專利名稱：含鈷礦石的浸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法冶煉工藝，尤其是涉及含鈷礦石的浸出方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上的礦石冶煉是通過(guò)火法冶煉工藝進(jìn)行的。近年來(lái)開(kāi)發(fā)出了濕法冶煉技術(shù)。 由于濕法冶煉能夠有效地減少對(duì)環(huán)境的污染，并且能夠適用多種不同的礦，因此正逐漸取 代火法冶煉。 目前的濕法冶煉工藝多采用硫酸浸出方法，能夠浸出礦石中所含有的多種金屬元 素。如果不能對(duì)這些金屬元素進(jìn)行回收的話，將是極大的浪費(fèi)，而且浸出液中的某些成分還 可能對(duì)人體造成傷害。例如對(duì)含鈷礦石進(jìn)行浸出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量含有硫酸鈷的溶液，傳統(tǒng)的 處理方法是將含有硫酸鈷的溶液進(jìn)行加熱蒸發(fā)，得到硫酸鈷晶體。但這種處理方法的缺點(diǎn) 是成本高，效率低，需要消耗大量的能源，并且所得到的硫酸鈷晶體的純度低。
傳統(tǒng)的方法使用硫化氫和其他硫化劑從含有鈷的溶液中沉淀硫化鈷。該工藝雖然 可以獲得高品質(zhì)產(chǎn)品，但作業(yè)是在毒性環(huán)境中進(jìn)行的，存在不安全因素，生產(chǎn)成本高。使用 其他硫化劑例如硫化鈉則產(chǎn)品純度低，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)環(huán)境不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題之一。 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種能夠增大硫酸鈣的粒度從而更好回收鈷的 含鈷礦石的低成本浸出方法。 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的含鈷礦石的浸出方法包括以下步驟A)將含鈷礦石與硫酸 溶液混合進(jìn)行硫酸浸出以得到含有硫酸鈷的浸出液；B)對(duì)所述浸出液進(jìn)行凈化得到硫酸 鈷溶液；C)將所述硫酸鈷溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進(jìn)行混合， 以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鈷沉淀；以及D)分離硫酸鈣和氫氧化鈷。 根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石浸出方法，能夠?qū)⒑挼V石中的金屬元素進(jìn)行 回收。同時(shí)由于硫酸鈷與氫氧化鈣的反應(yīng)體系中存在作為晶種的硫酸鈣，因此，能夠增大反 應(yīng)過(guò)程中生成的硫酸鈣的粒度，從而有利于后續(xù)分離硫酸鈣和氫氧化鈷沉淀，因此，本發(fā)明 能夠以低成本、低污染的方式從含鈷礦石中回收金屬元素，達(dá)到資源的重復(fù)利用，降低生產(chǎn) 成本減輕環(huán)境污染。。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石的浸出方法中，所述硫酸鈷溶液與氧化鈣和/ 或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進(jìn)行混合包括首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶 種的硫酸鈣混合，接著將所述硫酸鈷溶液加入到氧化鈣和/或氫氧化鈣與硫酸鈣的混合物 中。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，再加入 硫酸鈷溶液，可以提高后續(xù)硫酸鈷與氫氧化鈣的反應(yīng)效率，而且能夠進(jìn)一步提高硫酸鈣與 氫氧化鈷沉淀粒度上的差別，進(jìn)而可以提高分離效率。 在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石浸出方法中，所述硫酸浸出為富氧常壓浸出或富氧高壓浸出，這樣可以促進(jìn)硫酸浸出的效率。 在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石浸出方法中，所述含鈷的礦石為鈷精礦。 由于在含鈷的精礦硫酸浸出中，會(huì)產(chǎn)生大量的含硫酸鈷的溶液，因此低成本回收鈷工藝在 鈷精礦硫酸浸出的工業(yè)應(yīng)用中的效果更佳。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石浸出方法中，所述凈化包括去除浸出液中的 鐵、銅、鎳中的至少一種，由此，不但能夠回收鐵、銅、鎳等成份，而且回收了礦石中的鈷，既 減少了污染，又循環(huán)利用了資源。 在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石浸出方法中，作為晶種的硫酸鈣是通過(guò)堿 金屬的硫酸鹽與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)制備的。這樣所得到的作為晶種的硫酸鈣能夠 使硫酸鈷溶液中的硫酸鈣更容易附著到其上，生成更大顆粒的沉淀，從而更容易與氫氧化 鈷沉淀分離。 