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数字孪生 2024-09-30 16:37:48

钴镍分离常用方法(钴镍湿法分离工艺)

一、钴镍钴镍工艺钴的分离方法分离制备方法

钴的制备一般先用火法将钴精矿、砷钴精矿、常用含钴硫化镍精矿、湿法铜钴矿、钴镍钴镍工艺钴硫精矿中的分离方法分离钴富集或转化为可溶性状态,然后再用湿法冶炼方法制成氯化钴溶液或硫酸钴溶液,常用再用化学沉淀和萃取等方法进一步使钴富集和提纯,湿法最后得到钴化合物或金属钴。钴镍钴镍工艺

钴矿物的分离方法分离赋存状态复杂,矿石品位低,常用所以提取方法很多而且工艺复杂,湿法回收率较低。钴镍钴镍工艺钴矿的分离方法分离选矿对一般是将钴矿石通过手选、重选、常用泡沫浮选可提取到含钴15~25%的钴精矿。钴精矿冶炼方法主要有硫化镍矿冶炼和砷钴矿冶炼。

硫化镍矿制备

硫化镍精矿一般含镍4~5%,含钴0.1~0.3%。镍的火法熔炼过程中,由于钴对氧和硫的亲合力介于铁镍之间在转炉吹炼高冰镍时,可控制冰镍中铁的氧化程度,使钴富集于高冰镍或富集于转炉渣,分别用下述方法提取:

1、富集于高冰镍中的钴,在镍电解精炼过程中,钴和镍一起进入阳极液。在净液除钴过程中,钴以高价氢氧化钴的形态进入钴渣,钴渣含钴6~7%,含镍25~30%。从此种钴渣提钴的一种方法是:将钴渣加入硫酸溶液中,通二氧化硫使之溶解,制得含硫酸镍、硫酸钴和少量铜、铁、砷、锑等杂质的溶液;再用活性镍粉置换除去铜;通空气,氧化水解除去铁,通氯气氧化,加苏打中和沉淀钴,若所得氢氧化钴含镍较高,可再次溶解、沉淀分离钴镍,使其含镍小于1%;经煅烧制得氧化钴出售,也可将氧化钴制成粗金属钴,经电解精炼得电解钴。加拿大和苏联的镍厂都用此法回收钴。中国的工厂也有类似作法。从钴渣提钴的另一种方法是以亚硫酸钠作还原剂,将钴渣溶解于硫酸溶液中,得到含硫酸镍、硫酸钴和少量铜、铁、锰、锌等杂质的溶液,而后用黄钠铁矾法除去溶液中的铁,用烷基磷酸类如:二-2-乙基己基磷酸(D-2-EHPA)或其他烷基磷酸酯类萃取剂萃取其中的铜、铁、锰、锌等,并分离钴镍。萃取过程中获得的氯化钴溶液,用氟化铵除钙、镁后,再用草酸铵沉淀钴。所得草酸钴在450℃下煅烧,得到的氧化钴粉,可作为最终产品,也可用氢还原法制取金属钴粉。

2、富集于炼镍转炉渣中的钴,在还原硫化熔炼过程中,与镍一起转入钴冰铜。转炉渣成分一般为:钴0.25~0.35%,镍1~1.5%;钴冰铜成分一般为:钴1~1.5%,镍5~13%。钴冰铜可以直接浸取(常压或加压酸浸),也可以将钴冰铜焙烧成可溶性化合物后再酸浸。浸出液可按钴渣提钴工艺流程处理。

加拿大舍利特高尔顿公司(Sherritt Gordon MinesLtd)用高压氨浸法处理硫化镍精矿和高冰镍时,钴留于镍的氢还原尾液中,通硫化氢于尾液,得硫化钴和硫化镍的混合沉淀物。此混合物用硫酸高压浸出、净化除杂质后,通氧、加氨、加压,使二价钴氧化成可溶性的[Co(NH₃)₅·H₂O]2(SO₄)₃,而镍则以镍铵硫酸盐形态沉淀出来,实现镍钴分离,溶液用高压氢还原产出钴粉,也可用萃取法净液、分离出镍后电积得电钴。含钴黄铁矿提钴世界上从含钴黄铁矿中提钴较有代表性的工厂是芬兰科科拉钴厂( Kok-kola Cobalt Plant),精矿焙烧脱硫后,再配以部分精矿在流态化炉内进行硫酸化焙烧,再经浸出、浓密、洗涤,浸出液通硫化氢使钴呈硫化钴沉淀。再利用上述舍利特高尔顿的高压浸出法和高压氢还原法生产钴粉。

