專利名稱：鈷土礦的浸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鈷礦的浸出方法，尤其是在硫酸體系中鈷土礦的浸出方法。
鈷土礦中一般都含有鈷、錳和少量鎳銅等金屬。從鈷土礦中提取鈷、錳等金屬的方法主要有硫酸化焙燒法，鈷鐵合金浸出法，還原浸出法等。
硫酸化焙燒法是基于鈷土礦中鈷、錳、鎳等氧化物在焙燒條件下與硫酸反應(yīng)，使鈷、錳、鎳等轉(zhuǎn)變成可溶性硫酸鹽，然后用水或酸浸出，使可溶性金屬轉(zhuǎn)入溶液。據(jù)《云南冶金》1975年第三期“鈷土礦中鈷的提取”一文介紹，鈷精礦先行干燥脫藥，脫除精礦中夾帶的選礦藥劑，然后加入硫酸拌勻，在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行硫酸化焙燒。培砂浸出時(shí)，在液固比2∶1，浸出一小時(shí)條件下，鈷的浸出率為75—85％。該法的缺點(diǎn)在于鈷土礦需經(jīng)選礦、硫酸化焙燒等復(fù)雜工序，從而增加了浸出成本。
鈷鐵合金浸出法。該法是基于在還原熔煉時(shí)，鈷、錳、鐵的還原能力不同的原理，使大部分錳氧化物造渣，而鈷、鐵的氧化物最大限度地還原成金屬，煉出的鈷鐵合金，經(jīng)破碎、磨細(xì)后用硫酸浸出。例如《云南冶金》1975年第三期“云南地區(qū)含鈷原料冶煉流程的研究”一文指出，鈷土礦經(jīng)制粒、電爐還原熔煉后所得合金，含鈷5—6％，鐵75％，鈷回收率95％，銅85—90％，錳大部分造渣。本方法的缺點(diǎn)在于合金在浸出時(shí)，大量的鐵轉(zhuǎn)入溶液，使下一部作業(yè)造成很大困難，同時(shí)錳入渣后，還需另行回收，致使流程極度復(fù)雜化。
還原浸出法，主要分為二大類，一是二氧化硫浸出法，一是鐵屑還原法。二氧化硫浸出法是在一定溫度下，往鈷土礦礦漿中通入二氧化硫，使鈷、錳還原，轉(zhuǎn)變成可溶性硫酸鈷和硫酸錳?！对颇弦苯稹?975年第三期“云南地區(qū)含鈷原料冶煉流程研究”一文揭示，在串聯(lián)的木槽內(nèi)當(dāng)液固比為2∶1，溫度為75℃條件下，進(jìn)行二氧化硫還原浸出，鈷、鎳、銅的浸出率分別為90％，78—87％和10％該浸出方法雖然有較高的浸出率，但二氧化硫價(jià)格昂貴且利用率低，存在較嚴(yán)重的環(huán)保問題，同時(shí)礦漿的固液分離困難。鐵屑還原法是在浸出時(shí)用鐵屑作還原劑，該方法具有工藝簡單，容易操作，設(shè)備問題容易解決等優(yōu)點(diǎn)，但同樣存在浸出液中鐵含量高，造成凈化和回收鐵較困難的局面。若采用浸出和中和除鐵同時(shí)進(jìn)行的工藝，則會大幅度降低鈷的回收率。
從以上介紹可知，現(xiàn)有處理鈷土礦的方法，都有明顯的缺點(diǎn)或者采用火法冶金先行處理而后浸出，使流程復(fù)雜化，或者還原劑利用率低，生產(chǎn)成本高，或者鈷回收率低，同時(shí)大部分工藝都存在著嚴(yán)重的環(huán)保問題。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有處理鈷土礦方法的缺點(diǎn)，發(fā)明一種使用硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)作為還原劑的浸出方法，既避免使用火法冶金手段，又避免使用昂貴的、對環(huán)境污染較大的二氧化硫，降低浸出液中鐵的含量。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。硫化物和氧化物之間的電對值φ°差別越大，在一定條件下，它們的氧化還原反應(yīng)也越強(qiáng)烈，越完全。下面是一些與本發(fā)明有關(guān)的硫化物與氧化物的電對值φ°統(tǒng)計(jì)表。
物料 FeS NiS CoS Fe2S3MnO2Co2O3φ°值0.066V 0.145V 0.22V 0.42V 1.23V 1.75V由此可知，MnO2、Co2O3與FeS、CoS等硫化物的電對值φ°差別很大。這就為利用鐵、鈷、鎳的硫化物作為還原劑對鈷和錳的氧化物進(jìn)行浸出，提供了可靠的理論基礎(chǔ)。所以在一定條件下利用硫精礦(選礦精礦)中的硫化鐵或鈷硫精礦(選礦精礦)中的硫化鈷和硫化鐵等硫化物作還原劑浸出鈷土礦中的氧化鈷、氧化錳成為可能。
本發(fā)明的特征在于利用硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)作為鈷土礦的還原劑，在一定的浸出溫度、浸出時(shí)間、固液比條件下，調(diào)整鈷土礦和硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)的比例，使鈷和錳的浸出率較高而鐵的浸出率最低。其進(jìn)一步的浸出條件和結(jié)果如下鈷土礦磨細(xì)至—100目至—200目，使用硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)作為還原劑，鈷土礦和還原劑的比例為1—7∶1—4(重量比)，把它們漿化成固液比為1∶2—4的礦漿，用硫酸浸出，浸出溫度為40—95℃，浸出時(shí)間為2—5小時(shí)，浸出終點(diǎn)PH值2—3，鈷的浸出率可達(dá)85％左右，錳大于90％，而溶液中鐵的含量＜10％。試驗(yàn)表明，根據(jù)鈷土礦中鈷錳等氧化物含量多少，硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)中硫含量的多少，調(diào)整好硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)的用量，是保證鈷、錳浸出率較高的重要因素。因此，鈷土礦和硫精礦或鈷硫精礦必須維持恰當(dāng)比例，才能獲得最佳結(jié)果。