[发明专利]一种机械活化强化钴白合金浸钴工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种机械活化强化钴白合金浸钴工艺。

背景技术

钴白合金是冶炼过程中的一种中间产品，主要含钴、铜、铁的一种多元合金，其中含铁量较高，另外含有少量的铅、锌、钙、镁等元素。一般可将白合金分为两种：一种是熔炼钴精矿与氧化钴矿的富铜产品，主要是用焦炭在电炉内还原氧化钴矿所得；另一种是在镍冶炼过程中，转炉吹炼时得到的转炉渣，再经电炉造硫和还原熔炼富集后的含铜、钴、铁等元素的合金渣。由于钴白合金为出炉后的水淬产物，各金属相的相互包容现象普遍，使钴白合金耐腐蚀、难溶解，从而增加了铜、钴的分离难度，增加了提取成本。国外多采用硫酸加压浸出工艺处理钴白合金，例如赞比亚的谦比希钴厂则采用硫酸加压浸出工艺以达到浸出铜与钴的目的，国内金川公司采用常压预浸出和加压浸出相结合的工艺，该工艺钴浸出率可达95％，镍和铜浸出率分别达91%和94％以上。此方法虽然可以达到预期的效果，但由于生产时要加压，此工艺对生产设备要求很高，成本太大，很少厂家采用。因此，寻求更有利处理钴白合金的方法将有重要意义。

机械活化开始于上世纪60年代，目前在一些金属浸出中有广泛应用。王越等人把机械活化技术引入到氰化浸金中，当磨浸1h后再常规搅拌浸出提高了68%，具体见含金矿石的机械活化浸出工艺研究[J]，甘肃冶金，2005，27(2):13~15。黎铉海等人采用机械活化的方法强化各种含铟的湿法浸出，通过最后实验表明，铟的浸出率可以提高20%以上，具体见机械活化强化锌渣氧粉铟浸出的工艺研究[J]，稀有金属，2008，32(6)811~814。目前国内对于白合金使用机械活化方法浸出钴的方法还未见报道。因此本发明以硫酸单一体系并以还原剂和表面活性剂的条件下，主要研究机械活化时间、反应温度与浸出剂浓度对金属离子浸出率的影响，发明的适合钴冶炼厂的工艺流程处理钴白合金的方法具有重要的现实意义。

发明内容

本发明目的提供一种在单一硫酸体系下钴浸出率高，设备投资少的从钴白合金中浸出钴的工艺。

为达到此目的，本发明所提出的技术方案为：

本发明使用流化床气流粉碎机设备制备活化白合金物料，流化床气流粉碎机是一种用高速成气流来实现白合金粉碎的设备。用此方法代替行星球磨过程，流化床气流粉碎机是一种连续进料与出料的设备。粉碎过程使用干白合金，不需要加水。

一种机械活化强化钴白合金浸钴工艺，主要操作步骤为：

（1）以白合金为原料，将原料加入到流化床气流粉碎机中，进料速度为50kg/h-350kg/h，还原活化30-250 min ；同时加入还原剂和表面活性剂（还原剂为抗坏血酸、亚硫酸铵、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸钾、焦硫酸钠、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾中的一种），还原剂添加速度为0.5 kg/h-3.5kg/h，表面活性剂为（卵磷脂、氨基酸型、甜菜碱型中的一种），表面活性剂添加速度为0.2 kg/h-2.5kg/h，主刀片高速动转，带动物料多次相互撞击，产生拉伸冲击等机械动作，同时产生大量热量，并通过辅助加热，确保腔体温度为300℃-500℃，物料随气流上升进入200目分级轮再进入布袋进行收尘，获得活化白合金物料。

（2）将还原活化后的白合金用摩尔浓度为1 ～ 4 mol/L 的硫酸溶液浸出，液相体积与固相重量比为8：1（单位为mL/g），搅拌速度为150r/min，风量为每1kg矿料40L/min，温度为40-100℃，浸出时间2-12h，得到含钴的浸出液。

本发明钴白合金矿为非洲进口的钴白合金矿，它是一种淡黄色带有金属光泽的小颗粒，其化学成分如表1所示。经物相分析，合金中中钴、铜、铁的主要存在形式为：CoχSiу，CoχFeуOz，含少量Cu的铁钴合金相，未活化的样品预先磨至粒度约80μm并存放一年以上。

表1 钴白合金矿成分