權(quán)利要求

1.銅鈷礦的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，預(yù)浸出銅鈷礦，得到浸出渣A和浸出液B；浸出液B為中性或者弱堿性；

步驟S2，含硫酸的銅萃余液經(jīng)萃取后，得到含硫酸的待反萃液C；萃取硫酸的萃取劑，由胺類萃取劑和中性含氧萃取劑組成；

步驟S3，用浸出液B處理待反萃液Ｃ，得到含稀硫酸的溶液D；

步驟S4，溶液D經(jīng)除油后，返回步驟S1預(yù)浸出銅鈷礦。

2.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟S2中，萃取劑萃取硫酸時，以醇類或者氯仿類試劑作為相調(diào)節(jié)劑，以航空煤油、260#溶劑油或者Escaid100作為稀釋劑。

3.如權(quán)利要求2所述的處理方法，其特征在于，萃取劑的總濃度為1-80%（v/v），相調(diào)節(jié)劑的濃度為1-50%（v/v），稀釋劑的濃度為10-98%（v/v）。

4.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟S４中，溶液D經(jīng)除油后，用于堆浸銅鈷礦。

5.如權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于，

根據(jù)堆浸的水蒸發(fā)量，補(bǔ)充新水作為萃取回收酸系統(tǒng)的反萃劑。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濕法冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及銅鈷礦的處理方法。

背景技術(shù)

銅鈷伴生礦提取銅、鈷過程中，為降低銅的損失，一般從銅萃余液中提取鈷。銅萃余液中含有H2SO4和Fe2+、Fe3+、Mn2+、Al3+等金屬離子，為得到滿足品質(zhì)要求的鈷產(chǎn)品，一般采用石灰石或石灰中和的方式先去除絕大多數(shù)Fe2+、Fe3+、Mn2+、Al3+等金屬離子之后再進(jìn)行鈷的提取。該方法消耗大量石灰石或者石灰，并且硫酸不能被有效回收利用。在石灰石、石灰和硫酸價格高的地區(qū)，堿性中和劑和硫酸的消耗成為鈷生產(chǎn)的主要成本。

銅萃余液回收硫酸是減少硫酸損失和降低堿性中和劑消耗的有效措施。硫酸回收主要有膜處理和萃取法，膜處理投資大，成本高，不適合大量萃余液的處理；萃取法處理量大，產(chǎn)品純度高，但產(chǎn)品硫酸的含量仍然低于銅萃余液里的硫酸含量。這兩種方法得到的含硫酸溶液如果返回體系中，會導(dǎo)致水膨脹，增加外排廢水處理成本，故都沒有得到推廣應(yīng)用。石灰石或石灰中和法仍然大規(guī)模應(yīng)用在廢酸處理過程中。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中硫酸損失，石灰石或石灰等堿性物質(zhì)消耗量大等問題，本發(fā)明提供一種能夠降低從銅鈷礦石中生產(chǎn)鈷產(chǎn)品成本的關(guān)鍵技術(shù)，可以大幅降低硫酸損失和石灰石/石灰等堿性物質(zhì)消耗。

本發(fā)明的解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種銅鈷礦的處理方法，包括以下具體步驟：

步驟S1，預(yù)浸出銅鈷礦，得到浸出渣A和浸出液B；浸出液B為中性或弱堿性的溶液；

步驟S2，含硫酸的銅萃余液經(jīng)萃取后，得到含硫酸的待反萃液C；

步驟S3，用浸出液B處理待反萃液C，得到含稀硫酸的溶液D；

步驟S4，溶液D經(jīng)除油后，返回步驟S1預(yù)浸出銅鈷礦。

萃取回收的H2SO4溶液如果直接返回浸出系統(tǒng)，會引起水膨脹。

在銅鈷礦的攪拌浸出前增加預(yù)浸出工序，萃取回收的含酸溶液用來預(yù)浸出銅鈷礦，銅鈷礦中的堿性耗酸物質(zhì)會中和回收的酸。因?yàn)榛厥盏乃崃靠傂∮阢~鈷礦中堿性物質(zhì)的耗酸量，所以預(yù)浸出后，固液分離得到的溶液的pH接近中性或者弱堿性。固液分離后預(yù)浸出溶液返回萃取回收酸系統(tǒng)作反萃酸的反萃劑；預(yù)浸出之后的銅鈷礦繼續(xù)去浸出工序浸出銅、鈷。

