鈷冶煉生產(chǎn)工藝設(shè)計報告(編輯修改稿)
2024-11-24 12:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 后高價鐵水解和與砷酸或銻酸形成穩(wěn)定的化合物的方法將其從溶液中脫除，為此我們采用廉價的氧化劑空氣進行氧化低價的鐵。浸出液的凈化采用空氣氧化進行凈化處理，使溶液中影響銅電積的鐵、砷、銻等脫除，滿足電積過程對溶液中雜質(zhì)的要求。 凈化后的溶液含有比較高的銅，與部分電積返回的后液混合后得到銅電積的電積液的要求，其中的少量的雜質(zhì)不影響電積過程和電積陰極銅的質(zhì)量，溶液中的鈷也不影響銅的電積，實際上在銅的電積過程中還需要添加硫酸鈷作為電積添加劑。 電積 銅后的廢電積液還含有較高的銅，為了使其中的銅充分回收，我們利用銅和鈷水解性能的差異。我們用廉價的中和劑石灰乳中和溶液，使溶液的中和終點的 pH 為 ~，使銅轉(zhuǎn)化為堿式鹽沉淀，然后從溶液中分 8 離，實現(xiàn)與鈷分離的目的。產(chǎn)出的含銅渣返回二段浸出，使該渣中的銅得以回收。 石灰中和除銅后的溶液主要由鈷等組成，考慮目前的投資規(guī)模，我們將其處理生產(chǎn)出粗堿式碳酸鈷。如果將來資金容許和市場需要，再將堿式碳酸鈷進行溶解－化學(xué)深度凈化－萃取的工藝處理，生產(chǎn)出工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的各類鈷鹽和氧化鈷等產(chǎn)品。沉鈷是是采用蘇打或碳銨沉淀溶液 中的鈷，使鈷轉(zhuǎn)化為溶解度不高的堿式碳酸鈷。沉鈷時溶液中的部分雜質(zhì)元素如 Mg、Cu、 Zn、 Ni等也和鈷一同沉淀，因此堿式碳酸鈷產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量高，該產(chǎn)品需要經(jīng)過進一步的處理特別是凈化除去少量的雜質(zhì)后才能產(chǎn)出滿足市場質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的各類鈷產(chǎn)品。 ]將來，如果需要生產(chǎn)市場需要的各類鈷鹽時，石灰除銅后液采用氧化的方法使鈷氧化為三價的鈷與溶液中的 Mg、 Ni、 Zn、 Cu 等大部分雜質(zhì)分離，產(chǎn)出的氫氧化高鈷再還原溶解，萃取分離少量的雜質(zhì)后得到純凈的氯化鈷溶液，或草酸沉淀得到草酸鈷，或草酸鈷焙燒產(chǎn)出氧化鈷等市場需要的各類鈷鹽。 圖 鈷銅礦生產(chǎn)碳酸鈷工藝流程圖 從工藝分析可知，該工藝流程簡短，所需要的原材料消耗少，價值低，從而生產(chǎn)成本低，保障企業(yè)將具有較好的經(jīng)濟效益。 產(chǎn)品方案 根據(jù)上述的生產(chǎn)流程，目前生產(chǎn)的產(chǎn)品為電積銅和粗碳酸鈷。 銅已經(jīng)達(dá)到最終的產(chǎn)品，鈷仍然為中間物料，將來如果資金等允許，對粗碳酸鈷進行進一步的處理或從流程的最后進行漂水或氯氣氧化沉淀，然后由該沉淀物生產(chǎn)各類鈷鹽或氧化鈷等產(chǎn)品。 生產(chǎn)的電積銅達(dá)到 GB 的標(biāo)準(zhǔn)，碳酸鈷為中間物料，含鈷為 45%。 9 該工藝每天和全年產(chǎn)出的產(chǎn)品量如表 表 每天或每 年的產(chǎn)品產(chǎn)出量 名稱 單位 日產(chǎn)出量 年產(chǎn)出量 № 1 電解銅 噸 № 2 碳酸鈷（折合金屬鈷） 噸 過程 過程主要技術(shù)指標(biāo)和物料流量計算 在該工藝過程中，鈷的回收率為 %，銅的回收率為 %。所處理的老爐渣和鈷銅精礦的成分見表。 生產(chǎn)廠年工作 300 天，老爐渣和鈷銅精礦按 1:1 使用，年生產(chǎn) 120 噸碳酸鈷需要鈷銅精礦為 (混合后的平均含鈷 %)： 12045%247。%247。%=(t/a) 老爐 渣由于在破碎細(xì)磨工序中有損失，其直收率和回收率尾 99%，則老爐渣需要量為： 247。