專利名稱：一種從鈷銅鐵合金中回收有價(jià)金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種從鈷銅鐵合金中回收有價(jià)金屬的方法，特 別是一種采用硫酸化焙燒對(duì)合金進(jìn)行預(yù)處理，改變合金的結(jié)構(gòu)后再用比 較簡(jiǎn)單的工藝從合金中浸出鈷銅的方法。
背景技術(shù)：
鈷白合金一直是世界各國青睞而在冶金處理技術(shù)方面相當(dāng)棘手的鈷資
源，它是以鈷、銅、鐵為主要成分的冶煉中間產(chǎn)品，含鐵高達(dá)30%，其它元 素含量低，基本上是鈷、銅、鐵的三元合金。目前處理類似原料的大多數(shù)冶 煉廠采用氧化酸浸一中和沉淀除鐵技術(shù)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的鐵渣，銅、 鈷損失較大，鈷的綜合回收率只有85%左右。
至今為止，公開報(bào)道針對(duì)鈷白合金的綜合回收，還沒有比較成熟的冶金 處理技術(shù)。國外也只有世界著名的INCO公司和比利時(shí)的Umicore公司以鈷白 合金為原料進(jìn)行鈷鎳銅綜合回收的記載。
目前處理銅鈷合金常用的方法有
電溶化在電解槽中以合金為陽極，在硫酸或鹽酸體系中通過電解使鈷 銅從陽極上溶解進(jìn)入溶液，但鐵等也一同進(jìn)入溶液，因此電流效率低、電耗 較高、鈷的回收率也低。
高溫高壓浸出法用硫酸或鹽酸在高溫高壓下進(jìn)行浸出，使合金中的鈷
銅進(jìn)入溶液。該方法工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備復(fù)雜并要求較高。
氯氣浸出法該方法需在密閉反應(yīng)器中進(jìn)行，將銅鈷合金和鹽酸加入反 應(yīng)器后，通入氯氣進(jìn)行氧化溶解。該方法鈷銅鐵的浸出率較高，但設(shè)備復(fù)雜、 設(shè)備防腐和環(huán)保要求較高。
直接酸浸法用鹽酸、硫酸、或硝酸或其中的二種組成混合酸進(jìn)行浸出。 該方法在常壓下、反應(yīng)速率較慢，浸出效率不高。
氧化酸浸法用鹽酸或硫酸在通空氣或氧氣的條件下進(jìn)行氧化浸取，主 要用利用三價(jià)鐵的氧化能力將鈷銅等金屬進(jìn)行氧化浸取，但由于氧氣的氧化 能力所限，在酸性條件下，將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵的速度很慢，故浸取效率 不高，而采用其它的氧化劑如過硫酸鈉、過硫酸銨、雙氧水等成本又太高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將合金經(jīng)過預(yù)處理，再用酸對(duì)合金粉進(jìn)行鈷浸出的方法， 有價(jià)元素可以直接用水浸出。由于銅鈷鐵白合金含銅較高，具有一定的延 展性，用一般的破碎設(shè)備難以破碎，而含有一定硅酸鹽的銅鈷鐵白合金
又在一般條件下難以溶于常用的無機(jī)酸。因此本發(fā)明將合金細(xì)化到100
目以細(xì)，先進(jìn)行第一次熱處理，然合進(jìn)行第二次熱處理硫酸化焙燒，使 銅鈷轉(zhuǎn)化成易溶于水的硫酸銅和硫酸鈷，可以直接用水進(jìn)行浸出。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)銅鈷鐵合金分離的具體方法如下
將鈷銅鐵合金破碎至100目以細(xì)，在500-130(TC下，空氣或氧氣氣氛 中進(jìn)行第一次熱處理2-8小時(shí)，使鈷鐵銅合金發(fā)生氧化偏析，經(jīng)破碎至 200-300目后，加入濃度50%-100%的硫酸與處理過的合金粉混合拌酸，將拌酸 后的合金粉在200-800'C進(jìn)行第二次熱處理2-8小時(shí)，破碎至200-300目。
本發(fā)明可以直接用水或微酸性水進(jìn)行浸出，鈷和銅進(jìn)入溶液，鈷和銅的 一次浸出率大于95%，經(jīng)過條件優(yōu)化后，鈷和銅的浸出率大于99%，鐵硅在渣 中。工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好。


圖l未處理銅鈷鐵合金XRD圖； 圖2經(jīng)第一次熱處理銅鈷鐵合金XRD圖； 圖3經(jīng)第二次熱處理銅鈷鐵合金XRD圖； 圖4銅鈷鐵合金浸出渣XRD圖。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l，取銅鈷鐵合金50公斤，利用中頻感應(yīng)爐將合金熔化， (發(fā)明內(nèi)容部分的各參數(shù)范圍內(nèi)的點(diǎn)，應(yīng)該在此體現(xiàn)，基本上已體現(xiàn)如 紅字示)用高壓水將合金霧化成100目的合金粉(編號(hào)PMCO-01),取 PMCO-01合金粉(XRD如圖1所示)1公斤，空氣氣氛中加熱到65(TC下 保溫3小時(shí)，冷卻破碎到200目(編號(hào)PMCO-02)，以取PMCO-02粉(XRD 如圖2所示)80克，加水30 ml，濃硫酸40ml，攪拌混勻后加熱到550 。C下保溫5小時(shí)，冷卻破碎到300目(編號(hào)PMCO-03)，取PMCO-03粉(XRD 如圖3所示)50克，加水300 ml,常溫下浸出2小時(shí)，過濾洗滌，分析 濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為97. 4%,銅的一次