進(jìn)一步地，步驟S4中，用堆浸替代銅鈷礦預(yù)浸出。

利用堆浸銅鈷礦來消耗萃取回收的酸，同時利用堆浸蒸發(fā)量大的特點(diǎn)可以消除膨脹水。

進(jìn)一步地，根據(jù)堆浸的水蒸發(fā)量，補(bǔ)充新水作為萃取回收酸系統(tǒng)的反萃劑。

進(jìn)一步地，步驟S2中，萃取硫酸的萃取劑，由胺類萃取劑和中性含氧萃取劑組成。

進(jìn)一步地，步驟S2中，萃取劑在萃取硫酸時，以醇類或者氯仿類試劑作為相調(diào)節(jié)劑，以航空煤油、260#溶劑油或者Escaid100等溶劑油作為稀釋劑，其中萃取劑的總濃度為1-80％(v/v)，相調(diào)節(jié)劑的濃度為1-50％(v/v)，稀釋劑的濃度為10-98％(v/v)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)可以大幅降低硫酸損失和石灰石/石灰等堿性物質(zhì)消耗；

(2)不引起系統(tǒng)水膨脹，無外排工藝廢水；

(3)可實(shí)現(xiàn)循環(huán)的工藝流程，且工藝流程簡單，便于現(xiàn)有工藝流程的改造。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程之一的圖。

圖2為本發(fā)明的工藝流程之二的圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。

實(shí)施例1：

某銅鈷礦濕法冶煉廠硫酸回收和降低石灰消耗試驗(yàn)。

銅鈷伴生礦，低銅萃余液作為鈷系統(tǒng)原料生產(chǎn)粗制氫氧化鈷，除鐵工序消耗大量石灰。低銅萃余液成分如表1所示：

表1 低銅萃余液成分

名稱Cu(g/L)Co(g/L)Fe(g/L)Mn(g/L)H2SO4(g/L)流量(m3/d)低銅萃余液0.124.323.212.7518.508500

除鐵工序首先要中和游離的硫酸，不僅增加了石灰消耗，而且硫酸不能回收利用。石灰消耗量為25kg/m3低銅萃余液，其中用于中和硫酸的石灰超過總消耗量的42％。

本實(shí)施例采用如圖1所示的工藝流程圖。

試驗(yàn)方案：采用溶劑萃取法回收低銅萃余液中的大部分硫酸、含酸溶液用于預(yù)浸出銅鈷礦，然后固液分離。分離得到的溶液用于反萃硫酸，銅鈷礦繼續(xù)進(jìn)入浸出工序。低銅萃余液流量為100L/h。

銅萃余液萃取工藝：萃取劑(胺類萃取劑和中性含氧萃取劑)的總濃度為14％(v/v)，醇類相調(diào)節(jié)劑的濃度為23％(v/v)，260#溶劑油濃度為63％(v/v)，萃取段級數(shù)為8級，萃取流比為1，萃取為常溫。

硫酸反萃工藝：反萃劑為預(yù)浸出銅鈷礦固液分離后的溶液，反萃段級數(shù)為6級，反萃流比為1，反萃溫度為常溫。

銅鈷礦預(yù)浸出：銅鈷礦噸銅耗酸120kg，銅鈷礦水溶液pH值為8.2。試驗(yàn)礦量80kg。

試驗(yàn)過程：首先按照低銅萃余液成分配置待萃取料液800L；按照100L/h流量在串聯(lián)逆流萃取槽中進(jìn)行萃取與反萃，經(jīng)過8級萃取、6級反萃，大部分硫酸進(jìn)入反萃液中；用200L反萃液在攪拌槽中與40kg銅、鈷礦充分混合1.5h，然后進(jìn)行固液過濾分離，上清液返回萃取作為反萃劑；再重復(fù)兩次上述試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果：三次試驗(yàn)均取得了預(yù)想的效果，結(jié)果如表2所示。