根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述堿金屬的硫酸鹽是硫酸鈉，這樣可以節(jié)省成本。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石浸出方法中，作為晶種的硫酸鈣是通過(guò)硫 酸鈷溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)得到硫酸鈣和氫氧化鈷、然后分離硫酸鈣和氫氧化 鈷，并對(duì)分離的硫酸鈣進(jìn)行洗滌獲得的。這樣可以省去堿金屬的硫酸鹽，節(jié)省成本。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石浸出方法中，進(jìn)一步包括用分離得到的氫 氧化鈷制造鈷制品，這樣可以對(duì)氫氧化鈷進(jìn)行進(jìn)一步地利用，提高回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石的浸出方法的流程圖
圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的含鈷礦石的浸出方法的流程圖
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的含鈷礦石的浸出方法的流程圖
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的含鈷礦石的浸出方法的流程圖
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的含鈷礦石的浸出方法的流程圖,
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，下面通過(guò)參考 附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)"氧化鈣和/或氫氧化鈣"是指可以使用氧化鈣 (生石灰)也可以使用氫氧化鈣(熟石灰)，也可以加入二者的混合物。在實(shí)際操作中，可 以用水消化生石灰(CaO)，從而得到石灰乳，主要反應(yīng)為Ca0+H20 = Ca (OH) 2，將石灰乳作為 氧化鈣與氫氧化鈣的混合物來(lái)使用。 另外，在本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)"有價(jià)金屬"(valuable metals)是指在提煉金屬的原料中， 除主金屬外，具有回收價(jià)值的其他金屬。 一般說(shuō)來(lái)，某一種金屬是否有回收價(jià)值，取決于該 金屬的使用價(jià)值、回收需要的費(fèi)用及其商品價(jià)格，例如，鉛鋅礦中的鍺在半導(dǎo)體工業(yè)未興起 以前，回收的價(jià)值并不大，而20世紀(jì)50年代后卻成了很有回收價(jià)值的金屬。有的重金屬礦 物中主金屬含量較低，不一定具有開(kāi)采價(jià)值，但其他有價(jià)金屬較多時(shí)，綜合考慮，則可能有
4開(kāi)采價(jià)值。有時(shí)，根據(jù)某種具體社會(huì)情況如戰(zhàn)爭(zhēng)等，而對(duì)某種金屬有特殊需求時(shí)，即使經(jīng)濟(jì) 上暫時(shí)不太合理，也可能要進(jìn)行回收。總之，"有價(jià)"的概念在本發(fā)明中不是一成不變的。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的含鈷礦石的浸出方法的流程圖。根據(jù)圖1所 示，首先將含鈷礦石加入到硫酸溶液中進(jìn)行硫酸浸出以得到含有硫酸鈷的浸出液；對(duì)所述 浸出液進(jìn)行凈化得到硫酸鈷溶液；接著，將所得到的硫酸鈷溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣 以及作為晶種的硫酸鈣進(jìn)行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鈷沉淀，所發(fā)生的主要反應(yīng) 是 CoS04+Ca (OH) 2 = Co (OH) 2 I +CaS04 I ;
最后，分離硫酸鈣和氫氧化鈷。 如前所述，通過(guò)將含鈷礦石中的金屬元素通過(guò)硫酸浸出，浸出到浸出液中，并通過(guò)
凈化可以回收多種有價(jià)金屬，例如鐵、銅、鎳。另外，如上所述，在加入氧化鈣和/或氫氧化
鈣后，硫酸鈷溶液中的硫酸鈷與氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鈷沉淀。然而，硫酸
鈣沉淀和氫氧化鈷沉淀的顆粒都非常小，并且粒度差別比較小，更具體而言，硫酸鈣沉淀為
晶體形式，而氫氧化鈷為凝膠狀，氫氧化鈷包覆在硫酸鈣上，因此二者難以分離。 此外，如果在硫酸鈷溶液中沒(méi)有預(yù)先加入作為晶種的硫酸鈣，氫氧化鈷限制了硫
酸鈣粒度的進(jìn)一步增大，從而進(jìn)一步增加了分離難度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于硫酸鈷和
氫氧化鈣的反應(yīng)體系中存在作為晶體的硫酸鈣，硫酸鈣會(huì)以CaS04 xH20(x約為2/3)的結(jié)
晶形式沉淀出來(lái)，因此在硫酸鈷與氫氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)生成硫酸鈣和氫氧化鈷的沉淀的過(guò)程
