高砷钴矿提钴新工艺研究

摘要

本研究以高砷钴铁精矿为原料,探讨和比较了硫酸浸出、硫酸化焙烧-硫酸浸出、氯酸钠作用下硫酸浸出、硫酸和硝酸混合浸出以及磁选后硫酸和硝酸混合浸出的提钴方法,并经过除杂制备硫酸钴。
　　 钴矿中的主要物相为Fe3O4,铁、砷、钴的含量分别为33.20％、18.78％、1.49％,其中钴大部分赋存于硫化矿中。
　　 分别采用硫酸浸出,硫酸化焙烧后硫酸浸出,氯酸钠作用下硫酸浸出,钴浸出率分别为23.51％、67.48％、49.91％。
　　 硝酸作用下硫酸浸出,当反应温度为60℃,反应时间为4小时,液固比为3:1,100g原料加入34mL硫酸和56.5mL硝酸时,钴浸出率达到96.35％。采用磁选.混酸浸出工艺可以降低成本。
　　 黄钠铁矾法除铁,当反应时间为6h,反应温度为93℃,溶液pH值为2.0,硫酸钠用量为理论用量时,铁去除率达到99％以上。
　　 氢氧化钠沉钴,当反应时间为1h,溶液pH值为9.0时,钴沉淀率达到99％以上。氢氧化钠除杂,当反应时间为2h,反应温度为90℃,液固比为9:1,5g干氢氧化钴加入18.4g氢氧化钠时,锌、砷去除率都达到99％以上,氢氧化钴中含钴64.8％。除杂后的氢氧化钴,经硫酸溶解、蒸发、冷却结晶、甩干得到硫酸钴产品,产品中钴质量百分含量达到25.69％,产品质量达到了企业标准。
　　 用硫酸溶液溶解氢氧化钴后,在溶液pH=4.0-5.0,反应温度60℃,反应时间1.5h时中和除铁、砷,得到的硫酸钴溶液中Co、Fe、As浓度分别为22.25g·L-1、0.009 g·L-1、0.041 g·L-1。
　　 采用氟化铵除去溶液中Ca、Mg,当氟化铵用量为1.8倍理论用量,反应温度为60℃,Ca、Mg去除率分别为98.51％、96.62％。
　　 P204萃取除Zn,当萃原液pH为3.5,P204体积分数为20％,皂化率为60％,协萃剂(TBP)体积分数为4％,混合时间为10min,萃取温度为室温,有机相与水相的体积比为1:1,Zn、Mn去除率分别为99.39％、49.02％,Co直收率为99.19％。P204萃取除杂,当萃原液pH为2.5,P204体积分数为10％,其它条件同P204萃取除Zn,Mn去除率为78.16％,Co直收率为98.9％。采用3级逆流萃取,Co直收率达到96.23％,Mn去除率为96.5％,溶液中Mn浓度仅为0.023 g·L-1。
　　 P507萃取分离Co和Ni,当萃原液pH为4.0,P507体积分数为10％,皂化率为70％,混合时间为5min,萃取温度为室温,有机相与水相的体积比为1:1,Co萃取率达到78.86％,Ni萃取率为3.93％。采用5级逆流萃取,Co萃取率达到99.72％,Ni去除率为98.7％,萃余液中Co浓度仅为0.041 g·L-1,Ni浓度为0.382 g·L-1。
　　 实验所得硫酸钴产品质量远高于HG/T2613-2005化学纯度要求。