采用钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法

摘要

本发明公开一种采用钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法，其特征是包括以下步骤：(1)氧化浸出工序：将水、浓硫酸、浓硝酸、催化剂按体积比10：0.5～6：0.5～6：0.1～10的比例制成混合酸溶液；然后加入钴铜合金块，使钴铜合金的钴铜铁浸出进入到溶液中；(2)固液分离工序：待反应至溶液酸度达到10～50g/L时，通过虹吸方式将上清液吸出，与未完全溶解的钴铜合金分离，未完全溶解的钴铜合金继续按工序(1)的方法进行浸出。此方法工艺流程短，生产成本低，有利于钴铜合金金属元素综合回收，适用工业化生产。

权利要求

1.一种采用钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法，其特征是包括以下步骤：(1)氧化浸出工序：将水、浓硫酸、浓硝酸、催化剂按体积比10∶0.5～6∶0.5～

6∶0.1～10的比例制成混合酸溶液；然后加入钴铜合金块，使钴铜合金的钴铜铁浸出进入到溶液中；所述的钴铜合金钴铜铁成分为：Co：1％～50％、Fe：1％～50％、Cu：1％～

50％；所述的催化剂是含氟的无机酸或无机盐配制的水溶液，配制浓度为20～500g/L；所述浸出工序的预热温度控制在20℃～90℃之间，反应温度控制在20～90℃；所述的浸出工序浸出液终点的pH值控制1.0～5.0之间；所述的浸出工序反应时间控制1～10小时；

(2)固液分离工序：待反应至溶液酸度达到10～50g/L时，通过虹吸方式将上清液吸出，与未完全溶解的钴铜合金分离，未完全溶解的钴铜合金继续按工序(1)的方法进行浸出。

2.根据权利要求1所述采用钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法，其特征是：所述的钴铜合金为块状、粒状、粉状。

3.根据权利要求1所述的采用钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法，其特征是：所述采用硫酸与硝酸的混合酸进行氧化浸出时，混合酸中的硫酸与硝酸的浓度各为50～

500g/L，混合酸中的硫酸和硝酸摩尔比1∶0.2～2。

说明书

采用钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法，是一种采用比较简单的工艺从钴铜合金中浸出钴、铜、铁的方法。

背景技术

[0002] 随着经济的发展，特别是电池材料、超细粉体材料和超硬材料的迅速发展，导致相关有色金属材料的消费量也在快速增长，特别是钴资源的消费势头迅猛。而中国钴资源相对缺乏，根据数据统计，目前中国约有26家厂商用钴精矿生产各类钴产品，总的年产量为15000吨钴金属量，其中金川产量占27％。中国已经成为全球第二大钴生产国，在全球钴市场中具有举足轻重的作用。

[0003] 钴铜合金是生产金属钴和各种成品的重要原料，俗称钴白合金或钴红合金或钴AB合金，主要产自非洲。钴铜合金通过电炉还原熔炼氧化铜钴矿及含钴的铜炉渣制得，一般含钴：含钴Co：1％～50％、铁Fe：1％～50％、铜Cu：1％～50％，这种合金原料处理难度较大，主要问题是钴、铜的收率低，成本高、工艺流程长。目前处理钴铜合金的方法主要有电溶法、硫化浸出法、高温高压浸出法、球磨机械活化酸浸法、氯气浸出法、直接浸出法、熔炼雾化浸出法等，但是都存在浸出效率低、设备复杂、成本高、工艺流程长、难以实现工艺化。钴白合金的处理方法专利也有报道：专利号为2005100620166、名称为《一种处理钴铜合金的方法》，介绍一种钴铜合金的处理方法，存在适应性差，设备腐蚀严重、酸容易挥发、需要球磨机械破碎等缺点；专利号为200710069068.5、名称为《一种硫酸处理钴铜合金的方法》，该方法也存在需要球磨机械活化破碎、反应速度较慢等缺点；专利号为200610032051.8、名称为《一种从铜钴铁合金中浸出有价金属的方法》，该方法浸出效率低、设备复杂、成本高、工艺流程长、难以实现工艺化。

