[发明专利]铜钴合金浸出方法

说明书

技术领域

本发明属于合金处理领域，具体涉及一种从铜钴合金中浸出钴、铜的方法。

背景技术

铜钴合金(包括白合金和红合金)是目前刚果(金)钴铜矿石粗加工产品的主要形式之一，也是我国今后从非洲进口的主要钴原料之一，含铜高的合金由于其外观主要表现为铜的红色，叫红合金；含铜低的物料颜色在新鲜时为白色略带黄色，因此人们习惯叫它白合金。铜钴合金就其来源分为两种，一种是铜冶炼过程中，转炉吹炼时得到的转炉渣，再经电炉还原熔炼水淬得到的含Co、Cu、Fe等元素的合金，另一种是熔炼氧化钴矿和钴精矿的富铜产品。铜钴合金内部主要由两部分组成，一部分是以铜为主，含少量Si、Fe、Co的铜金属相；另外一部分是Fe、Co、Si为主，含少量Cu的铁钴合金相，铁钴合金相的微观结构与400号不锈钢类似，比常见的300号镍不锈钢更耐腐蚀，因此，铜钴合金自2003年来到中国后，其难浸出的特点一直是困扰业界的难题。直到目前，铜钴合金的浸出方法也很少。

南通瑞翔新材料有限公司的公开号为CN101086039、发明名称为“铜钴合金的分离回收方法”的中国发明专利，其采用“充分细磨氧化酸浸”的方法处理铜钴铁合金，取得了较好的效果。但该方法中需要将铜钴合金充分磨细至200-300目，浸出液中的硅大量进入溶液中，导致过滤困难，影响有价金属的回收率(95％以下)，且浸出溶液中含有高浓度的铁，在之后的溶液净化过程中又消耗氧化剂、纯碱等辅料并产生大量的铁矾渣，流程长、成本高。

佛山市邦普镍钴技术有限公司和清华大学核能与新能源技术研究院的公开号为101463427、发明名称为“一种从钴白合金中回收有价金属的方法”的中国发明申请，其采用“氯气氧化酸浸法”处理白合金，在流程上比南通瑞翔新材料有限公司短，但是氯气是一种剧毒气体，危险系数极高，因此对设备的要求也很高，这是该公司至今没有将该技术应用于工业生产的主要原因。再者，该方法在后续处理中并没有解决除铁过程中消耗大量中和用碱及大量铁矾渣的问题。

湖南瑞翔新材料有限公司采用的公开号为CN1912152、发明名称为“一种从铜钴铁合金中浸出有价金属的方法”的中国发明专利，其采用“高压雾化制粉-选择性氧化焙烧-充分细磨-直接酸浸或氧化酸浸”的方法处理铜钴铁合金，解决了浸出溶液中硅含量高的问题，溶液过滤性能好、铜钴回收率较高。但该方法能耗大、流程长、耗时多是其无法解决的问题。一吨实物量的铜钴铁合金在高压水雾化制粉过程中所需消耗的电能为3000-3500kwh，在其后的选择性氧化焙烧过程中还需进一步消耗大量能源且冷却过程时间很长，长达十多个小时。经焙烧后的合金粉部分转变为尖晶石结构，造成团聚，所以又需经过第二次磨粉。而在最后的直接酸浸或氧化酸浸的过程中，由于在浸出钴的同时铁也被浸出，除铁过程中中和用碱的消耗及大量铁矾渣的问题均没有得到有效的解决。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足和缺点，旨在提供一种反应速度快、安全环保、对生产设备无特殊要求、铜和钴一次性浸出率高的铜钴合金浸出方法。

为实现本发明的目的，发明人提供下述技术方案：

一种铜钴合金浸出方法，其操作如下：

取粒度为-100目(负100目)的铜钴合金粉，加入适量的水和助溶剂，然后边搅拌边加入酸溶液，反应进行1～2个小时后再加入氧化剂，同时补充水控制反应温度在100℃以下，直至整个反应进行3～4小时后结束，然后做压滤处理，收集过滤液，其中：

所述反应过程中的固液比为1∶5～1∶10(单位w/v)；

所述助溶剂选自氟化物，其用量按F^-计，以形成SiF₆^2-的理论消耗量的0.8倍以上投料；

所述酸的用量按铜+钴理论消耗酸量的1.05～1.2倍投料；

所述氧化剂的用量按铜+钴+铁消耗氧化剂量的0.8～1.0倍投料。

本发明在溶解铜钴合金方案中，通过加入F^-与合金中的硅反应，破坏合金中“钴-铁-硅”合金相；加入酸和氧化剂，使钴、铜浸出至溶液中，而铁被氧化成三氧化二铁留在渣中；整个反应中只有钴、铜耗酸，而铁是不耗酸的。在反应过程中，将固液比控制在1∶5～1∶10之间，同时水采用分批投料的方式，亦可很好的将反应过程中的温度控制在100℃以下。