[发明专利]一种酸浸法回收镍钴合金废料中有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种酸浸法回收镍钴合金废料中有价金属的方法，属于冶金化工技术领域。该方法首先通过硫酸浆化反应浸取合金料中活性较高的有价金属，后通过硝酸氧化反应浸出活性低的有价金属，硝酸浸出反应釜上部带有一冷凝装置，反应过程中产生的氮氧化物等气体进入反应釜上端的气体通道内，经换热器的热交换冷凝形成硝酸液滴重新回到反应釜内，参与反应并稳定反应釜压力；酸浸出液中再加入过量合金粉反应消耗其中过量的残酸，并赶出浸液中的硝酸根离子；浸液通过调节pH值使其中的磷、铁以磷酸铁沉淀的形式进入渣中，滤液再进行多金属回收。该方法实现了合金废料中有价金属的综合回收，工艺成本显著降低，高效环保，具有极高的工业实用价值。

技术领域

本发明属于冶金化工技术领域，特别涉及一种酸浸法回收镍钴合金废料中有价金属的方法。

背景技术

目前，镍钴合金是一种具有铁磁性的战略金属，其广泛应用于生产不锈钢、高温合金、磁性材料及催化剂等，涵盖石油化工、航天、军工、电子等应用领域。废旧催化剂、镍钴高温合金等合金废料的数量也日益增多。这些废料不仅数量大，而且其中还含有较高含量的稀有金属，包括镍(Ni)、钴(Co)、钼(Mo)、钒(V)等有价金属。如果对其随意处置，不仅会对环境造成严重污染危害，还会造成大部分稀有金属资源的浪费。因此，将这些合金废料作为二次资源加以回收利用，不仅可以获得一定的经济效益，还可以提高资源的利用率，避免催化剂带来的环境问题，从而实现可持续发展。

针对含镍钴钼磷钒的合金废料中稀有有价金属资源的回收利用，目前常见的回收方法是采用常压酸浸，即向废旧催化剂中加入硫酸、盐酸或硝酸以及氧化剂，在高温高酸条件下，将废料中各种金属元素浸出，进入溶液中，再采用分步萃取的方式，分别对钼、钴、镍进行萃取提纯，最后通过蒸发结晶等方式回收各种金属。这种方法浸出较快捷，但是需要高酸、高温的条件，在2mol/L的酸浓度下，钴、镍才能浸出。采用该工艺方法，浸出液中镍、钴、铁、钼都比较高，酸度也较高。在加氧化剂除铁的过程中，铁被氧化为三价，三价铁极易和钼、钒发生反应，形成钼酸铁和钒酸铁进入渣中，导致钼、钒有价金属的回收率较低。在后续萃取过程中，由于钼是以钼酸根的形式存在，而钴、镍是以阳离子形式存在，导致萃取过程的控制非常复杂，工业化生产难度大；且最终的金属回收率低，一般只能达到80％～85％。

申请号为CN109517988A的中国发明专利申请公开了一种含钼钒的钴镍合金料的浸出分离方法，通过加压酸浸及富氧的方式将钴镍钼钒等金属与铁渣分离开，有效避免了氧化后的三价铁与钼钒酸根离子反应，而造成钼钒金属元素的流失，该方法最后在酸溶液中分步将钼、钒从镍和钴中浸出。通过上述方法，钼和钒的回收率提高到97％以上，但是此方法存在的技术缺陷是：酸性钴镍溶液中分离钼和钒需要进行多次萃取，从而造成一部分钼中含有钒，一部分钒中含有镍，进一步分离较困难，导致最终的钼钒回收率不高。

发明内容

针对现有技术中存在的含镍钴钼磷钒合金废料的回收工艺操作较繁杂，对浸出高压设备要求较高，工艺成本高等不足，本发明提供了一种酸浸法回收镍钴合金废料中有价金属的方法，通过对配料进行硫酸浆化反应，控制合适的温度，使合金料中活性较高的钴、镍、铁、钼、磷、钒先与硫酸反应，生成相应的硫酸钴、硫酸镍、硫酸铁、磷酸、钼酸、钒酸，然后在密闭的反应釜内，通过硝酸加氧气氧化浸出，将合金料中活性低的钴、镍、铁、钼、磷、钒全部浸出到溶液中，浸出液中再加入过量合金粉反应消耗其中过量的残酸，并赶出浸液中的硝酸根离子，过量合金粉再返回至硫酸浆化反应；浸液通过调整合适的pH值使其中的磷、铁以磷酸铁沉淀的形式进入渣中，确保料液中包括钴、镍、钼、钒在内的有价金属能够充分进入滤液中，供后续分离回收利用，实现对合金料中有价金属资源的充分回收利用。该方法能够实现合金废料中有价金属的综合回收，且工艺成本显著降低，高效环保，具有极高的工业实用价值。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种酸浸法回收镍钴合金废料中有价金属的方法，包括以下步骤：

S1、原料处理：将含有镍、钴、铁、钼、磷和钒元素的合金废料制成合金粉料；