[0004] 钴铜合金有效综合回收技术一直大家关注的热点，由于钴铜合金硬度高，具有一定的延展性，用普通破碎设备难以破碎，而且钴铜铁形成共熔体结构稳定，在一般条件下难以溶于常用的无机酸，影响了浸出的进行，导致浸出过程中金属元素回收率低，一直以来钴铜合金浸出工艺没有得到很好的突破，目前尚未见到有关工业生产报道，钴铜合金的工业生产回收对弥补国内钴资源短缺具有重要意义。

[0005] 为了寻找理想的处理钴铜合金的工业生产方法，弥补国内钴资源紧缺，本发明人自主研究开发了处理钴铜合金新技术为核心，建成一套具有良好经济效益的钴、铜等金属综合回收生产线，促进钴铜合金的综合回收，并以电池材料和粉体材料以及有色金属功能材料为发展方向，在现有的工作的基础上，进一步开发各种高附加值材料。

发明内容

[0006] 本发明的目的是克服现有处理方法存在不足，解决湿法工业高效率回收钴铜合金难的问题，提供一种采用钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法，其工艺流程短、生产成本低、有利于钴铜合金金属元素综合回收，适用工业化生产。

[0007] 本发明的目的是通过下述方式实现的：

[0008] 一种采用钴铜合金作原料工业提取钴、铜、铁的方法，其特征在于：钴铜合金不需破碎、球磨处理，在常压下直接采用按一定比例的混合酸加热浸出，再将钴铜铁浸出液分离。主要包括以下步骤：

[0009] (1)氧化浸出工序：将水、浓硫酸、浓硝酸、催化剂按体积比10：0.5～6：0.5～6：0.1～10的比例制成混合酸溶液；然后加入钴铜合金块，使钴铜合金的钴铜铁浸出进入到溶液中；

[0010] (2)固液分离工序：待反应至溶液酸度达到10～50g/L时，通过虹吸方式将上清液吸出，与未完全溶解的钴铜合金分离，未完全溶解的钴铜合金继续按工序(1)的方法进行浸出。

[0011] 所述的钴铜合金可以为块状、粒状、粉状。

[0012] 所述的钴铜合金钴铜铁成分为：Co：1％～50％、Fe：1％～50％、Cu：1％～50％。

[0013] 所述采用硫酸与硝酸的混合酸进行氧化浸出时，混合酸中的硫酸与硝酸的浓度各为50～500g/L，混合酸中的硫酸和硝酸摩尔比1：0.2～2。

[0014] 所述的催化剂具有催化作用和抗钝化作用，主要是含氟的无机酸(如HF)或无机盐(如NH4F、NaF、KF、MgF2、CaF2等)配制的水溶液，配制浓度为20～500g/L。

[0015] 所述浸出工序的预热温度控制在20℃～90℃之间，反应温度控制在20～90℃。

[0016] 所述的浸出工序浸出液终点的pH值控制1.0～5.0之间。

[0017] 所述的浸出工序反应时间控制1～10小时。

[0018] 采用上述方法后，本发明具有如下特点：

[0019] 一、采用特殊的浸出液配方，工艺流程短，在常压条件下，即可轻松使钴铜铁等金属浸出，钴、铜、铁浸出达到95～99.5％；

[0020] 二、解决了传统球磨湿法处理钴铜合金工艺存在的缺陷，钴铜合金的形状适应性强，不需要球磨机械活化、破碎等工序；

[0021] 三、操作简单，易于控制；

[0022] 四、浸出反应速度快，浸出作业效率高；

[0023] 五、钴和铜的浸出率高，钴和铜的实收高；解决了硫酸浸出钴效率低的问题，有利于钴铜合金金属元素综合回收；

[0024] 六、可大幅度地降低投资，减少操作人员，生产成本低，具有节能、环保、安全、适应性强等优点，适用工业化生产。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施方案对本发明的主要工艺过程进行简述：它主要包括以下步骤：

[0026] (1)氧化浸出工序：将水、浓硫酸、浓硝酸、催化剂按体积比10：0.5～6：0.5～6：0.1～10的比例制成混合酸溶液；混合酸中的硫酸与硝酸的浓度各为50～500g/L，混合酸中的硫酸和硝酸摩尔比1：0.2～2；催化剂具有催化作用和抗钝化作用，主要是含氟的无机酸(如HF)或无机盐(如NH4F、NaF、KF、MgF2、CaF2等)配制的水溶液，配制浓度为20～
500g/L；然后加入钴铜合金块，钴铜合金可以为块状、粒状、粉状，钴铜合金的钴铜铁成分