鈷冶煉生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)報(bào)告-文庫吧
2024-09-29 12:54 本頁面
【正文】 廠所采取的工藝流程基本上相似，如圖 31。 圖 31a 是葫蘆島鋅廠的硫鈷精礦生產(chǎn)氧化鈷及金屬鈷的的工藝流程，多數(shù)以硫鈷精礦為原料的廠家采用這種工藝。圖 31b 是老河口光磷化工有 4 限公司的處理工藝流程，它所處理的硫鈷精礦是湖北大冶的含鈷黃鐵礦。部分黃鐵礦用來焙燒生產(chǎn)硫酸，其產(chǎn)出的焙砂與黃鐵礦精礦再混合配成含硫 12%的混合礦，然后進(jìn)入沸騰爐焙燒。硫鈷精礦和燒渣平均含鈷各為%、 %。山東淄博鈷業(yè)有限公司生產(chǎn)工藝與老河口光磷化工有限公司的處理工 藝相似，它所處理的礦為山東金嶺鐵礦的硫鈷精礦為主，外購海南 、 中條山 、 大冶等的硫鈷精礦，金嶺鐵礦的硫鈷精礦含鈷 ～%。 a b 圖 31 硫鈷精礦的處理工藝流程 硫鈷精礦 硫酸化 焙燒 硫酸浸出 焙 砂 SO2 電弧爐還原 陽極鈷 電 解 陰極鈷 脂肪酸萃取除鐵 、 銅 純凈硫酸鈷 氯氣氧化沉鈷 煅 燒 氧化鈷 硫鈷精礦 硫酸化沸騰焙燒 硫酸浸出 焙 砂 SO2 除 銅 硫化沉鈷 H2SO NaClO3 浸出 NaF 除鈣鎂 P204 萃取除雜 P507 萃取分離鎳鈷 HCl反萃 草酸沉鈷 烘 干 草酸鈷 5 （ 4）鎳鈷礦的處理工藝 伴生鈷的銅鎳礦是我國重要的鈷資源之一，其占可供應(yīng)鈷資源量的 50%以上。在鎳的冶金過程中，礦石在造锍熔煉時(shí) 90%以上的鈷隨鎳一道進(jìn)入高鎳锍中，高鎳锍電解或加壓浸出時(shí) 進(jìn)入溶液，溶液或電解液中的鈷用黑鎳氧化沉淀鈷得到鈷渣，這種含鈷渣即為提鈷的原料。鎳鈷渣的處理工藝如圖 32。它是金川有色公司的處理工藝流程，采用純化學(xué)和萃取的方法處理鈷渣。虛線框中的工藝為萃取工藝。阜康冶煉廠也采用萃取工藝，但鎳鈷分離所使用的萃取劑不是 P507，而是 Cyanex272，其它基本上相似。 圖 32 鎳鈷渣處理工藝流程 四川銅鎳公司所采用的工藝與金川公司不同。在四川銅鎳公司中，鎳鈷渣用 HCl還原溶解，黃鈉鐵礬 (或仲辛醇萃取除鐵 )除鐵，再用 N235 萃取分離 鎳鈷， HCl反萃后的鈷溶液用 330 樹脂除鉛， 717 樹脂除鋅，再用 330 樹鎳鈷渣 SO2 還原溶解 Na2ClO3 氧化除鐵 反射爐燒結(jié) 隔膜電解 陰極鈷 硫酸鈷溶液 洗 滌 NaClO 沉鈷 P204 溶劑萃取除鐵錳銅鋅 純凈氯化鈷 草酸沉淀 煅 燒 氧化鈷 P507 溶劑萃取除鎳 HCl反萃 SO2 還原溶解 NaClO 沉鈷 電爐還原熔煉 黃鈉鐵礬除鐵 6 脂除鎳等一系列離子交換技術(shù)進(jìn)行深度凈化后電解得到電解鈷。重慶冶煉廠又與四川銅鎳公司 、 金川公司不同。鎳鈷渣用 HCl還原溶解，用 N23TBP 及溶劑油萃取除鐵，溶液濃縮后用 N235 萃取分離鎳鈷，反萃后的鈷溶液 H2S 除銅，氯氣氧化除 As、 Fe，然后加高錳酸鉀除錳，活性炭吸附有機(jī)物， 330 樹脂除微量鎳，最后電解得到金屬鈷。 對于富鈷锍則采用加壓氧化浸出，然后硫代硫酸鈉除去部分銅，除銅后液用 P204 深度除銅，再用 P507 進(jìn)行鎳鈷分離， HCl 反萃 ，反萃液氯化鈷用草酸沉淀，得到草酸鈷。草酸鈷用回轉(zhuǎn)窯煅燒得到氧化鈷。 