从钴镍渣中分离锌、铁及钴镍精矿的工艺方法
专利名称：从钴镍渣中分离锌、铁、钴镍精矿的工艺方法
技术领域：
本发明涉及冶金化工技术领域，具体涉及一种从钴镍渣中分离锌、铁、钴镍精矿的工艺。
背景技术：
湿法炼锌是利用酸性溶液从氧化锌焙烧砂或其他物料中浸出锌，然后利用电解沉积技术从锌浸出液中生产金属锌的方法。 该工艺包括硫化锌精矿焙烧、锌焙烧砂浸出、浸出液净化除杂、锌电解沉积四个主要工序。 净化渗滤液去除杂质的工艺主要是去除渗滤液中对锌电解十分有害的铁、砷、锑、铜、镉、钴、镍等杂质。 在纯化过程的最后阶段会产生副产物。 产品为钴镍渣。 这种渣只含有锌、铁、钴、镍四种金属元素，而且钴镍渣的量也很大。 例如，西北铅锌冶炼厂湿法炼锌系统净化工艺采用两级反锑深度净化方法去除杂质，每年产生钴镍渣约4000吨。 钴镍渣干锌含量一般在50%以上，富含钴、镍、铁、铜等金属元素。 但钴镍含量仅为14公斤/吨，表明钴镍品位过低，达不到原料标准。 水平，没有经济价值。 因此，湿法炼锌行业几乎不直接回收钴镍渣，因此其中有价值的钴镍成分也未经任何处理就作为废渣丢弃，产生钴、镍、铁、铜、锌等有价金属。 既浪费资源，又对环境造成一定的污染。 随着国内外有色金属市场的繁荣和价格的上涨，钴镍渣中的钴、镍、铁、铜、锌等有价金属具有很大的回收价值。 一方面可以提高有色金属资源利用率和企业经济效益。 另一方面，也可以减少环境污染。 现有技术一般采用综合回收工艺从湿法炼锌渣中回收有价金属。 首先用一定浓度的稀硫酸浸出钴、镍渣并进行固液分离，然后添加活化剂或使用合金。 采用锌粉、熔炼、蒸馏等方法分离出钴、镍、铁、铜、锌等有价金属元素。
这些工艺总体锌回收率较高，但工艺流程复杂，设备要求高，一次性投资大，且产生大量铁渣无法利用。 专利文件《》公开了“一种沉矾除铁高产湿法炼锌工艺”，其包括中性浸出、低温预中和、低污染沉矾除铁和高温高温炼锌工艺。酸浸步骤。 其特点该方法是将高温高酸浸出的高浸渣加入到废电解液中进行洗浆。 过滤后，得到高浸渣洗涤液和铅银渣。 高浸渣洗涤液返回高温高酸浸出，Pb-Ag。 矿渣储存。 本工艺采用低锌废电解液对高浸渣进行浆化、洗涤，洗涤后的废电解液返回高浸进行浆化。 虽然提高了锌的回收率，但也增加了工艺的复杂性。 以及设备要求高，难以实现经济效益，也不利于与现有工艺的整合。 此外，沉淀剂还会引入其他有害杂质。 堆渣中含有的铅、镉属于重金属元素，有毒，严重污染环境。 专利文献“CN2.4”还公开了一种从低品位复杂铜钴混合矿中提取分离铜、钴、镍的方法，该方法与目前钴镍精炼行业的主流工艺类似。 该法以低品位复杂混合铜钴矿（硫化物和氧化物）为原料，采用矿石破碎精炼、湿法氯化浸出、铜粉还原置换萃取、镍（钴）硫化物沉淀、沉淀母液经浓缩、干燥、低温焙烧、水解提取铜、钴、镍中间产品。
但目前钴镍精炼行业，精炼原料价格较高，精炼工艺复杂，能耗高，副产品对环境造成污染。 特别是另一种工业副产品如果不直接作为廉价原料使用，就无法实现资源的有效利用。 。 就像上诉中的湿法炼锌系统一样，每年都会产生大量的钴、镍废渣。 由于没有得到妥善利用，这些废渣常常被丢弃，造成资源的极大浪费。 而且废渣中含有大量的重金属和其他有毒物质，无法很好地处理。 还会严重污染环境。
发明内容
本发明的目的是克服工艺流程复杂、经济效益低的缺点，提供一种从湿法炼锌副产钴镍渣中分离锌、铁、钴镍精矿的工艺，适用于用于湿法冶金锌工业。 直接利用钴镍渣中的锌金属，分离出铁、钴镍金属，工艺简单、成本低、周期短、无污染、效率高。
