[发明专利]一种选择性分离钴镍铜铁合金中有价金属的方法

说明书

一种选择性分离钴镍铜铁合金中有价金属的方法，包括如下步骤：将钴镍铜铁合金在1300℃~1600℃下熔融，通过高压雾化装置进行雾化制粉，得到钴镍铜铁合金粉；将此合金粉加入到硫酸体系中，通入氧化性气体或者氧化剂，调节气体流量或氧化剂用量进行控电位选择性浸出，得到Cu渣和Co、Ni、Fe混合浸出液；Cu渣进一步强化氧化浸出、净化提纯得到Cu的化学品；Co、Ni、Fe混合浸出液加入到特殊设计的锈蚀浸出槽中，进行锈蚀分离，得到铁锈渣和硫酸镍钴混合液。该制备方法新颖，流程短，工艺过程无污染，可用于大洋锰结核的提取和锂电新能源材料循环利用，具有良好的工业化前景。

技术领域

本发明属于冶金领域中的湿法冶金过程，尤其涉及一种选择性分离钴镍铜铁合金中有价金属的方法。

背景技术

钴、镍是重要的战略储备金属，广泛应用于新能源汽车、航空航天、化工、电子等领域。中国是镍钴资源较为贫乏的国家，全球钴资源主要集中于刚果（金）、澳大利亚、古巴、赞比亚等国家和地区。随着新能源汽车工业的爆发式增长，钴、镍的需求量也不断提高，目前我国已成为世界上最大的镍钴消费国，但镍、钴矿产资源日渐匮乏，综合开发利用镍、钴新资源和二次资源，是弥补我国钴、镍资源严重不足的有效途径和必然选择。

钴镍铜铁合金是一种中间产品，主要产生于火法冶金熔炼过程。其主要来源分为两种：一种是将含有钴、镍、铜的混合精矿通过配入一定造渣剂进行还原熔炼，得到钴镍铜铁合金。中国专利CN200410046666.7公开了一种采用火法还原熔炼的方法，将含有Mn、Co、Ni、Cu等大洋多金属矿物富集，得到钴镍铜铁合金和富锰渣，实现了有价金属的富集；另外一种来源是目前的含有钴、镍的废旧锂离子电池在高温条件下通过还原熔炼，可进一步得到钴镍铜铁合金。中国专利CN201510105915.3将含钴或镍的废旧锂离子电池与含Mn和Si的造渣剂、冶金焦炭混合，在氧化气氛下进行还原熔炼，可得到钴镍铜铁合金和锰渣。上述两种方法得到的钴镍铜铁合金可作为Co、Ni中间原料，进一步处理得到Co和Ni的化学品。

目前，处理钴镍铜铁合金的工艺主要有电化学溶解法、氧化酸溶法、氯化溶解法、焙烧法和混酸体系溶解法等。电化学溶解法处理成本低，但是反应时间长，不适用于工业化连续生产。硫酸体系氧化酸溶法采用强氧化剂在强酸性条件下，将合金中的所有金属元素全部浸出，再对浸出液进行多次除杂和净化分离，此法虽然浸出率高，但是存在反应过程剧烈，工艺流程长，后续除杂和金属分离成本高等不足；氯化溶解法和混酸体系溶解法是采用氯气或者双氧水作为氧化剂，在盐酸体系中进行合金粉浸出，浸出效率高，但是盐酸体系腐蚀性强，设备成本高，盐酸易挥发，生产环境差，废水处理困难，很难实现大规模工业化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术的不足，提供一种选择性分离钴镍铜铁合金中有价金属的方法，选择性分离钴镍铜铁合金中有价金属，分离过程条件温和、成本低、流程短、无污染。

本发明为达到上述目的，采用的技术方案是：将熔融的钴镍铜铁合金进行喷雾制粉，得到合适粒级的合金粉末，加入到硫酸溶液中，通入氧化性气体或者添加氧化剂，以控制溶液的浸出电位，反应完毕后过滤，得到铜渣和Co、Ni、Fe的硫酸混合浸出液，铜渣进一步提纯可制备Cu的化学品。往Co、Ni、Fe的硫酸混合浸出液加入碱性液体调节pH，从而对混合浸出液进行锈蚀除铁，可得到几乎不含Fe 的硫酸镍钴溶液及铁锈。硫酸镍钴溶液经深度净化后，可用于制备锂电正极材料前驱体；铁锈可作为钢铁行业原料。该制备方法新颖，流程短，工艺过程无污染，可用于大洋锰结核的提取和锂电新能源材料循环工业，具有良好的工业化前景。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种选择性分离钴镍铜铁合金中有价金属的方法，包括以下步骤：

（1）制备合金粉末：将钴镍铜铁合金在高温下熔融，加入雾化制粉装置，通过高压氮气喷雾制粉，控制粉末粒径≤100目，得合金粉末；