从湿法炼锌锑盐净化钴渣中回收钴锌镉铜解读文档格式.docx
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浸出渣中含锌、镉高,其中浸出渣中含锌高达20%以上,需采用回转窑处理回收这部分锌、镉;
经过回转窑处理,铜、钴进入窑渣中,不能有效回收。
研究如何从净化钴渣中综合回收锌、镉、铜、钴等有价金属,是一项紧迫的任务。
一、基本原理
β-萘酚除钴工艺的反应机理是β-萘酚与NaNO2在弱酸性溶液中生成α-亚硝基-β-萘酚,α-亚硝基-β-萘酚同钴反应生成蓬松的红褐色内络盐沉淀（通常叫螯合物沉淀。
α-亚硝基-β-萘酚不稳定,生产中只能边使用边制备。
反应前,β-萘酚同按比例在NaOH溶液中混合配制。
在碱性溶液中配制的原因一是β-萘酚溶于碱液而难溶于水,二是NaNO2在碱性溶液中稳定。
主要化学反应方程式如下:
NaNO2+H+=Na++HNO2C10H7ONa+H+=C10H8O+Na+C10H8O+HNO2=C10H6ONOH+H2O4Co2++C10H6ONOH+4H+=4Co3++C10H6NH2OH+H2OCo
3+
+3C
10
H
6
ONOH=
Co（C10H6ONO3↓+3H+
二、工艺过程
从湿法炼锌锑盐净化钴渣中回收钴的工艺流程为:
净化钴渣经过酸性浸出后,锌、镉、钴等有价金属
进入溶液,铜进入浸出渣。
浸出液经过双氧水氧化除铁、低温锌粉置换除铜后,用α-亚硝基-β-萘酚的碱性溶液进行沉钴,沉钴渣经过酸洗除杂后,进行氧化焙烧而得粗Co3O4。
从湿法炼锌净化钴渣中回收钴工艺流程见图1。
1.酸浸
根据加料量,计算加水量和加酸量。
先将水加入浸出罐中,然后打开加酸阀门加酸。
打开蒸汽阀门加热,当溶液温度达到50℃~60℃时,开始加料,进行浸出。
浸出结束,停止搅拌,进行压滤。
滤渣洗涤数次,洗液返回酸浸配液或打入除铁槽中,酸浸渣脱水后运到渣场存放。
浸出控制要点:
（1加料的速度。
加料的速度不宜过快,避免物料沉底或反应过快造成冒槽事故。
加料时,仔细观察反应情况,当反应过快时,适当减少加料量或停止加料,待反应平稳后继续加料或增加加料量。
（2浸出的温度。
温度低,作业的时间长,金属的浸出率低;
温度过高,反应过于激烈,易发生冒槽事故。
（4浸出时间。
40
资源再生2010/9
T
技术echnology
图1从电解锌净化钴渣中回收钴工艺流程图
（5浸出终点pH值控制（当pH值>
1.5时,加酸调整;
pH值<
1.0时加钴渣调整。
湿法炼锌净化钴渣见表1,废电解液成份见表2,浸出液成份见表3。
2.除铁
根据浸出液中铁元素的含量计算出铁的量,按照铁和双氧水的一定质量比计算出双氧水的用量。
除铁时,先将双氧水慢慢加入到浸出液中,然后加入氢氧化钠,调整pH值,将pH值控制在4~5之间,搅拌0.5~1小时。
取样分析除铁后液含Fe合格后,进行压滤。
除铁渣洗涤数次。
洗液返回酸浸配液或打入沉钴槽,除铁渣运到渣场存放。
除铁控制要点:
（1作业温度;
（2双氧水的用量;
（3终点的pH值。
除铁后液成份见表4。
3.除铜
根据除铁后液中铜的含量计算出
铜的重量,按照铜和锌粉的一定的质量比计算出锌粉的用量。
将锌粉慢慢加入到除铁后液中,搅拌30分钟,取样分析,除铜后液含Cu合格后,进行压滤。
滤渣用少量水冲洗,洗液和除铜后液打入除钴槽。
除铜控制要点:
（2锌粉用量。
除铜后液成份见表5。
4.沉钴
根据除铁液中钴的含量计算出Co的重量,按照Co:
β-萘酚:
亚硝酸钠:
烧碱:
水,计算出β-萘酚、亚硝酸钠、烧碱、水的用量,进行配制α-亚硝基-β-萘酚溶液。
配制时,先加烧碱,然后加入水,加热至温度50℃~60℃,同时进行适当搅拌。
烧碱全部溶化后将β-萘酚加入到烧碱溶液中,然后将亚硝酸钠加入到β-萘酚烧碱溶液中,进行搅拌直至溶解完全。
α-亚硝基-β-萘酚溶液放置
时间不能超过2小时,要现用现配。
通蒸汽将除铜后液加热60℃~70℃,将配好的α-亚硝基-β-萘酚溶液缓慢地加入到除铜后液中,然后慢慢地加入浓硫酸调溶液的pH值,搅拌2个小时。
取沉钴后液分析,分析元素Co,沉钴后液合格后,进行压滤。
沉钴后液经过活性炭吸附后,返到浸出工序。
沉钴控制要点:
（1β-萘酚、亚硝酸钠、烧碱与钴的比例;
（2调酸的速度;
（3终点的pH值。
沉钴后液的成份见表6。
5.钴渣煅烧
称量要煅烧的物料,将物料放入炉内,散开铺平。
调整布袋入口插板,保持炉内微负压,然后点燃煤气升温,升温的速度不宜过快,将温度控制一定的温度范围,恒温,直到没有烟气逸出时,停止加热。
待氧化钴完全冷却后,将氧化钴取出、分析、称重。