表2 試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，酸的萃取回收率大于95％；通過控制合適的預(yù)浸出礦量，回收的酸可以與礦物中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，而銅離子幾乎沒有被浸出；預(yù)浸出后液可以作為反萃劑使用。

實(shí)施例2：

某銅鈷礦濕法冶煉廠硫酸回收、降低石灰消耗和低品位銅礦堆浸試驗(yàn)。

銅鈷伴生礦，分為攪拌浸出和堆浸。攪拌浸出處理高銅低鈷(Cu大于1.5％，Co＞0.2％)礦石，產(chǎn)品為陰極銅和粗制氫氧化鈷，低銅萃余液作為鈷系統(tǒng)原料生產(chǎn)粗制氫氧化鈷；堆浸處理低銅低鈷(Cu＜1.5％，Co＜0.2％)礦石，產(chǎn)品為陰極銅，不產(chǎn)出粗制氫氧化鈷。低銅萃余液成分如表3所示：

表3 低銅萃余液成分

名稱Cu(g/L)Co(g/L)Fe(g/L)Mn(g/L)H2SO4(g/L)流量(m3/d)低銅萃余液0.142.253.412.0513.502500

除鐵工序首先要中和游離的硫酸，不僅增加了石灰消耗，而且硫酸不能回收利用。石灰消耗量為23kg/m3低銅萃余液，其中用于中和硫酸的石灰超過總消耗量的33％。

本實(shí)施例采用如圖2所示的工藝流程圖。

試驗(yàn)方案：采用溶劑萃取法回收低銅萃余液中的大部分硫酸，含酸溶液用于堆浸；補(bǔ)充新水用于反萃硫酸。低銅萃余液流量為100L/h。

銅萃余液萃取工藝：萃取劑(胺類萃取劑和中性含氧萃取劑)的總濃度為10％(v/v)，醇類相調(diào)節(jié)劑的濃度為20％(v/v)，260#溶劑油濃度為70％(v/v)，萃取段級數(shù)為8級，萃取流比為1，萃取為常溫。

硫酸反萃工藝：反萃劑為補(bǔ)充的新水，反萃段級數(shù)為6級，反萃流比為1，反萃溫度為常溫。

堆浸：銅鈷礦堆浸場每天蒸發(fā)水量為2500-3000m3，噸銅耗酸80-100kg，礦石堆浸量10000t。(實(shí)際生產(chǎn)數(shù)值)

試驗(yàn)過程：首先按照低銅萃余液成分配置待萃取料液800L；按照100L/h流量在串聯(lián)逆流萃取槽中進(jìn)行萃取與反萃，經(jīng)過8級萃取、6級反萃，大部分硫酸進(jìn)入反萃液中；堆浸蒸發(fā)量為實(shí)際生產(chǎn)數(shù)值，噸浸耗酸量遠(yuǎn)大于萃取回收酸系統(tǒng)的回收酸量，故不用做實(shí)驗(yàn)；補(bǔ)充新水作為反萃劑；再重復(fù)兩次上述試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果：三次試驗(yàn)均取得了預(yù)想的效果，結(jié)果如表2所示。

表4 試驗(yàn)結(jié)果

名稱H2SO4萃取率(％)萃余液游離酸(g/L)反萃液游離酸(g/L)試驗(yàn)1＞940.6912.7試驗(yàn)2＞950.6012.8試驗(yàn)3＞950.6012.78

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，酸的萃取回收率可大于95％；當(dāng)堆浸蒸發(fā)量大于反萃液量的時候，反萃流比可適當(dāng)大于1；反之，可小于1；補(bǔ)充新水作為反萃劑使用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。