CN101838736B

CN101838736B - 湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法

Info

Publication number: CN101838736B
Application number: CN2010101877737A
Authority: CN
Inventors: 倪恒发; 翟爱萍; 张新庄; 张利涛; 张全胜; 牛军民
Original assignee: YUGUANG ZINC INDUSTRY Co Ltd HENAN
Current assignee: YUGUANG ZINC INDUSTRY Co Ltd HENAN
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: CN101838736A

Abstract

本发明涉及一种湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法。该方法包括钴渣中性浸出、钴渣酸性浸出、中浸液体除铁和中浸液体除钴等工序，首先对湿法炼锌中的净液钴渣进行筛分破碎处理，在硫酸体系中进行分段浸出，对浸出矿浆进行分离，分离出铅渣，对浸出液进行杂质处理，处理后的浸出液体中加入氧化剂，对其中的Fe、Co金属进行分离，得到钴含量15％以上的高钴精矿，可作为炼钴原料外售。本发明能有效回收净液钴渣中钴、锌、铅等有价金属，产出铅渣、高钴精矿和电解锌，实现了废渣的有效利用，解决了湿法炼锌中间废渣的处理问题，达到了综合回收利用资源的目的。

Description

湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法

技术领域

本发明涉及在湿法炼锌领域中间废渣(净液钴渣)综合分离的方法，特别是涉及一种湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法。

背景技术

钴是伴生在铅锌生产的原料中对湿法炼锌系统有害的元素之一，在湿法炼锌系统正常的生产过程中，钴的存在会造成系统闭路循环，加大原辅材料的消耗，影响系统的稳定性，给生产带来一定的问题。目前企业净液钴渣常以堆存的形式处理，这样会对环境造成一定的影响，同时净液钴渣中含有大量的锌、镉、钴等有价金属，堆存处理使资源的综合利用效率不高，同时使企业的中间占用加大，影响企业的经济效益。

目前钴渣综合回收个别公司采用工艺除挥发窑处理外，还有β-奈酚除钴，但两者都有不足之处。挥发窑产品为氧化锌，产品的含锌品位无明显提升，未实现产品增值，同时需要重新浸出处理生产电锌，除生产成本过高之外，各种金属回收率也不高，其中钴金属不能得到回收，进入弃渣。

β-奈酚除钴的生产成本过高，工艺复杂，稳定性不高。前期投资较大，生产中有大量亚硝酸根离子和有机物(β-萘酚)进入系统，对系统的正常运行存在一定的影响(主要是电解系统烧板)。目前社会上有些小厂做一些简单处理，但其对后序工艺及环境污染考虑不全，不能应用于大厂的规模化生产。

申请号为CN00102775.1的发明涉及一种处理锌钴渣的方法，将锌钴渣10份在加温40-90℃条件下搅拌进行氨浸，加锌粉1-2份除杂、过滤(或用胴肟类萃取剂萃取法除去铜、钴杂质)，然后将纯净的锌-氨液蒸氨、再过滤，之后在400-700℃条件下煅烧，得到纯度为99％以上的活性氧化锌。也可以将纯净的锌-氨液返回至湿法炼锌系统。本发明的方法工艺简单、设备防腐要求低，除杂容易，消耗低，金属回收率高。但该申请没有涉及到钴、锌的进一步回收问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种湿法炼锌净液钴渣的综合分离方法，分离后得到铅渣、高钴精矿和电解锌。该方法不仅能使钴渣得到有效分离，还解决了钴渣类堆存对环境的影响问题。

本发明的技术方案：

湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法，该方法包括钴渣中性浸出、钴渣酸性浸出、中浸液体除铁和中浸液体除钴工序，

(1)钴渣中性浸出

向含锌、钴的净液钴渣中加入硫酸和水，硫酸初始浓度100～120g/l，控制液固比为4～5∶1，浸出温度为80～85℃，浸出时间4～5h，反应终点溶液pH值为5.0～5.2，反应后经压滤得到中浸液体和中浸钴渣；所述中浸钴渣进入酸性浸出工序；

(2)钴渣酸性浸出

将经过中浸钴渣加入酸性浸出槽，加入硫酸和水，硫酸初始浓度120～150g/l，控制液固比在5～6∶1，浸出温度为80～85℃，浸出时间4～5h，终点酸度50～80g/l，反应后经压滤得到酸浸铅泥渣和酸性浸出液；