氧化焙烧控制要点:
（2空气的量。
粗Co3O4的成份见表7。
编号CoZnCdMnCuFe#1净化钴渣0.60590.880.130.350.19#2净化钴渣
0.37
61.27
3.72
0.17
0.29
0.11
编号ZnH2SO4MnFe#1电解废液49.32172.482.300.005
#2电解废液
50.35
168.56
2.60
表1 湿法炼锌净化钴渣化学成分单位:
%
表2 湿法炼锌废电解液化学成分单位:
g/l
试样编号CoZnCdMnCuFe#1浸出液0.21111.318.002.500.050.026#2浸出液0.24134.090.510.740.080.015#3浸出液0.50110.975.641.340.100.032#4浸出液0.52115.085.322.210.200.032#5浸出液
0.64
144.88
1.16
1.30
0.20
0.031
表3 湿法炼锌净化钴渣浸出液成份单位:
试样编号CoZnCdMnCuFe#1除铁后液0.20109.167.502.460.040.001#2除铁后液0.22122.890.500.700.060.001#3除铁后液0.49105.765.461.290.090.001#4除铁后液0.50108.695.302.200.160.001#5除铁后液
0.60
135.65
1.08
1.27
0.001
表4 除铁后液成份单位:
41
表8 挥发窑处理钴渣工艺与β-萘酚除钴工艺成本分析
三、主要技术经济指标及经济效益对比
1.主要技术经济指标
（1浸出渣含钴≤1%,浸出渣率≤2%,浸出率≥95%
（2除铁后液含铁≤0.005g/L（3除铜后液含铜≤0.005g/L（4沉钴后液含钴≤0.001g/L,沉钴率≥99%
（5粗氧化钴含钴≥40%（6废电解液消耗量800m3/吨.钴
（7双氧水消耗量0.5吨/吨.钴（8氢氧化钠消耗量5吨/吨.钴
（9亚硝酸钠消耗量7.5吨/吨.钴
（10β-萘酚10~12吨/吨.钴2.挥发窑处理钴渣工艺与β-萘酚除钴工艺成本分析
挥发窑处理钴渣工艺与β-萘酚除钴工艺成本分析见表8。
四、结论
采用β-萘酚法从湿法炼锌锑盐净化钴渣回收钴、锌、镉、铜等有价金属,工艺成熟可靠,产品中钴的含量达到了50%,沉钴后液钴的含量达
到了1mg/l以下。
在回收钴的同时,锌、镉、铜也得到了回收,其中锌、镉以硫酸盐溶液的形式返到浸出工序,铜富集到浸出渣中,含铜量达到了40%。
按照某公司13万t/a电解锌计算,采用β-萘酚法从湿法炼锌锑盐净化钴渣回收钴、锌、镉、铜等有价金属工艺与选择性浸出分离钴、锌、镉、铜—挥发窑回收锌、镉工艺相比,不仅减少了废渣对环境的污染,而且每年新增经济效益500万元,经济效益十分明显。
参考文献略
试样编号Co
Zn
Cd
Mn
Cu
Fe
#1除铜后液0.20109.203.762.400.0010.001#2除铜后液0.22122.870.300.700.0010.001#3除铜后液0.49105.521.891.300.0010.001#4除铜后液0.50108.604.262.200.0010.001#5除铜后液
0.60135.380.351.250.0010.001
表5 除铜后液成份单位:
#1沉钴后液0.001102.662.802.320.0010.001#2沉钴后液0.001122.870.280.540.0010.001#3沉钴后液0.001105.521.801.150.0010.001#4沉钴后液0.001108.604.171.960.0010.001#5沉钴后液
0.001135.380.271.060.0010.001
表6 沉钴后液的成份单位:
试样编号CoZnCdMnCuFe#1氧化钴58.800.520.0010.0010.200.35#2氧化钴56.111.970.0130.0180.200.53#3氧化钴56.831.850.160.0160.0700.70#4氧化钴50.991.690.0700.0360.790.87#5氧化钴
50.34
1.53
0.38
0.0015
1.99
表7 粗Co3O4的成份单位:
%项目
β-萘酚除钴
挥发窑处理钴渣
差价
（元
单耗（吨
价格（元
单耗（吨/吨
一、产品（钴1.0240000
240000二、原料70
70
0三、减返回品20000
硫酸锌mm0铜渣0.5
4000020000
四、加工费185152
128509
56643经济效益（元/吨.钴
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