我國的鈷冶金工藝與國外的鈷冶金工藝相比，技術(shù)水平基本上相當(dāng)，所采取的工藝流程相似，僅原料相差比較大。 綜合上述鈷生產(chǎn)工藝可知，不論采用何種鈷原料，鈷的生產(chǎn)工藝均可分解為三部分。 1）可溶性鈷的制取。根據(jù)原料的不同，采用氧化或還原使鈷成為酸溶性的物質(zhì)。 2）含鈷溶液的化學(xué)凈化或萃取凈化?；瘜W(xué)凈化是利用 Co(III)的氫氧化物具有較低的溶度積，同時(shí)氫氧化鈷 (III)可以還原溶解于酸溶液中，這樣反復(fù)可以得到比較純凈的鈷鹽溶液；萃取除雜是利用不同 的萃取劑對不同金屬離子的選擇性溶解而使得鈷溶液得到凈化。 3）凈化得到的鈷鹽溶液可直接生產(chǎn)各類鈷鹽，或草酸沉淀得到草酸鈷，然后煅燒得到各類氧化物，或不溶陽極電解得到電解鈷，或?qū)Φ玫降难趸掃€原，然后進(jìn)行可溶陽極電解得到電解鈷。凈化后的鈷鹽溶液可根據(jù)市場需求的不同有效地調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以滿足市場的需求。 冶煉工藝流程選擇 流程選擇 根據(jù)前面的不同鈷物料的處理工藝和現(xiàn)有處理鈷銅精礦的處理工藝，結(jié)合永平縣彌勒山鈷銅精礦及老爐渣的物料特點(diǎn)，我們采用圖 1 的處理工藝流程。 該工藝一方面使廢的老爐渣和銅鈷精 礦中的鈷和現(xiàn)有的銅鈷精礦中的鈷得以回收，使含鈷資源得以充分利用，也使物料中的其它有價(jià)金屬如銅 7 得以回收，資源得到綜合利用，另一方面，該工藝流程簡短，適合地方工業(yè)化生產(chǎn)。 同時(shí)，該鈷處理工藝流程也適合處理砷鈷礦、鋅生產(chǎn)過程的鈷渣及各類鈷的中間物料，具有較強(qiáng)的鈷原料的實(shí)應(yīng)性，拓寬企業(yè)的生產(chǎn)原料的來源，有利于企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)。 硫酸化焙燒使老爐渣中的鈷和鈷銅中的鈷轉(zhuǎn)化為可溶性的鈷鹽或化合物，并充分利用物料中元素硫，使有價(jià)金屬和脈石礦物形成可分離的不同物相。硫酸化焙燒的回轉(zhuǎn)窯可根據(jù)鈷原料的不同性質(zhì)，可進(jìn)行氧化焙燒或還原 焙燒，使鈷轉(zhuǎn)化為酸可溶的鈷鹽或鈷化合物。 浸出過程由二段逆流浸出組成。浸出過程實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬與脈石礦物的分離，也使鈷轉(zhuǎn)化到溶液中，實(shí)現(xiàn)提取鈷或鈷鹽的第一步。一段采用低酸浸出，浸出液的 pH 值 2~3，這樣減少或消除浸出液凈化時(shí)堿的消耗，二段浸出采用高酸浸出，使物料中的有價(jià)金屬能充分溶解，提高焙砂中的有價(jià)浸出率，從而提高該工藝的鈷等金屬的回收率。 焙砂浸出液主要由 Co、 Cu 有價(jià)金屬和 Fe、 Zn 等雜質(zhì)的硫酸鹽和砷酸鹽和銻酸鹽所組成。為了使產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量符合產(chǎn)品的質(zhì)量要求，必須脫除雜質(zhì) Fe和砷酸鹽及銻酸鹽。砷和銻是使 其形成穩(wěn)定的砷酸鹽和銻酸鹽而從溶液中分離脫除， Fe 是使其氧化成高價(jià)鐵，然
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