钴废料生产草酸钴实践：湿法冶金工艺与高回收率的探索

钴废料生产草酸钴实践：湿法冶金工艺与高回收率的探索

第 16 卷

问题 1

2007 年 3 月

矿

冶炼

&

第 16 卷第 1 号

行进

2007

文章编号：1005-7854(2007)01-0043-03

利用钴废料生产草酸钴的实践

张雪峰、王海贝、蒋开希、林江顺、刘三平

(1. 北京矿冶研究总院，北京；2. 北京科技大学，北京)

提炼

摘要：钴废渣已成为我国钴生产的主要原料，经过深入的实验研究，开发了草酸钴湿法冶金生产工艺。

已建成年产生产线，平均钴回收率达92%以上，生产出的草酸钴杂质含量低于0.002%。

关键词：钴废料；湿法冶金；草酸钴

中图分类号：TFS03.2；TFSI6

文档识别码：A

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（1．，，中国；

2.中国

：章节。

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0.002%。

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带领

单词

钴是用于航空、航天和军事的战略金属。

我国独立钴矿床极少，钴储量并不丰富。

丰富，主要与其他矿床伴生，如甘肃金川一号铜镍钴矿，

青海德尔尼铜钴矿、云南元江镍红土矿、四川攀枝花

硫化钴矿等；但这些资源提供的钴金属量远远不能满足需求

2004年我国钴酸锂产量

钴金属量约3700吨。

2004年，我国钴表观消费量超过9000吨。

在钴原料部分从国外进口时，铜钴矿和含钴废料

以及各种钴产品2I3j。

由于钴价格上涨，

许多中小型钴冶炼厂使用来自国内外的各种原材料。

收稿日期: 2005-12-15

作者简介：张雪峰，高级工程师，主要从事镍钴研究与生产

含钴废料。北京矿冶研究院为我国镍钴冶炼技术

公司主要研究单位在镍加氢精制技术方面进行了多项研究

,,已实现

工业生产I7].1998年，根据市场情况，含钴废料

以铜和钴矿石为​​原料，开发出一种湿法冶金工艺，生产出高质量的

1999年，公司建成年产草酸钴生产装置

生活

生产线。生产实践表明，钴的平均回收率可达92%以上。

生产出的草酸钴杂质含量小于0.002％。

生产物料

生产所用原料主要为含钴废料，其主要成分如下

表格1。

除钴外，钴废料还含有铜、铁、锌、锰、镁、

铝等杂质元素及约1%的镍等可被回收。

钴主要以三价氧化钴的形式存在。

贵宾信息

矿

冶炼

表格1

钴废料的主要成分

~

生产流程

3.1

沥出

采用还原浸出法将高价钴还原为二价钴，并溶解成

进入溶液。在钴被浸出的同时，大部分铜、锌、镍、锰和镁

一些铁和铝也会浸出到溶液中。浸出条件和溶液

成分如下：

温度为75～85℃，时间为2.0h，还原剂用量为

理论量的1.1倍，终点pH为1.2-1.5。

表 2

提取物的主要成分

元素

合作

铜

铁

锌

锰

你

钙

镁

硅

A1

含量/(g·L

31.49

12.60

5.62

2.10

7.82

2.88

0.38

1.96

0.19

2.88

浸出渣含钴0.3%~0.4%，钴浸出率在95%~

96.83%～97.62%。

96%时浸出液铜含量达到12.6g/L,需先除铜。

使用不溶性阳极电解反萃取溶液以产生阴极铜。

3.2

铜的提取和去除

3.3

中和除铁

浸出液含铜12.6g/L，残酸约5g/L。

将萃取铜后的溶液进行中和，除去铁，并将溶液加热至

北京矿冶研究院生产的BK992铜提取剂，铜提取直采率

在 60°C 时，将 1.2 倍理论量的氯酸钠加入到第一

达到97%左右。提取操作条件及提取结果如下：

氧化为三价，继续升温至85*(3，用碳酸钙

有机相组成为18% BK992+82%煤油，相比

调节溶液的pH值为1.7-1.9，维持温度和pH值为2.0。

(O/A) 为 2:1，混合时间为 5 分钟，萃取为 3 级，洗涤为 2

然后将溶液的pH值中和至3.5-4.5，搅拌0.5h，然后加压

1级，剥离2级。

除铁后液体成分如表3所示。

萃余液含Cu：0.3-0.4g/L，铜提取直产率：

表3

除铁后液体组成

表3

C 与铁的

墨水堵塞

兰花

皇帝

含量/(g·L')