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于使用硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)作還原劑，避免了使用昂貴的二氧化硫及由此而產(chǎn)生的嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，從而大幅度降低生產(chǎn)成本和環(huán)保投資。本發(fā)明因浸出液中鐵含量很低，避免了鈷錳合金浸出法和鐵屑還原法所帶來的除鐵困難的局面。本發(fā)明的浸出溫度僅40—95℃，避免了硫酸化焙燒法中的高溫作業(yè)和其它火法冶金手段，有明顯的節(jié)能效果。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例如下例1、利用含鈷1.42％的鈷土礦，磨細(xì)至—200目占95％，混入硫精礦或含鈷為0.5—1％的鈷硫精礦(選礦精礦)作為還原劑，鈷土礦和硫精礦或鈷硫精礦之比(重量比)為7∶3—7∶4，再把它們漿化成固液比為1∶4的礦漿，該礦漿在反應(yīng)釜內(nèi)與硫酸反應(yīng)，始酸為3N，反應(yīng)時(shí)間3—4小時(shí)，反應(yīng)溫度85℃，浸出終點(diǎn)PH值2.5—3。在此條件下鈷錳浸出率分別為75.11—88.0％和81.53—89.95％，鐵浸出率僅5％。
例2、利用例1的鈷土礦和鈷硫精礦浸出，當(dāng)鈷土礦和硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)之比為7∶3(重量比)，固液比為1∶2，在反應(yīng)釜內(nèi)用硫酸浸出，始酸量為3N，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，浸出終點(diǎn)PH值2.5—3，鈷浸出率達(dá)到85％，錳大于90％，鐵小于10％。
例3、利用硫精礦(選礦精礦)作硫化劑對含鈷為1.108％的鈷土礦浸出，鈷土礦磨細(xì)至—200目占95％。鈷土礦和硫精礦(選礦精礦)之比為3∶2(重量比)，在反應(yīng)釜內(nèi)用硫酸浸出，始酸為3N，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，反應(yīng)溫度85℃，浸出終點(diǎn)PH值2.5—3，鈷浸出率為79.1％，錳95.54％，鐵小于10％。
由以上實(shí)施例可知，在硫酸體系中利用硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)而不使用二氧化硫作還原劑浸出鈷土礦，既無焙燒、熔煉工序又無高溫作業(yè)，在保證有較高的鈷錳浸出率情況下，鐵的浸出率＜10％，有利于下道工序的進(jìn)一步處理。因此，本發(fā)明克服了已有技術(shù)的缺點(diǎn)，達(dá)到了發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.一種利用還原劑在硫酸體系中進(jìn)行鈷土礦的浸出方法，其特征在于用硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)作為鈷土礦的還原劑，在一定的浸出溫度，浸出時(shí)間，固液比條件下，調(diào)整鈷土礦和硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)的比例，使鈷和錳的浸出率均較高，而鐵的浸出率最低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷土礦的浸出方法，其特征還在于鈷土礦和硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)之比(重量比)為1—7∶1—4，浸出溫度40—95℃，浸出時(shí)間2—5小時(shí)，固液比為1∶2—4，浸出終點(diǎn)PH值為2—3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈷土礦的浸出方法，其進(jìn)一步的特征在于鈷土礦與硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)之比(重量比)為7∶3—7∶4，浸出溫度85℃，浸出時(shí)間3—4小時(shí)，固液比為1∶4，浸出終點(diǎn)PH值2.5—3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2可述的鈷土礦的浸出方法，其進(jìn)一步的特征還在于鈷土礦與硫精礦或鈷硫精礦(選礦精礦)之比(重量比)為7∶3，固液比為1∶2，浸出溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，浸出終點(diǎn)PH值為2.5—3。
全文摘要
本發(fā)明屬于氧化鈷礦的浸出方法，尤其是對鈷土礦的浸出方法?，F(xiàn)有處理氧化鈷礦的方法，主要是硫酸化焙燒法，鈷鐵合金浸出法和二氧化硫或鐵屑還原法。這些方法需要火法冶煉或者在高溫條件下浸出或者使用昂貴的二氧化硫浸出，生產(chǎn)成本高，作業(yè)環(huán)境惡劣。本發(fā)明利用鈷硫精礦或硫精礦作為鈷土礦的還原劑，在一定條件下，調(diào)整鈷土礦和還原劑的比例，使鈷錳的浸出率較高而鐵的浸出率最低，達(dá)到改善生產(chǎn)環(huán)境，簡化流程和降低成本的目的。
文檔編號C22B3/00GK1118013SQ94115099
公開日1996年3月6日 申請日期1994年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月27日
發(fā)明者李禪德 申請人:金川有色金屬公司