中，硫酸鈣沉淀會(huì)形成在晶種上，從而硫酸鈣沉淀的粒度能夠進(jìn)一步增大，即形成大粒度的
硫酸鈣沉淀，由此便于后續(xù)硫酸鈣與氫氧化鈷沉淀之間的分離。 在本發(fā)明中所使用的作為晶種的硫酸鈣的來(lái)源并不受到限制，既可以是從市場(chǎng)上 購(gòu)買的現(xiàn)成硫酸鈣，也可以是通過(guò)單獨(dú)的化學(xué)反應(yīng)得到的硫酸鈣，也可以是在本工藝中所 生成的產(chǎn)物硫酸鈣。 參考圖2，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，作為晶種的硫酸鈣是使用堿金屬的硫酸鹽與 氧化鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)所生成的硫酸鈣沉淀在進(jìn)行分離后所得到的，所發(fā)生的主要反 應(yīng)是 Na2S04+Ca(0H)2 = CaS04+2Na0H。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)使用該方法獲得的硫酸鈣作為晶種 能夠明顯增大硫酸鈣的粒度。另外，在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所使用的堿金屬的硫酸鹽是硫酸 鈉，由于硫酸鈉的成本低，所生成的氫氧化鈉可溶，因此在能夠便于分離氫氧化鈉和硫酸鈣 的同時(shí)，還降低了成本。 參考圖3，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，作為晶種的硫酸鈣是通過(guò)硫酸鈷溶液與氧化 鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)得到硫酸鈣和氫氧化鈷、分離硫酸鈣和氫氧化鈷、然后對(duì)分離后的 硫酸鈣進(jìn)行洗滌后得到的，這樣不需要額外單獨(dú)的制備硫酸鈣晶種并且節(jié)省了堿金屬的硫 酸鹽，因此進(jìn)一步節(jié)省了生產(chǎn)產(chǎn)本。例如，可以先向?qū)⒉糠至蛩徕捜芤号c氧化鈣和/或氫氧 化鈣混合得到硫酸鈣和氫氧化鈷沉淀，然后從該溶液中分離出硫酸鈣和氫氧化鈷，并對(duì)得 到的硫酸鈣沉淀進(jìn)行洗滌并干燥得到作為晶種的硫酸鈣。 此外，如上所述，在工藝過(guò)程之初，可以將從市場(chǎng)購(gòu)得的硫酸f丐作為晶種與硫酸鈷
溶液混合，然后通過(guò)反應(yīng)、分離得到的硫酸鈣就可以作為以后使用的晶種。 在本發(fā)明中，可以加入氧化鈣(生石灰)，也可以加入氫氧化鈣(熟石灰)，也可以加入二者的混合物。具體地，可以用水消化生石灰(CaO)，從而得到石灰乳，主要反應(yīng)為 Ca0+H20 = Ca(0H)2。更具體而言，生石灰加少量水使其發(fā)熱、水化、呈膏狀，當(dāng)放熱反應(yīng)基本 結(jié)束后，加水稀釋調(diào)漿，在時(shí)間允許的情況下可延長(zhǎng)消化時(shí)間。當(dāng)用工業(yè)石灰時(shí)，除延長(zhǎng)消 化時(shí)間外，還需要過(guò)篩，以除去未反應(yīng)的殘?jiān)?本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，即可以將石灰乳加入到硫酸鈷溶液中，也可以將硫酸 鈷溶液加入到石灰乳中。參考圖5，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，硫酸鈷溶液與氧化鈣和/或 氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進(jìn)行混合是通過(guò)首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶 種的硫酸鈣混合，接著向所得到的混合物中加入硫酸鈷溶液進(jìn)行的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)首先將氧 化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，再加入硫酸鈷溶液，可以提高后續(xù)硫酸鈷 與氫氧化鈣的反應(yīng)效率，而且能夠進(jìn)一步提高硫酸鈣與氫氧化鈷沉淀粒度上的差別，進(jìn)而 可以提高分離效率。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，將硫酸鈷溶液滴加到氧化鈣和/或氫氧化 鈣與作為晶種的硫酸鈣的混合物中，這樣可以大大地提高整體的效果。 由于硫酸鈣的粒度比氫氧化鈷的粒度要大，而且由于在硫酸鈷和氫氧化鈣的反應(yīng) 體系中存在作為晶種的硫酸鈣，與不加晶種相比，所生成的硫酸鈣沉淀的粒度相對(duì)于氫氧 化鈷的粒度能夠進(jìn)一步增大因此可以根據(jù)兩種沉淀物的顆粒大小不同，容易地對(duì)硫酸鈣和 氫氧化鈷進(jìn)行分離。 另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為了獲得純度較高的氫氧化鈷，并長(zhǎng)期保存，對(duì) 分離出的氫氧化鈷進(jìn)行洗滌和干燥。洗滌液可以采用去離子水，這樣可以防止氫氧化鈷懸 液發(fā)生絮凝。 參考圖4，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，分離獲得的氫氧化鈷可以用于制備鈷制品。