中国含钴黄铁矿的钴品位较低,仅为0.02~0.09%。浮选产出的钴硫精矿含钴0.3~0.5%,硫30~35%,铁35~40%。钴硫精矿在流态化焙烧炉内于580~620℃下进行硫酸化焙烧,使钴、镍、铜等金属转化为可溶性的盐类。焙砂用水或稀硫酸浸出,用氯酸钠将浸出液中的铁氧化成高价铁后,用脂肪酸钠依次萃取铁和铜。然后,通入氯气使钴氧化,加碱水解生成高价氢氧化钴沉淀,而与镍分离。在反射炉内使氢氧化钴脱水、烧结,烧结块配以石油焦和石灰石在三相电弧炉内还原熔炼成粗金属钴。粗钴浇铸成阳极,进行隔膜电解,得到纯度较高的金属钴。钴硫精矿也可先经900~950℃氧化焙烧,再配以氯化钠或氯化钙以及少量的钴硫精矿于 680℃下进行硫酸化氯化焙烧。焙砂按上述流程提钴。

砷钴矿制备

砷钴矿经选矿得到含钴10~20%的精矿,其中含砷20~50%。处理砷钴矿的方法主要有两种,一种是先用火法熔炼产出砷冰钴,再用湿法提钴。另一种是用加压浸出法制得含钴溶液,再从中提取钴。中国采用前者:将精矿配以焦炭和熔剂在反射炉或电炉内熔炼,使部分砷呈三氧化二砷挥发,产出砷冰钴(旧称黄渣)。如原料含硫高,还产出部分钴冰铜。砷冰钴和钴冰铜磨细后焙烧,进一步脱砷和硫;焙砂用稀硫酸浸出,用次氯酸钠氧化浸出液中的铁,再用苏打调整pH为3~3.5,使铁成为氧化铁和砷酸铁沉淀。滤液用铁屑置换除铜后,用次氯酸钠使钴氧化,加碱水解生成高价氢氧化钴沉淀而与镍分离。所得氢氧化钴在反射炉内于1000~1200℃下煅烧,获得氧化钴,并使其中的碱式硫酸盐分解,将硫除去。然后配入木炭,在回转窑内于1000℃左右还原成金属钴粉。也可将氢氧化钴熔炼成粗金属钴,再进行电解得电钴。焙砂的浸出液也可和前述硫化镍矿提钴一样,采用萃取法净液分离提钴。

加压酸浸法处理砷钴精矿是将精矿用稀硫酸浆化,用高压釜浸出,操作压力35公斤力/厘米²,温度190℃,浸出时间3~4小时,钴的浸出率95~97%。浸出液除砷、铁、铜、钙等杂质后,加入液氨,使钴形成钴氨络合物,在高压釜内,用氢还原得到钴粉,操作压力50~55公斤力/厘米²,温度190℃。此法流程简单,回收率高,劳动条件好。铜钴矿提钴扎伊尔的卢伊卢厂( Luilu CobaltPlant)是世界上处理铜钴矿最大的钴厂。铜钴矿经选矿获得氧化精矿和硫化精矿。氧化精矿品位为:铜25%,钴1.5%;硫化精矿品位为:铜45%,钴2.5%。首先将硫化精矿在流态化焙烧炉内进行硫酸化焙烧,然后将焙砂和氧化精矿一起用铜电解废液浸出。氧化精矿中的钴主要呈三价氧化物形态,在硫酸中溶解度很小,但在铜电解废液中可由其中的亚铁离子将钴还原,溶于电解废液中,Co₃(不溶性) Fe₂→Co₂(可溶性)Fe₃。钴的浸出率可达95~96%。含钴和铜的浸出液用电解法析出铜,而钴和其他金属杂质留在溶液中。除杂质后,将溶液中的钴用石灰乳沉淀为氢氧化钴,再溶于硫酸中,得到高浓度的硫酸钴溶液,最后用不溶阳极电积金属钴。