本发明是一种从钴镍渣中分离锌、铁和钴镍精矿的方法。 处理过程按以下步骤完成： (1)浸出：首先将钴镍渣按固液比1:35加入到硫酸溶液中，在搅拌下加热浸出至将其完全溶解。 硫酸溶液溶解钴镍渣的时间为30～40分钟。 (2)进行液固分离，将浸出液的液体和固体分离，得到浸出渣和锌液。 浸出渣经多次洗涤后返回钴镍渣库。 洗涤液回流至锌液中，滤液用水稀释至。 ，锌离子浓度为120-150g/L，即为锌液I。 (3)氧化水解分离铁元素，同时加入少量石粉(碳酸钙)，用精密pH试纸测定。 调节锌液的pH值至5.0，控制温度在80-85℃，加入过氧化氢（双氧水），将溶液中游离的二价铁离子氧化为三价铁离子，三价铁离子被自动水解形成氢氧化铁胶体（固相）。 反应时间为20分钟。 (4)二次液固分离：铁离子自动水解完成后，进行液固分离。 将滤液用水稀释至，加入石粉（碳酸钙）调节溶液pH值至5.0，即为锌液2，得到成品铁渣，少量洗涤数次水，然后干燥以恢复水分。 铁渣加入硫酸和铁可制成工业所需的硫酸亚铁溶液。 (5)氧化、水解分离钴、镍元素。 将步骤(4)得到的锌液2升温并维持在90-95℃。 在搅拌下，按固液比1:50-100加入过硫酸钠固体，并用石粉始终控制锌液的pH值至5.0，反应时间为50-70分钟。 停止搅拌并保持溶液的温度。 让溶液自然静置60分钟。 三价钴和镍离子会自动水解生成三价氢氧化钴。 大晶体形式的氢氧化镍沉淀。 (6)三液固分离。 三价钴、镍离子自动水解完成后，进行液固分离。 滤液用水稀释至，得到锌液3。锌液3送至电镀锌车间； 用少量水清洗多次。 过滤残渣并回收水分，得到的含钴＝40％、镍＝4.50％的钴和氢氧化镍作为钴精矿出售。 本发明反应过程中主要反应为：2H.+2Fe2++H2O2=2Fe3++++3H20=Fe(OH) 3 I+3H。 本发明从钴镍渣中分离出锌、铁和钴镍精矿。 该工艺方法改进和克服了以往工艺工艺流程复杂、经济效益低、环境污染严重的缺点，具有以下优点： 1、生产车间无需增加设备，无需改造管道。 本发明的工艺流程利用湿法冶金锌的浸出。 可生产桶装或净化桶，蒸汽加热法、电搅拌法、压滤法等均可原样使用，无需任何改动。 2、不产生三废。 本发明整个处理过程不产生废水、废气、废渣，符合国家清洁生产、循环经济、节能减排的政策。
3、耗时少，分离元素多，回收率高。 本发明的处理过程可在2.5-3小时内完成。 溶液中的[锌]、[铁]、[钴镍]相互分离，各元素回收率均在95%以上。 4、成本低，经济效益明显。 过氧化氢（双氧水）和过硫酸钠是很常见的化学品。 它们的价格不高，用量也很小。 分离出来的锌液和铁胶体可直接作为本车间生产的原料。 氢氧化钴镍质量高，钴镍价格高，可以直接作为钴精矿出售。 5、操作过程非常安全。 本发明所用的两种氧化剂过氧化氢（双氧水）是湿法炼锌行业常用的化学品，也是传统湿法炼锌生产车间常用的辅助材料。 操作人员对使用过氧化氢（双氧水）除铁感兴趣。 我们已经非常熟悉技术和安全事宜，不需要额外的培训； 过硫酸钠固体在室温下缓慢溶解，过硫酸钠溶液在室温下不氧化。 因此，即使过硫酸钠固体粉末在加料过程中溅入物料中，也能轻易冲走人眼，不会对人体造成伤害； 如果含有过硫酸钠的溶液在90-95℃的高温下不小心溅到皮肤上，除了因温度引起的物理灼伤外，过硫酸钠成分极低，只有1 -2%的含量，氧化电位远远不会对皮肤造成伤害。 6、氧化剂的残留量对后续的处理过程只是有益而无害。 残留量的过氧化氢（双氧水），即使在常温下，也极易分解成水和氧气； 在701以上的锌溶液中过氧化氢已被证明存在时间不超过15分钟，在过滤氢氧化铁胶体时已被分解。 残留量的过硫酸钠不仅对后续的电解锌工艺无害，而且有利于维持电解锌系统循环溶液中锰离子的价态。 过硫酸钠中含有微量的过硫酸根，在空气的影响下，随着时间的推移会逐渐分解成硫酸盐，而硫酸盐是循环溶液的主要成分之一。
图1是从钴镍渣中分离锌、铁、钴镍精矿的工艺流程图。
具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。 如图1所示，首先将钴镍渣按固液比1:3:5加入到硫酸溶液中，在搅拌下加热浸出，使钴镍渣充分溶解。 硫酸溶液溶解钴镍渣的时间为30-40分钟。 将浸出液进行液固分离，得到浸出渣和锌液。 浸出渣经多次洗涤后返回钴镍渣库。 洗涤液流回锌溶液中。 滤液用水稀释至，即得锌离子浓度。 为120 150 g/L，即锌液I。同时加入少量石粉（碳酸钙），用精密pH试纸测定，调节锌液pH至5.0，控制温度在80- 85℃，加入过氧化氢（过氧化氢），将溶液中游离的二价铁离子氧化为三价铁离子，三价铁离子自动水解，形成氢氧化铁胶体（固相）。 