CN101768669B - 一种常温下处理钴铜合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种常温下用酸处理钴铜合金的方法。现有的方法或工艺流程长、设备复杂，或收率低，或必须解决高温、高压条件下设备的防腐问题。本发明采用的技术方案为：一种常温下处理钴铜合金的方法，其步骤如下：将纯氧和二氧化硫按10-100∶1的流量比通入气体缓冲器中，接着在气体缓冲器内进行混合，然后将得到的混合气体通入装有粒状钴铜合金的密封容器中，加酸，在1∶5-10的固液比和0-2的pH值条件下对容器中的钴铜合金进行常温浸出处理。本发明处理时间短，工艺流程短，设备简单，投资成本低；钴铜合金中的钴、铜和铁浸出率均高达99％以上。
Description
技术领域
本发明涉及金属合金或金属废料的处理方法，具体地说是一种常温下用酸处理钴铜合金的方法。
背景技术
钴铜合金是在铜或钴冶炼过程中，转炉吹炼时得到的转炉渣，再经电炉造硫和还原熔炼富集后的含钴、铜、铁等元素的合金渣，由于该物料的颜色在新鲜时为白色并略带黄色，人们习惯地称作白合金。随着世界经济的快速发展，钴材料的需求量在快速增长。随着钴资源日益稀缺，以及钴资源大国(如民主刚果和赞比亚等国家)近年来出台了严格限制钴矿出口等相关政策，使得世界钴价的大幅攀升。因此，从钴铜合金中提取钴的方法成为世界各国研究的热点。
目前，处理钴铜合金的方法主要有以下几种：1、电化学溶解法：在电解槽中以钴铜合金原料为阳极，在硫酸或盐酸体系中通过电解使钴、铜从阳极上溶解进入溶液，锰、铁、镍也一同溶解进入溶液。该方法效率较低、电耗较高，钴的回收率较低。2、氯气氧化浸出法：该方法是在密闭的反应器中进行，将钴铜合金和盐酸加入反应器中，通入氯气进行氧化溶解，该方法使钴、铜、铁的浸出率较高，但设备复杂，设备防腐和环保要求高。3、直接酸浸法：用硫酸、盐酸、硝酸或其中的二种组成混合酸对钴铜合金进行浸出处理，该方法在常压下反应速度慢，浸出效率不高，而且工艺流程长，生产成本高。4、高温高压浸出法：用硫酸或盐酸通过一段常压浸出和一段高温高压对钴铜合金进行浸出处理，使钴铜合金中的钴、铜浸出并进入溶液。该方法工艺流程长，设备复杂，且必须解决高温、高压条件下设备的防腐问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种工艺流程短、生产成本低且钴、铜和铁金属浸出率高的钴铜合金常温处理方法。
为此，本发明采用的技术方案如下：一种常温下处理钴铜合金的方法，其步骤如下：将纯氧和二氧化硫按10-100∶1的流量比通入气体缓冲器中，接着在气体缓冲器内进行混合，然后将得到的混合气体通入装有粒状钴铜合金的密封容器中，加酸，在1∶5-10的固液比和0-2的Ph值条件下对容器中的钴铜合金进行常温浸出处理。本发明采用纯氧和二氧化硫的混合气体作为浸出处理钴铜合金的高效氧化剂，这里的二氧化硫不是作为还原剂使用，而是作为氧气的催化剂，加强氧化的作用。
本发明在常温下搅拌2小时左右即可将钴铜合金中的钴、铜和铁金属几乎完全浸出。
上述的常温下处理钴铜合金的方法，纯氧的流量为100-500cm3/min，二氧化硫的流量为1-50cm3/min，两者的流量需根据原料和处理量的不同进行调节。
上述的常温下处理钴铜合金的方法，固液比优选为1∶8-10，Ph值优选为1.0-1.5，流量比优选为20-50∶1，优选的工艺条件使钴、铜和铁的浸出率最高。
本发明与传统工艺相比有如下优点：1、处理时间短，工艺流程短，设备简单，投资成本低；2、钴铜合金中的钴、铜和铁浸出率均高达99％以上；3、采用SO2+O2的混合气体取代传统上使用的氧化剂，可节约大量生产成本。
下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
具体实施方式
实施例1
取3-4mm大小的钴铜合金颗粒100g置于密闭的容器中，其主要成分含量为(％)：Co％22.62、Cu％12.93、Fe％59.02、Mn％0.22、Si％0.0041、Zn％0.0034、Al％0.11、S％0.23，然后再缓慢加入工业硫酸42ml，并控制固液比为1∶10，然后控制氧气的流量为200cm3/min，二氧化硫的流量为5cm3/min，通过气体缓冲器混合后通入到容器中，反应过程中通过滴加硫酸始终控制反应体系的Ph值在1.0-1.5之间，在常温下搅拌反应2小时后过滤，分析滤液的钴铜铁含量，可得到钴的浸出率为99.67％，铜的浸出率为99.43％，铁的浸出率为100％。
本实施例中的硫酸也可以用其它酸如盐酸等代替。
实施例2
取2-5mm大小的钴铜合金颗粒100g置于密闭的容器中，其主要成分含量为(％)：Co％6、Cu％80、Fe％12、其他％2，然后再缓慢加入工业硫酸100ml，并控制固液比为1∶8，然后控制氧气的流量为300cm3/min，二氧化硫的流量为15cm3/min，通过气体缓冲器混合后通入到容器中，反应过程中通过滴加硫酸始终控制反应体系的Ph值在1.0左右，在常温下搅拌反应2小时后过滤，分析滤液的钴铜铁含量，可得到钴的浸出率为99.23％，铜的浸出率为99.65％，铁的浸出率为100％。
本实施例中的硫酸也可以用其它酸如盐酸等代替。
实施例3
取2-5mm大小的钴铜合金颗粒100g置于密闭的容器中，其主要成分含量为(％)：Co％6、Cu％80、Fe％12、其他％2，然后再缓慢加入工业硫酸100ml，并控制固液比为1∶8，然后控制氧气的流量为400cm3/min，二氧化硫的流量为5cm3/min，通过气体缓冲器混合后通入到容器中，反应过程中通过滴加硫酸始终控制反应体系的Ph值在1.0左右，在常温下搅拌反应2小时后过滤，分析滤液的钴铜铁含量，可得到钴的浸出率为99.82％，铜的浸出率为99.78％，铁的浸出率为100％。
本实施例中的硫酸也可以用其它酸如盐酸等代替。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。
Claims (4)
1.一种常温下处理钴铜合金的方法，其步骤如下：将纯氧和二氧化硫按10-100∶1的流量比通入气体缓冲器中，接着在气体缓冲器内进行混合，然后将得到的混合气体通入装有粒状钴铜合金的密封容器中，加酸，在1∶5-10的固液比和0-2的Ph值条件下对容器中的钴铜合金进行常温浸出处理；
所述纯氧的流量为100-500cm3/min，二氧化硫的流量为1-50cm3/min；所述的酸为工业硫酸或盐酸。
2.根据权利要求1所述的常温下处理钴铜合金的方法，其特征在于所述的固液比为1∶8-10。
3.根据权利要求1所述的常温下处理钴铜合金的方法，其特征在于所述的Ph值为1.0-1.5。
4.根据权利要求1所述的常温下处理钴铜合金的方法，其特征在于所述的流量比为20-50∶1。
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