(chǎn)品:經(jīng)過步驟(2)、(3)后所得浸出渣經(jīng)過預(yù)處理，在磁感應(yīng)強度B為1.6T的條件下，進行磁選分離，磁選尾礦作為廢渣棄去；浸出渣中的Fe2O3分離出來，得到鐵紅產(chǎn)品，產(chǎn)品含F(xiàn)e2O3 96.39%，產(chǎn)品主要指標(biāo)滿足GB1863-89中H0Q1_Q4的要求。
[0031]實施例3:. 一種如圖1所示本發(fā)明的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，包括以下步驟:
(O氣霧化氧化制粉:在氣霧化制粉設(shè)備中，加入60千克不同粒度的鈷銅合金，在1550°C的溫度下，使鈷銅合金充分熔化、合金熔體混合均勻，并恒溫50分鐘；采用壓力為
5.5MPa的氧氣將熔融態(tài)的合金霧化氧化制粉，所得粉末經(jīng)過-200目的篩子篩分，篩上物返回氣霧化制粉設(shè)備制粉，篩下物備用于后續(xù)的加壓催化氧化浸出步驟。
[0032](2)加壓催化氧化浸出:將經(jīng)過步驟(I)處理后的鈷銅合金粉，在加壓釜內(nèi)進行催化氧化浸出，催化氧化浸出在硫酸浸出體系中進行，選用硫酸鐵為催化劑、氧氣為氧化劑；具體而言，首先，向高壓釜內(nèi)加入800ml自來水，并加入試劑硫酸IOOml ;然后，向高壓釜內(nèi)加入14.0g的硫酸鐵和200g的鈷銅合金粉，密封好高壓釜，設(shè)定浸出溫度為145°C，開啟浸出攪拌裝置及加熱裝置，使攪拌速度為500r達到浸出溫度后，向高壓釜內(nèi)通入氧分壓為0.25Mpa的氧氣，恒溫浸出2.5小時；最后，按照操作規(guī)程，拆卸高壓釜，過濾，得濾液(即浸出液)和浸出渣，分別檢測濾液中銅、鈷、鐵的濃度，并分別計算浸出率。銅、鈷的浸出率分別為99.02%,99.32%，浸出液中鐵的總濃度為0.06g/L。
[0033](3)浸出液的分離、提純:經(jīng)過步驟(2)浸出后所得浸出液采用常規(guī)冶金方法，分離、凈化、提取分別得到合格鈷、銅產(chǎn)品。
[0034](4)浸出渣磁選得鐵紅產(chǎn)品:經(jīng)過步驟(2)、(3)后所得浸出渣經(jīng)過預(yù)處理，在磁感應(yīng)強度B為1.65T的條件下，進行磁選分離，磁選尾礦作為廢渣棄去；浸出渣中的Fe2O3分離出來，得到鐵紅產(chǎn)品，產(chǎn)品含F(xiàn)e2O3 96.30%，產(chǎn)品主要指標(biāo)滿足GB1863-89中H0Q1_Q4的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，該方法為全濕法冶煉工藝，該方法主要包括如下步驟: (1)氣霧化氧化制粉:在氣霧化制粉設(shè)備內(nèi)將鈷銅合金熔化，采用高壓氧氣或富氧空氣將熔融態(tài)的鈷銅合金進行氣霧化氧化制粉，過篩，得鈷銅合金粉末； (2)加壓催化氧化浸出:在加壓釜內(nèi)加入浸出劑、催化劑和步驟(I)所得的鈷銅合金粉，加熱達到浸出溫度后，向加壓釜內(nèi)通入氧氣或富氧空氣，進行加壓催化氧化浸出處理；在加壓催化氧化浸出過程中，使鈷銅合金粉中的鈷、銅分別以Co2+、Cu2+的形式浸出到浸出液中，并使鈷銅合金粉中的鐵經(jīng)過浸出、鐵離子的轉(zhuǎn)化，最終則以鐵紅的形式留存于浸出渣中； (3)分離提純:上述的加壓催化氧化浸出處理完成后，將所得浸出液進行分離、凈化、提純，分別得到鈷產(chǎn)品和銅產(chǎn)品，浸出渣另行回收處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述步驟(2)的加壓催化氧化浸出處理完成后，得到的浸出液中鐵元素的總濃度小于0.lg/L，浸出液的PH值在0.5-3.0范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述浸出渣另行回收處理是指采用強磁選方法對浸出渣進行磁選分離，得到磁選尾礦和鐵紅產(chǎn)品，磁選分離時磁感應(yīng)強度B大于1.5T。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，在氣霧化制粉設(shè)備內(nèi)，所述高壓氧氣或富氧空氣的氣體壓力控制在3MPa-lOMPa，將鈷銅合金熔化的溫度控制在1200°C-1600°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，過篩后控制所得鈷銅合金粉末粒度-200目大于90%，篩上物返回至氣霧化制粉設(shè)備重新制粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述浸出劑為硫酸或鹽酸中的至少一種；所述加壓催化氧化浸出的浸出體系中[H+]在1.0mol.-1-IOmol.-1的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述催化劑為Fe2+可溶鹽、Fe3+可溶鹽、Cu2+可溶鹽中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述催化劑為硫酸鐵，所述硫酸鐵加入量為鈷銅合金粉加入量的5%-10% ;硫酸鐵溶于所述浸出體系后，浸出體系中起始[Fe3+]在0.0lmol.-1-1.0mol.-1的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述步驟(2)的加壓催化氧化浸出處理完成后，得到的浸出液中Co2+、Cu2+的濃度分別為35g/L-55g/L 和 30g/L -50g/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的綜合回收鈷銅合金中鈷、銅、鐵的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，浸出溫度控制在100°C-250°C，浸出時的液固比為2-10: 1，浸出時的攪拌速度為200r/min-900r/min,浸出時間在30min-240min的范圍內(nèi)，氧分壓在·0.1 -1.0Mpa0
【文檔編號】C22B7/04GK103436708SQ201310411392
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】侯曉川 申請人:長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司