二、菲律宾红土镍矿物质组成及镍、铬、铁工艺性能研究

一、内容概述

项目分析了该红土镍矿的物质组成。原矿样的组成粒度偏细,粒度分布以分布于0.075 mm以下或0.04 mm以下为主。镍的矿物以硅酸盐矿物、氧化物矿物为主。菲律宾红土镍矿为基性、超基性岩经过蛇纹石化蚀变,长期风化淋积而成的硅酸镍矿床。矿物成分复杂、粒度细微、结晶差、混杂现象严重,并且已碎,物质组成研究难度大。工艺矿物学查明了镍矿物有镍蛇纹石(又称硅镁镍矿)、镍钴土矿、(含钴的)镍锰矿、镍黄铁矿;含镍矿物有蛇纹石、绿泥石、褐铁矿、伊丁石等。

铁在红土中以褐铁矿形式出现,为风化超基性岩,在红土风化作用下,橄榄石、辉石等富含低价铁的矿物在氧化带中氧化分解,低价铁转变为高价铁,高价铁矿物的溶解度很小,在氧化带中较稳定,因而残留在地表,使得上层矿石中含铁50%以上。同时,矿体内因残留有原母岩超基性岩的副产物(?)铬铁矿、铬尖晶石、钛铁矿等以及风化作用形成的硅酸镍矿、含钴的硬锰矿等,使得矿石成为很特别的富含铁、锰、镍、钴等的“天然合金铁矿石”,可直接用于冶炼优质合金钢。

通过对矿石工艺性能的研究,采用重、磁联合法,对铬铁矿的富集分离效果较好,可获得含Cr2O3为33.18%的铬精矿产品和含Ni为1.96%、Cr2O3降到0.65%的镍矿石产品。在常压100℃、50%浓度的硫酸浸出时间为1~2 h下,对Ni、Co的浸出率较高。除酸浸法(湿法)回收镍、钴外,低镍铁法(火法)回收镍、钴、铁的回收率也高,且工艺简单,成本较低;经还原焙烧后破碎、磨矿、磁选,可得到低镍铁合金精矿,有价金属回收率为Ni 99%、Fe 92%、Co 97%。

二、应用范围及应用实例

本项技术通过工艺矿物学研究方法,对镍、铬、铁的状态和矿石利用的工艺性能进行了详细的测试和试验,在指导生产和选矿科研的需求上,将起到一定的参考作用。

三、资料来源

中国地质科学院矿产综合利用研究所.重要科技成果(2000~2011年度)

三、湿法冶金的工艺流程

1、用溶剂将原料中有用成分转入溶液,即浸取。

2、浸取溶液与残渣分离,同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。

3、浸取溶液的净化和富集,常用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法。

4、从净化液中提取金属或化合物。

湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位,世界上全部的氧化铝、氧化铀,大部分锌和部分铜都是用湿法生产的。

优点

1、对非常低品位矿石(金、铀)的适用性,对相似金属(铪与锆)难分离情况的适用性;

2、以及和火法冶金相比,材料的周转比较简单,原料中有价金属综合回收程度高,有利于环境保护,并且生产过程较易实现连续化和自动化。

扩展资料

注意事项——炼铁生产

炼铁生产过程中存在的主要危险源有:

1、烟尘、噪声、高温辐射、铁水和熔渣喷溅与爆炸、高炉煤气中毒、高炉煤气燃烧爆炸、煤粉爆炸、机具及车辆伤害、高处作业危险等。

2、触电、高处坠落事故以及尘肺病、矽肺病和慢性一氧化碳中毒等职业病也经常发生。

导致事故发生的主要原因为:

1、人为原因中主要是违章作业,

2、其次是误操作和身体疲劳。

3、管理原因中最主要的是不懂或不熟悉操作技术,劳动组织不合理;

4、其次是现场缺乏检查指导,安全规程不健全,以及技术和设计上的缺陷。

5、物质原因中主要是设施(备)工具缺陷,个体防护用品缺乏或有缺陷;其次是防护保险装置有缺陷和作业环境条件差。

参考资料来源:百度百科——冶炼

百度百科——冶金

参考资料:浮选专家系统