(3)中浸液体除铁

将经过钴渣中性浸出的中浸液体加入除铁槽，在搅拌下升温并加入氧化剂，氧化剂的加入量为中浸液体中铁与氧化剂反应时理论用量的1倍，反应温度控制在55～60℃之间，反应时间1～2h，反应过程中pH值保持在4～4.5之间，经压滤得到除铁后的中浸液体；

(4)中浸液体除钴

向除铁后的中浸液体中在搅拌下加入氧化剂，氧化剂加入量为氧化剂氧化中浸液体中的钴化学反应理论量的2倍，反应温度控制在80～85℃之间，反应时间2～4h，反应过程中pH值保持在4～4.5之间，经压滤得到净化液和压滤渣，所得压滤渣即为钴精矿。

所述净液钴渣在中性浸出前进行破碎，破碎后粒度小于60目，

将所述步骤(2)中的酸性浸出液返回钴渣中性浸出槽循环使用；所述步骤(3)中浸液体除铁的氧化剂为双氧水，所述步骤(4)中浸液体除钴的氧化剂为高锰酸钾；所述湿法分离方法还包括将步骤(4)所得的净化液转入电解锌系统进行电解的步骤。

所得酸浸铅泥渣中铅含量为25～30％；所得钴精矿中钴含量为15～20％。

本发明的积极有益效果：

1、本发明首先对湿法炼锌中的净液钴渣进行筛分破碎处理，在硫酸体系中进行分段浸出，对浸出矿浆进行分离，分离出铅渣，对浸出液进行杂质处理，处理后的浸出液体中加入氧化剂，对其中的Fe、Co金属进行分离，得到钴含量15％以上的高钴精矿，可作为炼钴原料外售。将分离净化后的液体转入电锌工序或硫酸锌工序，从而完成对整个工业废渣的处理工作。

净液钴渣处理前后化验数据对比：(重量％)

2、本发明工艺合理，能有效回收净液钴渣中钴、锌、铅等有价金属，产出铅渣、高钴精矿和电解锌，减少了废渣堆存造成的环境污染问题，实现了废渣的有效利用，解决了湿法炼锌领域中中间废渣的处理问题，解决了废渣资源综合利用效率不高和中间占用费用较大等问题，达到了综合回收利用资源的目的，有利于保护环境，该发明具有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1：湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法的流程图

具体实施方式

在图1中，湿法炼锌过程中所产生的净液钴渣，经破碎处理后加入中浸反应槽中进行溶解反应，将部分有价金属Zn、Co等溶解进入中浸液体中，而其中含有的大量有价金属未被浸出；再将中浸钴渣加入钴渣酸浸槽中继续浸出，渣中的金属铅不溶于酸形成铅沉淀物，经过浸出后得到富集，产出铅渣，经过钴渣酸浸的钴渣酸浸液返回钴渣中浸槽循环使用；然后将含Zn、Co、Fe等金属的中浸液体加入中浸除铁槽进行除铁；除铁后进入除钴工序，加入氧化剂除Co，将Co分离出来从而使Co得到富集产出。最后将得到的含锌较高的滤液送往电解工序，经电解产出电解锌锭。

下面通过实施例具体说明本发明的具体工艺过程。

实施例1：参见图1，湿法电锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法的具体步骤如下：

(一)钴渣中性浸出

1、原料：净液钴渣、硫酸、水

2、工艺目的：将含锌、钴等金属较高的净液钴渣用稀硫酸浸出，金属锌、钴及其氧化物均溶解于稀硫酸中，而渣中的铅不溶于稀酸，进入浸出渣形成铅泥渣，得到的溶液为中性浸出液，从而达到锌、钴与铅泥渣分离的目的。

3、工艺条件：(1)控制液固比4～5∶1 (2)稀硫酸初始浓度100～120g/l(3)浸出温度80～85℃ (4)浸出时间4～5h (5)反应终点溶液pH值5.0～5.2。

4、操作方法：先配制浸出底液，往浸出槽中加入30m³水，开启搅拌器，缓慢加入由浓硫酸配制的初始浓度为100～120g/l的稀硫酸，再缓慢加入约6吨磨碎的净液钴渣(粒度小于60目)。反应温度控制在80～85℃，浸出时间4～5h，终点pH值控制在5.0～5.2。反应后进行压滤，得到中浸液体和中浸钴渣，中浸液体进入除铁槽，中浸钴渣进入酸性浸出工序。

