从铜钴矿浸出液中采用二段萃取法除杂的工艺

摘要

本发明属于钴湿法冶炼技术领域，特别涉及一种从铜钴矿浸出液中萃取除杂的方法。本发明针对现有技术存在的问题采用P204预萃取钙+P204萃取Ca、Cu、Zn等杂质的二段法工艺。P204先用氨水皂化，皂化率较低；通过控制水相pH、有机相与水相体积比、逆流萃取级数等工艺条件，使得萃余液中钙含量在0.05g/L以下，在硫酸钙结晶浓度下限，不产生硫酸钙结晶。由于P204皂化率较低，洗涤段可用低浓度硫酸进行洗涤，不产生硫酸钙结晶，有机中大部分Co被洗入水相；同时，洗涤段以低浓度硫酸替代盐酸洗涤，降低了盐酸耗量，减少Cl‑排放量，降低Cl‑处理成本。反萃段可用低浓度盐酸进行反萃，反萃后液中Co浓度较低。

说明书

技术领域

本发明属于钴湿法冶炼技术领域，特别涉及一种从铜钴矿浸出液中萃取除杂的方法。

背景技术

铜钴精矿的湿法冶炼，一般在硫酸体系下，将矿物中的Co、Cu等有价金属浸出到溶液中，溶液经过后期净化，除去其中Fe、Ca、Cu、Mn、Mg、Al、Zn、Si等杂质，得到较为纯净的硫酸钴溶液；在除杂过程中，一般采用溶剂萃取法，先萃取Fe，后萃取Zn、Al、 Ca、Cu、Mn，通常不单独设萃钙工序。由于浸出液系统多为硫酸体系，在P204除杂工段会导致钙富集，产生大量硫酸钙结晶，堵塞管道，污染环境；同时，因P204过高的皂化率导致大量钴被萃入有机，从而增加洗涤工段酸耗，增大洗涤工段水相体积；现有技术一般在萃杂工段全部采用盐酸洗涤，这样会增加盐酸耗量，增加Cl^-排放量，增加Cl^-处理成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种从铜钴矿浸出液中采用二段萃取法除杂的工艺，该工艺能够减少硫酸钙结晶，减少污染环境，减少钴的萃取量，也能够减少Cl^-排放量，降低Cl^-处理成本，同时减少后段除杂萃取、洗涤、反萃级数，降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明的一种从铜钴矿浸出液中采用二段萃取法除杂的工艺，它包括如下具体步骤：

第一段：采用P204从铜钴浸出液中预萃取除钙

将有机萃取剂P204用氨水皂化，皂化率为15-20%；萃取段进口水相pH在4.0-5.5，Ca浓度在0.7g/L-1.2g/L；有机相与水相体积比为（1-2）:1，萃取级数8-10级；萃取段出口水相pH在2.0-2.5，水相中Ca浓度低于硫酸钙结晶浓度下限；

萃取后的有机相用浓度为0.2N-0.4N的低浓度硫酸进行洗涤，有机相与水相体积比为（10-20）:1，洗涤级数6-8级；洗涤段出口水相中Co浓度在10-15g/L，Ca浓度低于硫酸钙结晶浓度下限；

洗涤后的有机相用浓度为1.3N-1.8N的低浓度盐酸进行反萃，有机相与水相体积比为（2-3）:1，反萃级数6-8级；反萃段出口水相中Co浓度在0.2-0.5g/L；

第二段：第一段反萃后P204从第一段萃余液中进一步萃取除杂

第一段反萃后的有机相P204进入后续工段，进一步萃取第一段萃余液中的Ca、Cu、Zn等杂质，萃取后的有机相用2N硫酸进行洗涤，洗涤后的有机相用4N硫酸进行反萃，反萃完所有杂质后的空白有机相重新返回第一段萃取钙。

作为优选，所述铜钴浸出液系统为SO₄^2-体系。

作为优选，第一段中的萃取段、洗涤段和反萃段有机相流动方向与水相流动方向均相反，为逆流萃取、逆流洗涤和逆流反萃。

作为优选，第一段萃取段出口水相中Ca浓度在0.05g/L以下。

作为优选，第一段洗涤段出口水相中Ca浓度在0.1-0.3g/L。

作为优选，第一段反萃段出口水相中Ca浓度在5-8g/L。

作为优选，第一段反萃用的低浓度盐酸采用低浓度废酸。

本发明针对现有技术存在的问题采用P204预萃取钙+P204萃取Ca、Cu、Zn等杂质的二段法工艺。P204先用氨水皂化，为减少有机相中Co含量，皂化率较低，从而可以减少洗涤段的酸耗；通过控制水相pH、有机相与水相体积比、逆流萃取级数等工艺条件，使得萃余液中钙含量在0.05g/L以下，在硫酸钙结晶浓度下限，不产生硫酸钙结晶。由于P204皂化率较低，洗涤段可用低浓度硫酸进行洗涤，不产生硫酸钙结晶，有机中大部分Co被洗入水相；同时，洗涤段以低浓度硫酸替代盐酸洗涤，降低了盐酸耗量，减少Cl^-排放量，降低Cl^-处理成本。反萃段可用低浓度盐酸进行反萃，反萃后液中Co浓度较低，有机继续去往二段除杂，最后空白有机返回一段萃取段循环萃取。本发明工艺可减少硫酸钙结晶产生，减少环境污染；同时减少Cl^-排放量，降低Cl^-处理成本；减少后段除杂萃取、洗涤、反萃级数，降低生产成本。

