基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法技術

本發明專利技術公開了一種基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法，該方法先將草酸鈷殘次品與四氧化三鈷殘次品加入到反應槽中進行浸出，獲得純度較高的Co溶液；然后將純度較高的Co溶液加中和劑回調pH至3.0～3.5，再利用P204進行轉皂/凈化處理，使得溶液中Ca、Fe、Al等雜質含量合格，得到含鈉或含銨高Co含量溶液；最后，利用高Co含量溶液合成獲得草酸鈷、碳酸鈷等高純鈷產品。本發明專利技術將難浸出的草酸鈷殘次品與四氧化三鈷殘次品配比后直接酸浸，浸出液經P204轉皂/凈化、合成或煅燒等過程，可以直接制備出高純草酸鈷、碳酸鈷或四氧化三鈷等高純鈷產品，浸出時的效率高、流程短、成本低，整個工藝過程中不引入雜質、獲得的產品純度高、對環境的污染小。對環境的污染小。對環境的污染小。

【技術實現步驟摘要】
基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法


[0001]本專利技術涉及鎳鈷濕法冶煉領域，具體涉及基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法。

技術介紹

[0002]我國草酸鈷年產量可達10kt～12kt，在生產過程中，由于設備、工藝條件等不穩定因素，不可避免地會導致產生3％～5％的草酸鈷殘次品，而導致草酸鈷成為殘次品主要因素是Fe、Ca、Al等雜質含量超標。目前，草酸鈷殘次品的處理方法主要是煅燒后制成價格低廉的氧化鈷顏料。若要實現草酸鈷殘次品的增值回收，則須將其溶解浸出，而草酸鈷殘次品具有還原性，采用酸浸時的浸出速率非常緩慢，故常采用煅燒后酸浸浸出或強氧化劑氧化等方法，但是這些工藝均存在回收率低、能耗高、污染大等一系列問題。
[0003]同時，我國四氧化三鈷年產量可達80kt～100kt，在生產過程中同樣不可避免的會產生一定數量的四氧化三鈷殘次品，其中，四氧化三鈷成為殘次品的主要原因也是Fe、Ca、Al等雜質含量超標。而目前四氧化三鈷殘次品的主流回收方法是在還原氣氛中進行酸浸(稀硫酸+亞硫酸鈉)、萃取分離提純，該方法也存在亞硫酸鈉用量大、浸出成本高、二氧化硫氣體污染等問題。