99%=(t/a) 各工序的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和物料流量見下 破碎－細(xì)磨工序 老爐渣首先進行破碎，破碎后粒度 50m，破碎后的老爐渣和回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出沉降室煙塵一同在球磨機中進行細(xì)磨，細(xì)磨后的粒度為 120 目。破碎－細(xì)磨工序物料各元素直收率和回收率為 99%。 該工序的日物料流量見表 混料工序 混料過程是將老爐渣和鈷銅精礦及旋風(fēng)收塵器煙塵一同混均勻，目的是使該物料在焙燒過程中充分相互反應(yīng)，是物料中 的鈷等有價金屬轉(zhuǎn)化為可酸溶的物質(zhì)?；炝线^程中物料有一定的飛揚損失，飛揚損失為物料量锝%，各元素的回收率和直收率 %。 混料過程的物料流量見表。 10 制粒工序 制粒的目的是將混均勻的物料加入少量的水分后形成顆粒，這樣在回轉(zhuǎn)窯焙燒時隨煙氣所帶到收塵系統(tǒng)的數(shù)量少，收塵系統(tǒng)符荷小，返料少，減少過程中循環(huán)的物料和過程損失。制粒顆粒大，不利用硫酸化焙燒的進行，制粒的顆粒小，返料多，因此制粒后的物料粒徑為 3~6mm，水分 8~10%(選擇 10%)，損失率 %，該工序的各元素的回收率和直收率為 %。 該過程的物料流量見表。 焙燒工序 焙燒是在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)將物料中的硫化物及氧化為硫酸鹽，同時也將老爐渣中的鈷硅酸鹽分解，使鈷也轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。焙燒溫度 650~680℃，物料高溫停留時間 120~150min，焙砂產(chǎn)率 80%，空氣過剩系數(shù) 160%。鈷、銅的硫酸化轉(zhuǎn)化率 95%。 焙燒過程主要利用物料中的元素硫燃燒作為熱源，如果該燃燒熱不足，利用回轉(zhuǎn)窯的燃燒室煤燃燒補充不足的熱源。 焙燒脫硫率 %， As 的揮發(fā)率 %， Sb 的揮發(fā)率 %，鈷和銅的直收率 %，回收率 %。 焙燒過程的投入產(chǎn)出如表。 一段浸出工序 將回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出的焙砂進行濕磨，細(xì)磨后的焙砂顆粒粒度為 120 目，細(xì)磨后礦漿打入中間槽，然后低流用砂泵打入一段浸出槽。用二段浸出液及二段浸出渣洗滌后液進行調(diào)漿，液固比為 :1，浸出溫度 50~70℃，浸出時間 120~150min。一段浸出時鈷的浸出率 30%，銅的浸出率 70%，銻的浸出率 10%，砷的浸出率 75%， Ni、 Fe、 Mg、 S、 Zn 的浸出率分別為 40%、 5%、30%、 %、 30%。浸出終點 pH=~。 一段浸出過程的物料流量如表。 二段浸出工序 一段浸出料漿經(jīng)板框壓濾后的渣送入二段浸出槽，二段浸出用其前面的浸出渣洗滌水并補充部分新水后調(diào)漿，然后補加適量的硫酸進行浸出。液固比為： :1，浸出溫度 60~70℃，浸出時間 150~180min。一段浸出時鈷 11 的浸出率 %，銅的浸出率 %， Sb、 As、 Ni、 Fe、 Mg、 S、 Zn 的浸出率分別為 %、 %、 %、 %、 %、 %、 %，浸出終點 pH。 浸出工序的各元素浸出率為： %、 %、 %、%、 %、 %、 %、 %、 %。 氧化除鐵砷等工序 氧化是將溶液中的鐵氧化為高價的鐵，其然后與溶液中的砷酸離子等結(jié)合為穩(wěn)定的砷酸鐵和高價鐵水解，從而脫除溶液中的砷鐵等雜質(zhì)。脫砷時首先采用空氣氧化溶液中的鐵，氧化時間 150~180min，氧化溫度 60~80℃，氧化終點
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