[发明专利]一种钴铜合金水淬渣的处理方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种钴铜废料的处理方法，具体涉及一种钴铜合金水淬渣处理回收钴铜的新方法。

【背景技术】

钴铜合金是生产金属钴和各种钴产品的重要原料，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精矿及含钴的铜炉渣制得，一般含钴:10%-40%，铜:10%-50%，铁:5%-50%，镍:0.1%-5%，锰:0.1%-5%。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。目前处理钴铜合金水淬渣的方法主要有:

1、电溶法：将水淬渣经过熔炼成钴铜合金板，在电解槽中以钴铜合金原料为阳极，在硫酸或盐酸体系中通过电解使钴、铜从阳极上溶解进入溶液，锰、铁、镍也一同溶解进入溶液。该方法电流效率较低、电耗较高，钴的回收率较低。同时熔炼过程需要消耗大量的能源且产生有害烟尘。

2、硫化浸出法：将钴铜合金原料在1300℃-1400℃温度下加硫或硫化物(如硫铁矿)硫化，氧化吹炼除铁后，得到Co-Cu冰锍经高压浸出得到含钴、铜的溶液。该方法产能大、工艺流程长、能耗高，钴、铜的总收率较低。

3、高温高压浸出法：用硫酸或盐酸通过一段常压浸出和一段高温高压浸出，使钴铜合金中的钴、铜浸出进入溶液。该方法工艺流程长、设备复杂，必须解决高温、高压条件下设备的防腐问题，同时也存在能耗高的问题。

4、氯气浸出法：该方法是在密闭的反应器中进行，将钴铜合金和盐酸加入反应器后，通入氯气进行氧化溶解。该方法钴、铜、铁的浸出率较高，但设备复杂，设备防腐和环保要求高。

5、直接酸浸法：用硫酸、盐酸或硝酸或其中的二种组成混合酸进行浸出。该方法在常压下，反应速度慢，浸出过程效率不高，而且工艺流程长，生产成本高。

此外，上述各种方法，由于大量的铁也同时浸出进入浸出液，后序的除铁过程将导致钴、铜的损失，直接影响钴、铜的回收率。

【发明内容】

针对以上技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种钴铜合金水淬渣的处理方法，本发明钴、铜的收率高，成本低，工艺流程短。

其技术方案如下：一种钴铜合金水淬渣的处理方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

1）与碳颗粒混合。将钴铜合金水淬渣与粒度为0.5-5 cm的导电碳颗粒混合，并使得混合后的物料空隙率小于10%；

2）隔膜电化学溶解。将与碳颗粒混合后的物料放入钛篮中，然后钛篮外面套上隔膜袋做为阳极放入电解槽内，电解槽内倒入盐酸与硫酸的混合溶液，阴极为钛板或铜板，然后开始电化学溶解；

3）磷酸盐沉淀制备磷酸铁。将电化学溶解液加入磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐得到磷酸铁；

4）萃取分离铜钴。将沉淀铁后的溶液进入铜萃取线萃取铜，再采用1.5-3.0 mol/L硫酸作为反萃剂反萃得到硫酸铜溶液，萃余液为含钴溶液。

所述步骤2中盐酸的浓度为0.1-0.5 mol/L，硫酸的浓度为1-2mol/L，槽电压为0.1-0.5V,电流密度为150-500A/m²。

所述步骤3中磷酸盐沉淀的过程pH为1.0-1.8，磷酸盐与铁离子的摩尔比为1:0.8-0.95，磷酸盐沉淀的温度为40-65 ℃，磷酸盐沉淀的时间为1-3 h，磷酸盐沉淀搅拌转速为100-500 r/min。

所述步骤4中铜萃取线中的铜萃取剂为CP-150、M5640、Lix984、N902中的至少一种。

所述萃取铜萃取级数为3-6级，反萃级数为2-4级，沉淀铁后的溶液与铜萃取剂的体积比为1:2-5，反萃剂与铜萃取剂的体积比为1:5-10。

本发明的原理是，由于钴铜合金水淬渣主要为钴、铜、铁的合金颗粒，将其与导电碳颗粒混合，可大大提高钴铜合金水淬渣的导电性，然后采用隔膜电化学溶解，将钴铜单质转变成二价钴铜离子进入溶液中，电解槽内倒入盐酸与硫酸的混合溶液，可防止阳极钝化，同时防止铁离子在阴阳极之间二价铁与三价铁的转换，提高电流效率，然后再加入磷酸盐即可以得到磷酸铁沉淀，又可以将铁与钴铜分离，再进入铜萃取线，由于铜萃取能选择性萃取铜，可有效的分离铜与钴。

本发明的有益效果是：一方面，将钴铜合金水淬渣与碳颗粒混合以及隔膜电化学溶解，可提高电流效率，降低成本；采用磷酸盐沉淀得到磷酸铁，即可以得到磷酸铁沉淀，又可以将铁与钴铜分离，工艺流程短。另一方面，采用铜萃取剂分离铜钴，成本低。

具体实施方法：