浸出率為96.8%，鐵、硅基本不浸出。渣(XRD如圖4所示)中主要成份為 鐵紅，鈷的含量小于2%，銅的含量小于2%。
實(shí)施例2，取銅鈷鐵合金50公斤用廣義磨磨至100目以細(xì)(編號(hào) PMC0-04)，取PMC0-04合金粉1公斤，加熱到1100。C下保溫5小時(shí)，冷 卻破碎到200目(編號(hào)PMC0-05)，取PMC0-05粉80克加水40 ml，濃硫 酸80ml，攪拌混勻后加熱到75(TC下保溫3小時(shí)，冷卻破碎到300目(編號(hào) PMC0-06),取PMCO-06粉50克，加水300 ml，濃硫酸10 ml，常溫下 浸出2小時(shí)，過濾洗滌，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的 一次浸出率為98. 5%,銅的一次浸出率為98. 8%，鐵、硅基本不浸出。渣中主要 成份為鐵紅，鈷的含量小于1%，銅的含量小于1%。
實(shí)施例3，取PMCO-05粉80克加水20ml，濃硫酸100ml，攪拌混勻 后加熱到78(TC下保溫3小時(shí)，冷卻破碎到300目(編號(hào)PMC0-07)，取 PMC0-07粉50克，加水300 ml，濃硫酸15 ml，常溫下浸出2小時(shí)，過 濾洗漆，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷的一次浸出率為 99. 2%，銅的一次浸出率為99. 3%,鐵、硅基本不浸出。渣中主要成份為鐵紅， 鈷的含量小于0.5%，銅的含量小于0.5%。
實(shí)施例4，取PMC0-04合金粉1公斤，加熱到120(TC下保溫2小時(shí)， 冷卻破碎到200目(編號(hào)PMC0-08)，取PMC-08粉粉80克加水30ml，濃 硫酸70ml，攪拌混勻后加熱到700'C下保溫3小時(shí)，冷卻破碎到300目(編 號(hào)PMCO-09)，取PMCO-09粉50克，加水300 ml，濃硫酸10 ml， 50°C 下浸出2小時(shí)，過濾洗漆，分析濾液中鈷鐵銅及渣中鈷鐵銅含量，可得到鈷 的一次浸出率為99. 1%，銅的一次浸出率為98.9%，鐵、硅基本不浸出。渣中 主要成份為鐵紅，鈷的含量小于0.5%，銅的含量小于0.5%。
權(quán)利要求
1.一種從鈷銅鐵合金中回收有價(jià)金屬的方法，其特征在于將鈷銅鐵合金破碎至100目以細(xì)進(jìn)行第一次熱處理，熱處理處理溫度為500-1300℃，氣氛為空氣或氧氣，熱處理時(shí)間為2-10小時(shí)；經(jīng)破碎至200-300目后，加入濃度濃度為50％-100％的硫酸進(jìn)行混合，所用硫酸量為金屬鈷銅鐵理論消耗量的80-120％，然后進(jìn)行第二次熱處理，處理溫度為200-800℃，處理時(shí)間為2-10小時(shí)，重新破碎到200-300目，再直接用水或酸的濃度小于10％的酸性水在浸出，鈷和銅進(jìn)入溶液，鐵在渣中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鈷銅鐵合金中回收有價(jià)金屬的方法，其特 征在于所述的破碎至IOO目以細(xì)的設(shè)備為機(jī)械設(shè)備，或通過中頻感應(yīng)爐、 礦熱爐或電弧爐在1300-150(TC熔化后，利用高壓氣體或高壓水霧化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的從鈷銅鐵合金中回收有價(jià)金屬的方法，其特 征在于所述的機(jī)械設(shè)備為顎式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、臥式破碎機(jī)、廣義磨、 雷蒙磨中的一種或幾只種。
全文摘要
一種從鈷銅鐵合金中浸出有價(jià)金屬特別是鈷銅的方法，本發(fā)明將鈷銅鐵合金破碎至100目以細(xì)，再將合金粉末在500-1300℃進(jìn)行第一次熱處理2-8小時(shí)，經(jīng)破碎至200-300目后，加入濃度50％-100％的硫酸與處理過的合金粉混合拌酸，將拌酸后的合金粉在200-800℃進(jìn)行第二次熱處理2-8小時(shí)，破碎至200-300目，直接用水或微酸性水進(jìn)行浸出，鈷和銅進(jìn)入溶液，鐵在渣中。本發(fā)明鈷和銅的一次浸出率大于95％，經(jīng)過條件優(yōu)化后，鈷和銅的浸出率大于99％，鐵硅在渣中。工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好。
文檔編號(hào)C22B23/00GK101368232SQ200810143008
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者彭忠東, 柯 杜, 胡國榮 申請(qǐng)人:中南大學(xué)