本发明具有的有益效果：

1、一段萃余液Ca浓度在0.05g/L以下，低于硫酸钙结晶浓度下限，在二段硫酸体系除杂过程中不产生硫酸钙结晶；一段洗涤段水相出口Ca浓度在0.1-0.3g/L，低于硫酸钙结晶浓度下限，不产生硫酸钙结晶，可并入原料液。

2、一段采用盐酸反萃、二段采用硫酸反萃，由于一段萃余液中Ca浓度低，二段采用硫酸反萃可以在减少盐酸反萃液的同时保证硫酸反萃不产生大量硫酸钙结晶体。传统的一段法萃取除杂过程中必须采用盐酸进行反萃，盐酸反萃液的废水处理难度大，若直接采用硫酸替代盐酸反萃时，则容易产生大量的硫酸钙渣堵塞管道。通过本发明的工艺步骤和pH等工艺条件的控制，首先实现Ca与Cu、Zn、Co的初步分离，减少了后段硫酸钙结晶的产生；同时，一段反萃段出口水相中Co浓度在0.2-0.5g/L，表明预萃取钙的过程中保证了Co尽可能减少被萃入有机相中。

具体实施方式

实施例1

一种从铜钴矿浸出液中采用二段萃取法除杂的工艺，它包括如下具体步骤：

第一段：采用P204从铜钴硫酸浸出液中预萃取除钙

将有机萃取剂P204用氨水皂化，皂化率为20%；萃取段进口水相pH在3.0-3.5，Ca浓度在0.7-1.2g/L；有机相与水相体积比为2:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流萃取，萃取级数8级；萃取段出口水相pH在2.0，萃余液Ca浓度在0.05g/L以下；

萃取后的有机相用浓度为0.3-0.4N的低浓度硫酸进行洗涤，有机相与水相体积比为10:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流洗涤，洗涤级数6级；洗涤段出口水相中Co浓度在10-15g/L，Ca浓度在0.1-0.3g/L；

洗涤后的有机相用浓度为1.3-1.8N的低浓度盐酸进行反萃，有机相与水相体积比为2:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流反萃，反萃级数6级；反萃段出口水相中Co浓度在0.2g/L，Ca浓度在5-8g/L；

第二段：第一段反萃后P204从第一段萃余液中进一步萃取除杂

第一段反萃后的有机相P204进入后续工段，进一步萃取第一段萃余液中的Ca、Cu、Zn等杂质，萃取后的有机相用2N的硫酸进行洗涤，洗涤后的有机相用4N的硫酸进行反萃，反萃完所有杂质后的空白有机相重新返回第一段萃取钙。

实施例2

一种从铜钴矿浸出液中采用二段萃取法除杂的工艺，它包括如下具体步骤：

第一段：采用P204从铜钴硫酸浸出液中预萃取除钙

将有机萃取剂P204用氨水皂化，皂化率为15%；萃取段进口水相pH在4.0，Ca浓度在0.7-1.2g/L；有机相与水相体积比为1.5:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流萃取，萃取级数10级；萃取段出口水相pH在2.5，萃余液Ca浓度在0.05g/L以下；

萃取后的有机相用浓度为0.2-0.3N的低浓度硫酸进行洗涤，有机相与水相体积比为20:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流洗涤，洗涤级数8级；洗涤段出口水相中Co浓度在10-15g/L，Ca浓度在0.1-0.3g/L；

洗涤后的有机相用浓度为1.3-1.8N的低浓度盐酸进行反萃，有机相与水相体积比为3:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流反萃，反萃级数8级；反萃段出口水相中Co浓度在0.5g/L，Ca浓度在5-8g/L；

第二段：第一段反萃后P204从第一段萃余液中进一步萃取除杂

第一段反萃后的有机相P204进入后续工段，进一步萃取第一段萃余液中的Ca、Cu、Zn等杂质，萃取后的有机相用2N的硫酸进行洗涤，洗涤后的有机相用4N的硫酸进行反萃，反萃完所有杂质后的空白有机相重新返回第一段萃取钙。

实施例3

一种从铜钴矿浸出液中采用二段萃取法除杂的工艺，它包括如下具体步骤：

第一段：采用P204从铜钴硫酸浸出液中预萃取除钙

将有机萃取剂P204用氨水皂化，皂化率为18%；萃取段进口水相pH在5.5，Ca浓度在0.7-1.2g/L；有机相与水相体积比为1:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流萃取，萃取级数9级；萃取段出口水相pH在2.5，萃余液Ca浓度在0.05g/L以下；

萃取后的有机相用浓度为0.3-0.4N的低浓度硫酸进行洗涤，有机相与水相体积比为15:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流洗涤，洗涤级数7级；洗涤段出口水相中Co浓度在10-15g/L，Ca浓度在0.1-0.3g/L；

洗涤后的有机相用浓度为1.3-1.8N的低浓度盐酸进行反萃，有机相与水相体积比为2.5:1，有机相流向与水相流向相反，为逆流反萃，反萃级数7级；反萃段出口水相中Co浓度在0.3g/L，Ca浓度在5-8g/L；

第二段：第一段反萃后P204从第一段萃余液中进一步萃取除杂

第一段反萃后的有机相P204进入后续工段，进一步萃取第一段萃余液中的Ca、Cu、Zn等杂质，萃取后的有机相用2N的硫酸进行洗涤，洗涤后的有机相用4N的硫酸进行反萃，反萃完所有杂质后的空白有机相重新返回第一段萃取钙。