35.80

0.021

0.056

1.75

8.42

3.41

0.40

1.24

0.030

0.73

结果表明，在除铁过程中，部分铜、锌、镁和大部分

铝含量也被除去，这不仅与中和溶液的pH值有关，还与

这与铁渣具有非常强的络合吸附能力有关。

洗涤后铁矾渣中含钴约0.3%，钴损失为

税率为0.2%。

3.4

除镁

除铁后，液体中镁含量仍在1.2g/L左右。

氟的使用会对草酸钴产品的质量产生很大的影响。

为了除去镁，由于溶液中还含有钙离子，因此理论用量

1.5～2.0倍的氟化物可有效去除镁。

后处理液中镁含量小于0.01g/L。

3.5

提取和去除杂质

除镁后的溶液还含有锌、锰等杂质。

其pH值与钴十分接近，用化学方法很难将其与钴分离。

锌、锰、钴的提取明显不同。

通过萃取将杂质去除至0.001g/L。

结果如下：

有机相组成为 23% P204 + 77% 煤油，相比之下（O/

A)为2:1，混合时间为5分钟，萃取等级为10，洗涤等级为5，

剥皮是10级，剥铁是5级。

萃取除杂后液体组成(g/L)：Co 34.90、Cu

0. 0 0 1 , Fe 0 . 0 0 1 ，Z n 0 。 0 0 1 ，Mn 0 。 0 0 15, 镍 3. 4 0 ,

镁0.012。

3.6

镍和钴的提取

镍和钴具有相似的特性，必须完全分离，尽量减少钴的损失

最有效的方法是提取，操作条件及结果如下：

有机相组成为25%P507+75%煤油，相比（O/

A)为3:1，混合时间为5分钟，萃取等级为10，洗涤等级为5，

剥皮是10级，剥铁是5级。

镍钴萃取分离后溶液组成为(g/L)：Co 0.02，

Ni3．40、Mg0．011。

反萃液成分为(g/L)：Co 70～75、Cu 0.001、Fe

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张雪峰等：利用钴废料生产草酸钴的实践

． 45 ．

0. 0 0 2 、M n 0. 0 0 4 、Z n 0. 0 0 2.

用碳酸钠中和萃余液，生成碳酸镍。

提取物沉淀生成草酸钴。

3.7

沉淀草酸钴

氯化钴溶液含钴70-75g/L，与草酸铵沉淀

草酸钴的生产方法。首先，将草酸溶解，然后液体

氨水调节草酸铵比重为1.12-1.13，氯化钴溶液

调节pH值至约1.5，将草酸铵冷却至60℃，并

将氯化钴溶液缓慢通入溶液中，并控制加入草酸铵的速度。

加入草酸铵后，搅拌5分钟，然后过滤。

生成的草酸钴组成如表4所示。

表4

草酸钴的组成和物理性质

表4

钴酸盐

草酸钴品质处于国内同行业领先水平。

生产成本分析

我国钴生产行业有大量的原材料和生产技术。

差异并不统一，所以生产成本也相差较大，但与国外相比，

目前国内钴每吨生产成本约在9万至12万元。

该工艺生产成本如表5所示。

表 5

每吨钴金属生产成本

表 5

O 每 n 成本

从表5可以看出，该工艺生产一吨钴的成本为7万元。

关于。

结

争论

我国钴消费量逐年增加，钴废料成为钴生产的主要来源。

主要原料。北京矿冶研究总院研发的钴废渣湿法处理工艺

生产草酸盐金刚石的工艺成熟，操作简单，钴回收率平均

收率大于92%，每吨钴生产成本约7万元。

已建成年产100t钴生产线，经济效益显著。

参考：

[1]王海北,刘三平.我国钴生产与消费现状[J].矿冶，

2004,13(.3):54-56.

[2]刘大兴.国内外钴的生产、消费及技术进展[C]/有色金属学报.

金属科学技术进展与展望.北京:冶金工业出版社,1999:

186 — 195 ．

[3] 何焕华. 中国镍钴冶金[M]. 北京: 冶金工业出版社,

2 000 ．

[4] 黄振华. 新疆阜康冶炼厂金属化高镍冰铜硫酸选择性浸出

工艺研究报告[R].北京:北京矿冶研究院,1991。

[5] 黄振华. 吉林地区镍冰铜高纯硫酸镍选择性浸出工艺

工艺研究报告[R].北京:北京矿冶研究院,2001.

[6] 王海北, 姜开熙. 镍精矿加压酸浸新工艺研究[J]. 有色金属学报, 2017, 53(12): 1379-1384.

金属冶金学，2004(4):2-4.

[7] 姜开熙, 王海北. 一种从低铜镍硫化矿中提取镍的方法.

方法：中国，0.9[P]。2001-07-30。

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