5、取样化验项目：(1)始酸：100～120g/l (2)终点pH 5.0～5.2

(3)中浸液体中Zn、Co含量(Zn：100～150g/l，Co：1～3g/l)

(4)中浸钴渣中Zn、Co含量(Zn：20～30％，Co：≤0.5％)。

(二)钴渣酸性浸出

1、原料：中浸钴渣、硫酸、水

2、工艺目的：中浸钴渣中的锌、钴含量还较高，需再进行酸性浸出。将中浸钴渣加入酸性浸出槽，提高浸出酸度最大程度地将渣中锌、钴浸出完全，而渣中的铅不溶于酸而沉淀进入浸出渣形成铅泥渣，经压滤与酸浸液分离。得到的酸性浸出液体返回中浸反应槽循环使用，铅泥渣堆存外售。

3、工艺条件：(1)控制液固比5～6∶1 (2)浸出温度80～85℃(3)浸出时间4～5h (4)初始酸度120～150g/l (5)终点酸度50～80g/l

4、操作方法：先配制酸性浸出底液。往酸性浸出槽中加入30m³水，开启搅拌器，缓慢加入初始浓度120～150g/l的硫酸，缓慢加入中浸钴渣，温度控制在80～85℃，浸出时间4～5h，要求终点酸度50～80g/l，压滤后滤液进入中性浸出槽循环使用，酸浸铅泥渣外售。

5、取样化验项目：(1)始酸：120～150g/l (2)终点酸度：50～80g/l(3)酸浸铅泥渣中Zn、Co、Pb含量(Zn：≤10％、Co：≤0.1％、Pb：≥25％)。

(三)中性浸出液体除铁

1、原料：中浸液体，氧化剂：双氧水

2、工艺目的：原料净化钴渣中含有Zn、Co、Fe等金属，在浸出过程中均进入溶液，溶液中若Fe杂质含量高则影响钴精矿的品位。经过氧化除铁工序，加入适量氧化剂将溶液中的Fe氧化除去。

3、工艺条件：(1)除Fe温度55～60℃ (2)氧化时间1～2h

(3)氧化剂双氧水加入量按双氧水与Fe发生氧化反应的理论用量加入

(4)pH值4～4.5

4、操作方法：将中浸液体转入除铁槽，开启搅拌器，温度控制在55～60℃，缓慢加入双氧水，防止因加入速度过快，反应剧烈造成冒槽现象。反应时间1～2h，反应过程中pH值保持在4～4.5之间。反应后压滤，将除铁后的滤液转入除钴工序。

5、取样化验项目：(1)反应过程pH值4～4.5

(2)除铁后滤液中Fe含量(Fe：≤0.005g/l)。

(四)中性浸出液氧化除钴

1、原料：中性浸出液，氧化剂：高锰酸钾

2、工艺目的：由于原料净化钴渣中含有Zn、Co、Ni、Fe等金属，在浸出过程中均进入溶液，溶液中金属杂质含量高不能满足电锌要求。经除钴工序将溶液中的Co氧化除去，使Co富集得到Co精矿；溶液为合格的锌液体，送电解工序生产电解锌或生产硫酸锌产品。

3、工艺条件：(1)除钴温度为80～85℃ (2)氧化时间2～4h (3)氧化剂高锰酸钾加入量按高锰酸钾、氧化钴化学反应理论需要量的2倍加入

(4)pH值4～4.5。

4、操作方法：将除铁后的中性浸出液转入除钴槽，开启搅拌器，缓慢将高锰酸钾固体加入，防止因加入高锰酸钾过快，反应剧烈而造成冒槽现象，温度控制在80～85℃，反应时间2～4h，反应过程中pH值保持在4～4.5之间。反应后压滤，将净化后的滤液转入电解系统生产电解锌产品，压滤渣为高Co精矿。

5、取样化验项目：(1)中性浸出液中Zn、Co含量(Zn：100～150g/l，Co：1～3g/l) (2)反应过程pH值4～4.5

(3)压滤渣中Zn、Co含量(Zn：10～15％，Co：15～20％)

