一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鈷礦物冶煉領(lǐng)域，尤其涉及一種利用炭質(zhì)還原劑在低溫條件下通過硫酸化還原熟化從含高價鈷氧化物原料中浸出鈷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈷具有優(yōu)良的物理、化學性質(zhì)，是高溫合金、磁性材料、化學工業(yè)、電子工業(yè)等的重要原料。自然界中已發(fā)現(xiàn)的鈷礦物有百余種，工業(yè)用含鈷礦石分為硫化礦和氧化礦兩大類，硫化鈷礦一般通過火法冶煉生產(chǎn)各種鈷產(chǎn)品，而氧化鈷礦由于鈷為高價的鈷氧化物，如鈷土礦、水鈷礦，除采用火法冶煉鈷合金外，通常采用還原酸浸工藝處理。除了從鈷礦石中冶煉回收鈷外，鈷常常與其它金屬礦伴生，如鎳礦、鋅礦、黃鐵礦中伴生，伴生礦中鈷的回收已成為鈷生產(chǎn)的重要來源，而在伴生礦的冶煉中，鈷多以鈷渣的副產(chǎn)物形式產(chǎn)出，如鈷渣，然后通過還原浸出方式從鈷渣中提取鈷。
[0003]無論是氧化鈷礦，還是各種工業(yè)過程產(chǎn)出的鈷渣，其中的鈷均以三價鈷的高價鈷氧化物形式存在，從該類含高價鈷氧化物原料中濕法提取鈷，都是在酸浸出過程中通過加入各種還原劑將三價的高價鈷還原成二價的低價鈷后進行浸出。CN1043788C公開了一種鈷土礦的浸出方法，采用硫精礦或鈷硫精礦作為還原劑進行浸出；CN101781716B公開了一種從紅土礦中常壓浸出提鈷的方法，利用硫代硫酸鈉作為還原劑浸出紅土礦中的鈷；CN102358916A公開了一種從氧化銅鈷礦中回收銅鈷的濕法冶金提取方法，將氧化銅鈷礦細磨至-200目占60% -90%的，采用二氧化硫作還原劑進行還原酸浸；CN101792855A公開了一種從鈷土礦中分離并制備高松比高純草酸鈷的方法，采用亞硫酸鈉作還原劑從鈷土礦中浸出回收錳；CN101994003A公開了一種從水鈷礦中選擇性提取銅和鈷的工藝，采用硫酸和亞硫酸鈉還原浸出鈷；CN103789543A公開了一種硫化鈷與水鈷礦混合浸出的方法，先用硫化鈷精礦與水鈷礦混合浸出，然后再加入亞硫酸鈉或焦亞硫酸鈉或二氧化硫作還原劑繼續(xù)浸出殘余的水鈷礦；CN101898802A公開了一種從低品位鈷渣提取鈷生產(chǎn)氯化鈷的方法，針對氧化水解沉淀除鈷過程產(chǎn)生的鈷渣，以亞硫酸鈉或雙氧水為還原劑進行還原酸浸提取鉆。
[0004]由于含高價鈷氧化物原料的傳統(tǒng)濕法冶煉工藝都需要加入大量的亞硫酸鈉、二氧化硫、雙氧水等作還原劑，還原劑消耗大且價格高，導致生產(chǎn)成本高，且還原劑來源不方便。CN103882226A公布了一種經(jīng)濟且清潔簡便的從含高價鈷氧化物浸出鈷的方法，利用單質(zhì)炭作還原劑、硫酸作浸出劑進行還原浸出，利用廉價、易得的炭代替二氧化硫等還原劑，降低了生產(chǎn)成本，簡化了流程，但該法是先將含高價鈷氧化物用水調(diào)制成氧化鈷礦質(zhì)量濃度20%?50%的礦漿，然后按150?500kg/t干基礦加入濃硫酸進行浸出，由于酸性水溶液下進行反應(yīng)，礦漿中的硫酸濃度低，炭和硫酸的氧化還原反應(yīng)活性差，添加的炭量需要占礦石質(zhì)量的20%以上才能達到鈷浸出率88%的效果，炭加入為鈷原料中鈷、錳、鐵等還原所需炭理論量的20倍以上，導致大量炭消耗量過大，成本較高，且浸出渣殘余大量未反應(yīng)的炭，澄需要進一步處理，工藝復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對含高價鈷氧化物原料現(xiàn)有濕法處理方法中存在的問題，旨在提供一種既經(jīng)濟又環(huán)保的低溫自熱還原熟化處理含高價鈷氧化物原料的方法，具體方法是含高價鈷氧化物原料破碎細磨后與煤粉、焦粉、炭粉等炭質(zhì)還原劑混合均勻，控制混合料中含水< 20%，然后加入濃硫酸拌合均勻后進行自熱熟化，將原料中的三價鈷還原為二價鈷，然后用水漿化浸出熟化料中的鈷。