參考圖3，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如前所述，分離所獲得的硫酸鈣在經(jīng)過(guò)洗滌 除去表面的雜質(zhì)(如氫氧化鈷)后，可以作為晶種返回到反應(yīng)體系中。另外，所得到的硫酸 鈣還可以用于制備硫酸。 本發(fā)明中所采用的硫酸浸出工藝不受到任何限制。例如，浸出可以為富氧常壓浸 出或富氧高壓浸出。浸出過(guò)程包括細(xì)磨含鈷精礦；用硫酸溶液對(duì)細(xì)磨后的含鈷精礦進(jìn)行漿 化；將漿化后的精礦加入到浸出容器內(nèi)，其中浸出容器內(nèi)的溫度控制為90°C -100°〇、壓力 為常壓，同時(shí)向浸出容器內(nèi)通入氧氣以便進(jìn)行富氧常壓浸出。 在本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)"凈化"可以是除去硫酸浸出液中的鐵、銅、鎳中的至少一種，但本 發(fā)明并不限于去除上述成分。由于硫酸浸出過(guò)程中的凈化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是已 知的，這里不再詳細(xì)贅述。 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換 和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
一種含鈷礦石的浸出方法，包括以下步驟A)將含鈷礦石與硫酸溶液混合進(jìn)行酸浸以得到含硫酸鈷的浸出液；B)對(duì)所述浸出液進(jìn)行凈化得到硫酸鈷溶液；C)將所述硫酸鈷溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進(jìn)行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鈷沉淀；以及D)分離硫酸鈣和氫氧化鈷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈷礦石的浸出方法，其特征在于，所述硫酸鈷溶液與氧化 牽丐和/或氫氧化f丐以及作為晶種的硫酸f丐進(jìn)行混合包括首先將氧化f丐和/或氫氧化f丐與作 為晶種的硫酸鈣混合，接著將所述硫酸鈷溶液加入到氧化鈣和/或氫氧化鈣與硫酸鈣的混 合物中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈷礦石的浸出方法，其特征在于，所述酸浸為富氧常壓浸 出或富氧高壓浸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈷礦石的浸出方法，其特征在于，所述含鈷的礦石為鈷精礦。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含鈷礦石的浸出方法，其特征在于，所述凈化包括去除浸出 液中的鐵、銅、鎳中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈷礦石的浸出方法，其特征在于，作為晶種的硫酸鈣是通 過(guò)堿金屬的硫酸鹽與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)制備的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的含鈷礦石的浸出方法，其特征在于，所述硫酸鹽是硫酸鈉。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈷礦石的浸出方法，其特征在于，作為晶種的硫酸鈣是通 過(guò)硫酸鈷溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)得到硫酸鈣和氫氧化鈷、分離硫酸鈣和氫氧化 鈷，及對(duì)分離的硫酸鈣進(jìn)行洗滌獲得的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈷礦石的浸出方法，其特征在于，進(jìn)一步包括用分離得到 的氫氧化鈷制造鈷制品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含鈷礦石的浸出方法，包括以下步驟A)將含鈷礦石與硫酸溶液混合進(jìn)行硫酸浸出以得到含有硫酸鈷的浸出液；B)對(duì)所述浸出液進(jìn)行凈化得到硫酸鈷溶液；C)將所述硫酸鈷溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進(jìn)行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鈷沉淀；以及D)分離硫酸鈣和氫氧化鈷。本發(fā)明能夠以低成本、低污染的方式從含鈷礦石中回收金屬元素，達(dá)到資源的重復(fù)利用，降低生產(chǎn)成本減輕環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C22B23/00GK101760616SQ20081023884
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者劉金山, 王魁珽, 陸業(yè)大, 高保軍 申請(qǐng)人:中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司