反应20分钟后，三价铁离子自动水解，进行液固分离。 滤液用水稀释至并再次添加。 石粉(碳酸钙)调节液pH值为5.0，即锌液2。得到的铁渣成品用少量水洗涤数次，然后沥干回收。 将锌溶液2加热并保持在90-95℃。 搅拌下，按固液比1：50～100加入过硫酸钠固体。用石粉始终控制锌液的pH值在5.0。 反应时间为50至70分钟。 停止搅拌，停止维持溶液温度，让溶液自然静置60分钟后，三价钴和镍离子会自动水解，形成氢氧化三钴和氢氧化三镍的大晶体沉淀。 三价钴和镍离子自动水解后，进行液固分离。 滤液用水稀释至，得到锌液3。锌液3返回电镀生产，得到含钴＝40％、镍＝4.50％的钴。 成品镍渣用少量水洗涤数次后沥干回收，可作为钴精矿出售。本发明的工艺流程为
(1)浸出湿法炼锌行业净化工艺阶段用锌粉脱钴、镍而形成的炉渣，简称钴镍渣。 取矿渣700克（干重490克），与5克过硫酸钠固体粉末混合。 均匀地放入预先盛有500毫升硫酸溶液（含硫酸261.2克）的5升烧杯中，在电搅拌下加热浸出，使钴镍渣充分溶解。 硫酸溶液溶解钴镍渣的时间为30～40分钟。 钴镍渣含水分（H2O）210克、锌（Zn）259.7克、铁（Fe）3.23克、钴（Co）1.18克、镍（Ni）O 25克。（2）液固分离1：将浸出液进行液体和固体分离，得到浸出渣和锌液。 浸出渣经多次洗涤后返回钴镍渣库。 洗涤液回流至锌液中，滤液用水稀释至2000。 ml，锌离子浓度为120-150g/L，为锌液I。钴镍渣溶解后溶液的成分如表1所示。
权利要求
1.一种从钴镍渣中分离锌、铁、钴镍精矿的工艺，其特征在于，所述处理工艺按如下步骤完成： (1)浸出：首先将钴镍渣按一定比例浸出将1:35的固液比加入到硫酸溶液中，搅拌下加热浸出，使钴镍渣充分溶解。 硫酸溶液溶解钴镍渣的时间为30～40分钟； (2)一次液固分离，将浸出液进行液固分离，得到浸出渣和锌液，浸出渣经过多次洗涤后，返回钴镍渣库，洗涤液回流至钴镍渣仓。锌溶液，滤液加水稀释至，锌离子浓度为120-150g/L，即为锌溶液I； (3)氧化、水解、分离铁元素，同时加入少量石粉(碳酸钙)并用精密PH试纸测定，调节锌液pH至5.0，控制温度在80-85℃ 、加入过氧化氢（双氧水），使溶液中游离的亚铁离子氧化成三价铁离子，三价铁离子自动水解，形成氢氧化铁胶体（固相）。 反应时间20分钟； (4)铁离子二次液固分离，自动水解完全后，进行液固分离，滤液加水稀释至，加入石粉(碳酸钙)调节pH值将溶液的质量分数调至5.0，即为锌溶液2。所得铁渣产品用少量水洗涤数次，然后沥干回收。 铁渣加入硫酸和铁可制成工业所需的硫酸亚铁溶液； (5)氧化、水解分离钴、镍元素。 将步骤(4)得到的锌液2加热并维持在90-95℃。 搅拌下，按固液比1:50～100加入过硫酸钠固体，用石粉始终控制锌液的pH值在5.0，反应时间50～70分钟。 停止搅拌，让溶液自然冷却，使三价钴离子和镍离子自动水解，形成氢氧化三钴和氢氧化三镍大晶体沉淀。 水解时间为60分钟； (6)三液固分离。 三价钴、镍离子自动水解后，进行液固分离，滤液用水稀释。 至，得到锌液3，将锌液3送至电解锌车间； 将得到的含钴＝40％、镍＝4.50％的钴镍氢氧化物进行水洗，然后干燥以回收水。 以钴精矿形式出售。
全文摘要
本发明公开了一种从钴镍渣中分离锌、铁、钴镍精矿的工艺，包括浸出、一次液固分离、氧化水解分离铁元素、二次液固分离、氧化水解分离铁元素。分离钴和镍元素。 、三液固分离等步骤，解决了传统钴镍精炼行业原料价格高、精炼工艺复杂、能耗高、副产物污染大的问题。 适用于湿法炼锌行业，工艺简单，成本低。 成本低、周期短、效率高、污染低，直接从钴镍渣中分离出金属锌以及铁、钴镍等贵金属。
文件号码/
公布日期 2013年4月3日 申请日期 2012年12月3日 优先权日 2012年12月3日
发明人 吴永田、吴忠、阮景源、王继峰、赵盛林、石文革、郑艳琼、刘琪、卢孟生、秦汉利、史静、李卫华、聂晓峰 申请人：河池市金泰资源循环利用有限公司