[0006]本發(fā)明的一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法，其原理是利用濃硫酸的強氧化性，熱的濃硫酸被煤粉等炭質(zhì)還原劑還原成二氧化硫，還原生成的二氧化硫直接還原鈷氧化物中的三價鈷為二價鈷，形成易溶于水的硫酸鈷，從而實現(xiàn)用炭質(zhì)還原劑低溫下還原氧化鈷，該過程中硫酸既是浸出鈷的酸化劑，又是促進低溫炭還原高價鈷的催化作用。
[0007]C+2H2S04 (濃)=CO2 個 +2S0 2+2H20
[0008]S02+Co203+H2S04= 2CoS0 4+H20
[0009]總反應(yīng):
[0010]C+2Co203+4H2S04 (濃)=4CoS04+C02 丨 +4H20
[0011]本發(fā)明的一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法，當處理原料為含含高價鈷氧化物的鈷土礦時，炭質(zhì)還原劑也可將鈷土礦中的氧化錳礦物還原為二價錳，從而鈷土礦的礦物結(jié)構(gòu)，使包裹于猛礦物基體中的鉆礦物解尚，從而提尚鉆的浸出率。
[0012]C+2H2S04 (濃)=CO2 丨 +2S0 2+2H20
[0013]SO2+MnO2 = MnSO 4
[0014]總反應(yīng):
[0015]C+2Mn02+2H2S04 (濃)=2MnS04+C02 丨 +2H 20
[0016]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0017]一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0018](I)配礦:將破碎、細磨至< 0.25mm的含高價鈷氧化物原料粉，與一定量的炭質(zhì)還原劑混合均勻，所述炭質(zhì)還原劑為煤粉、焦粉、炭粉中的一種或一種以上的混合物。
[0019](2)還原熟化:將步驟(I)所得的混合料在不加水的情況下與一定量的濃硫酸拌勻得到拌合料，然后在100?300°C溫度條件下熟化，熟化時間0.5?4h。
[0020](3)浸出:將步驟⑵還原熟化后的料，加水漿化浸出，浸出溫度30?95°C，浸出時間10?120min。
[0021](4)固液分離:浸出結(jié)束后，礦漿經(jīng)濃密或過濾進行固液分離，得到含鈷浸出液和浸出渣，含鈷浸出液通過常規(guī)工藝得到鈷產(chǎn)品。
[0022]本發(fā)明的一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法，其特征在于步驟(I)所述的配礦，是將含高價鈷氧化物原料破碎、細磨至< 0.15mm，然后與一定量的炭質(zhì)還原劑混合均勻，控制混合料中含水< 20%。
[0023]本發(fā)明除另有說明的以外，比例、百分比、濃度均以質(zhì)量為基準。
[0024]本發(fā)明的一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法，其特征在于步驟(I)所述一定量的炭質(zhì)還原劑，是指還原劑加入量為含高價鈷氧化物原料中鈷、錳、鐵等還原所需理論耗炭量的I?2倍加入，還原劑優(yōu)選煤粉。
[0025]本發(fā)明的一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法，其特征在于步驟(2)所述一定量的濃硫酸，是指濃硫酸的加入量為含高價鈷氧化物原料理論耗酸量的I?2倍，優(yōu)選I?1.5倍，所述濃硫酸為濃度多90%的硫酸。
[0026]本發(fā)明的一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法，其特征在于步驟(2)所述的拌合料，拌合后的硫酸初始濃度多75 %。
[0027]本發(fā)明的一種含高價鈷氧化物原料浸出鈷的方法，其特征在于步驟(2)所述的還原熟化，是利用反應(yīng)自熱完成，