技術實現思路

[0004]針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法，從而解決目前常規處理技術單獨回收草酸鈷殘次品和四氧化三鈷殘次品時存在的收率低、能耗高、成本高、污染大等問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本專利技術提供了這樣一種基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法，該方法的具體步驟為：
[0006](A)協同浸出：將草酸鈷殘次品與四氧化三鈷殘次品加入到反應槽中進行浸出，獲得純度較高的Co溶液；
[0007]浸出工藝條件為：以無機酸為浸出劑，氫離子濃度3mol
·
L
?1～5mol
·
L
?1、草酸鈷殘次品：四氧化三鈷殘次品摩爾比為0.8～1.2：1、液固質量比1.5～3.5：1，浸出溫度80℃～95℃、攪拌速度60r
·
min
?1～180r
·
min
?1；
[0008]可以采用間歇浸出或連續浸出；
[0009]因添加的大部分草酸鈷殘次品和四氧化三鈷殘次品中Ca、Fe、Al等雜質含量超標，導致浸出后獲得的純度較高的Co溶液中Ca、Fe、Al等雜質含量高于5mg
·
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?1，需進行凈化處理；
[0010]若采用間歇浸出的方式，應在浸出過程中補充適量的無機酸使體系中保持較高的氫離子濃度；當浸出體系中鈷離子濃度達到設定的目標時(不宜高于120g
·
L
?1，濃度太高容易結晶，且降低浸出速率)，靜置溶液2h以上，將上層澄清的浸出液轉移至步驟(B)；接著在
反應槽中補加兩種含鈷殘次品、水、無機酸，使液固比、氫離子濃度等滿足上述浸出工藝條件，繼續浸出；重復上述動作：浸出(補無機酸)
→
靜置
→
浸出液轉移
→
補加兩種含鈷殘次品、水、無機酸
→
浸出(補無機酸)；以此方式反復進行，實現兩種含鈷殘次品的浸出；
[0011]若采用連續浸出的方式，則連續補加適量的兩種含鈷殘次品、水和無機酸，使液固比、氫離子濃度等滿足上述浸出工藝條件，同時在反應槽出料口處增加濾布，在保持反應槽中Co
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離子濃度(不宜高于120g
·
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?1，濃度太高容易結晶，降低浸出速率)基本不變的前提下，以一定的流量持續將浸出液抽濾轉移至步驟(B)，兩種含鈷殘次品仍然保留在反應槽中繼續浸出；
[0012]此步驟中，草酸鈷殘次品與四氧化三鈷殘次品均為固體，無機酸為液體，液固質量比也即是無機酸與草酸鈷殘次品加四氧化三鈷殘次品的液固質量比。
[0013](B)P204轉皂/凈化：將步驟(A)得到的純度較高的Co溶液，加中和劑回調pH至3.0～3.5，然后再利用P204進行轉皂/凈化處理，可以使得溶液中Ca、Fe、Al等雜質含量均低于1mg
·
L
?1，得到含鈉或含銨高Co含量溶液；
[0014]P204轉皂/凈化具體步驟為：
[0015](B
?
1)皂化：將P204萃取劑和溶劑油混合均勻組成有機相，與燒堿溶液或氨水充分反應，得到負鈉有機相或負銨有機相；
[0016](B
?
2)轉皂：將負鈉或負銨有機相與高Co含量溶液逆流萃取，得到負鈷有機相；此處的高Co含量溶液最初階段需要另外添加，比如加入高純Co溶液，后續可以使用步驟(B
?
3)中制備出的高Co含量溶液；
[0017](B
?
3)凈化：負鈷有機相與步驟(A)中獲得的純度較高的Co溶液逆流萃取，將純度較高的Co溶液中的Ca、Fe、Al等雜質轉入到有機相中，形成負雜有機相，產出的萃余液即為除雜后的含鈉或含銨高Co含量溶液；其中，負雜有機相經反萃、洗水后成為空白有機相返回萃取皂化；
[0018]其中“負”表示負載；
[0019]由于P204轉皂/凈化為現有技術，其具體的工藝參數等在此不做贅述；
[0020](C)合成：利用步驟(B)中得到的含鈉或含銨高Co含量溶液制備高純鈷產品；
[0021](C
?Ⅰ
)所述高純鈷產品為高純草酸鈷時，合成過程為：向步驟(B)中得到的含銨高Co含量溶液中滴加草酸銨溶液，過濾、洗滌、干燥，即可制備獲得高純草酸鈷產品，且生產過程中產生的草酸鈷殘次品還可以直接返回步驟(A)中作為原料進行處理；
[0022](C
?Ⅱ
)所述高純鈷產品為高純碳酸鈷時，合成過程為：向步驟(B)中得到的含銨高Co含量溶液中加入碳酸氫銨溶液，過濾、洗滌、干燥，即可制備獲得高純碳酸鈷產品；
[0023](C
?Ⅲ
)所述高純鈷產品為高純氫氧化鈷時，合成過程為：向步驟(B)中得到的含鈉高Co含量溶液中加入燒堿溶液，過濾、洗滌、干燥，即可制備獲得高純氫氧化鈷產品。
[0024]當需要制備高純四氧化三鈷產品時，本專利技術還包括如下步驟：
[0025](D)煅燒：將步驟(C
?Ⅰ
)獲得的高純草酸鈷或步驟(C
?Ⅱ
)獲得的高純碳酸鈷進行煅燒，從而制備獲得高純四氧化三鈷產品；生產過程中產生的四氧化三鈷殘次品可以直接返回步驟(A)中作為原料進行處理。
[0026]顯而易見地，本專利技術步驟(B)獲得的高Co含量溶液中，影響合成的Co產品純度的Ca、Fe、Al等雜質低于1mg
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?1，使得合成獲得的Co產品的純度高；當然，本專利技術獲得的高Co
含量溶液除用于制備上述高純草酸鈷、高純碳酸鈷、高純氫氧化鈷、高純四氧化三鈷外本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法，其特征在于，包括如下步驟：(A)協同浸出：將草酸鈷與四氧化三鈷殘次品加入到反應槽中進行浸出，浸出工藝條件為：以無機酸為浸出劑，氫離子濃度3mol
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?1～5mol
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?1、草酸鈷殘次品：四氧化三鈷殘次品摩爾比為0.8～1.2：1、液固質量比1.5～3.5：1，浸出溫度80℃～95℃、攪拌速度60r
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?1～180r
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?1；浸出后獲得的浸出液為純度較高的Co溶液，純度較高的Co溶液中Ca、Fe、Al等雜質含量高于5mg
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?1；(B)P204轉皂/凈化：將步驟(A)得到的純度較高的Co溶液，加中和劑回調pH至3.0～3.5，然后再利用P204進行轉皂/凈化處理，使得溶液中Ca、Fe、Al等雜質含量均低于1mg
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?1，獲得含鈉或含銨高Co含量溶液。2.根據權利要求1所述的基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法，其特征在于：所述步驟(B)中，轉皂/凈化具體步驟為：(B
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1)皂化：將P204萃取劑和溶劑油混合均勻組成有機相，與燒堿溶液或氨水充分反應，得到負鈉或負銨有機相；(B
?
2)轉皂：將負鈉或負銨有機相與高Co含量溶液逆流萃取，得到負鈷有機相；(B
?
3)凈化：將負鈷有機相與步驟(A)中獲得的純度較高的Co溶液逆流萃取，產出的萃余液即為除雜后的含鈉或含銨高Co含量溶液；其中，負雜有機相經反萃、洗水后成為空白有機相返回萃取皂化。3.根據權利要求1所述的基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法，其特征在于：步驟(A)中所述浸出為間歇浸出，其過程為：在浸出過程中補充適量的無機酸使體系中保持較高的氫離子濃度；當浸出體系中鈷離子濃度達到設定的目標時，靜置溶液2h以上，將上層澄清的浸出液轉移至步驟(B)；接著在反應槽中補加兩種含鈷殘次品、水、無機酸，使液固比、氫離子濃度等符合步驟(A)中工藝條件，繼續浸出；重復上述動作直至完成浸出。4.根據權利要求1所述的基于草酸鈷與四氧化三鈷殘次品協同浸出制備高純鈷產品的方法，其特征在于：步驟(A)中所述浸出為連續浸出，其過程為：連續補加適量的兩種含鈷殘次品、水和無機酸，使液固比、氫離子濃度等滿足步驟(A)中工藝條件，同時在反應槽出料口處增加濾布，在保持反應槽中Co
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【專利技術屬性】
技術研發人員：許用華，熊以俊，王元華，張沛，鐘軒，陳斌，
申請(專利權)人：贛州逸豪優美科實業有限公司，
類型：發明
國別省市：