(4)净化液中Zn、Co含量(Zn：100～150g/l，Co：≤0.001g/l)。

(五)锌的电解工序按现有常规锌的电解工艺进行，不再详述。

实施例2：湿法电锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法，同实施例1基本相同，相同之处不再重述，不同之处在于：

(一)钴渣中性浸出

(1)控制液固比4～5∶1 (2)稀硫酸初始浓度115g/l (3)浸出温度82～83℃ (4)浸出时间4～5h (5)反应终点溶液pH值5.0～5.2。

得到的中浸液体中Zn：140g/l，Co：2g/l；中浸钴渣中Zn：26.5％，Co：0.2％。

(二)钴渣酸性浸出

(1)控制液固比5～6∶1 (2)浸出温度80～85℃ (3)浸出时间4～5h

(4)初始酸度140g/l (5)终点酸度70g/l

所得酸浸铅泥渣中Zn、Co、Pb含量(Zn：7.5％、Co：0.05％、Pb：30％)。

(三)中性浸出液体除铁

(1)除Fe温度55～60℃ (2)氧化时间1～2h (3)pH值4～4.5

除铁后滤液中Fe含量为0.004g/l。

(四)中性浸出液氧化除钴

(1)除钴温度为80～85℃ (2)氧化时间3h (3)反应过程pH值4～4.5。

所得压滤渣中Zn：13％，Co：15％；净化液中Zn：138g/l，Co：0.001g/l。

实施例3：湿法电锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法，同实施例1基本相同，相同之处不再重述，不同之处在于：

(一)钴渣中性浸出

(1)控制液固比4～5∶1 (2)稀硫酸初始浓度110g/l (3)浸出温度82～83℃ (4)浸出时间4～5h (5)反应终点溶液pH值5.0～5.2。

得到的中浸液体中Zn：128g/l，Co：1.7g/l；中浸钴渣中Zn、Co含量(Zn：22.8％，Co：0.35％。

(二)钴渣酸性浸出

(1)控制液固比5～6∶1 (2)浸出温度80～85℃ (3)浸出时间4～5h

(4)初始酸度125g/l (5)终点酸度65g/l

所得酸浸铅泥渣中Zn：5.5％、Co：0.03％、Pb：27％。

(三)中性浸出液体除铁

(1)除Fe温度55～60℃ (2)氧化时间1～2h (3)pH值4～4.5。

所得除铁后滤液中Fe含量为0.002g/l。

(四)中性浸出液氧化除钴

(1)除钴温度为80～85℃ (2)氧化时间2～4h (3)反应过程的pH值4～4.5。

所得压滤渣中Zn：11％，Co：16％；净化液中Zn：128g/l，Co：0.0009g/l。

Claims

1.湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法，其特征在于：该方法包括钴渣中性浸出、钴渣酸性浸出、中浸液体除铁和中浸液体除钴工序，

(1)钴渣中性浸出

首先将净液钴渣进行破碎，破碎后粒度小于60目；向含锌、钴的净液钴渣中加入硫酸和水，硫酸初始浓度100～120g/l，控制液固比为4～5∶1，浸出温度为80～85℃，浸出时间4～5h，反应终点溶液pH值为5.0～5.2，反应后经压滤得到中浸液体和中浸钴渣；所述中浸钴渣进入酸性浸出工序；

(2)钴渣酸性浸出

将经过中浸钴渣加入酸性浸出槽，加入硫酸和水，硫酸初始浓度120～150g/l，控制液固比在5～6∶1，浸出温度为80～85℃，浸出时间4～5h，终点酸度50～80g/l，反应后经压滤得到酸浸铅泥渣和酸性浸出液；将所述酸性浸出液返回钴渣中性浸出槽循环使用；

(3)中浸液体除铁

(4)中浸液体除钴

2.根据权利要求1所述的湿法分离方法，其特征在于：所述步骤(3)中浸液体除铁的氧化剂为双氧水，所述步骤(4)中浸液体除钴的氧化剂为高锰酸钾。

3.根据权利要求1所述的湿法分离方法，其特征在于：所述湿法分离方法还包括将步骤(4)所得的净化液转入电解锌系统进行电解的步骤。

4.根据权利要求1-3任一项所述的湿法分离方法，其特征在于：所得酸浸铅泥渣中铅含量为25～30％。

5.根据权利要求1-3任一项所述的湿法分离方法，其特征在于：所得钴精矿中钴含量为15～20％。