从镍转炉渣中回收钴镍铜的理论与技术研究

发布时间：2020-08-11 17:27

【摘要】： 镍冶炼转炉渣中含有钴、镍、铜等有价成份，从转炉渣中实现钴镍铜等有价金属的回收具有重要的经济价值和环保意义。本文从矿物学、热力学等方面对转炉渣中有价金属的富集、分离、回收的理论进行了详细、系统的研究，提出了“还原硫化富集钴镍—选择性浸出—高效净化—钴镍分离”的综合回收转炉渣中钴、镍、铜技术方案，完成了小型试验和连续扩大试验。论文的主要研究内容和结果如下： (1)转炉渣高温还原硫化制备钴冰铜 转炉渣的矿物学研究表明，在转炉渣中大部分钴、镍以氧化物形态“溶”于铁橄榄石等硅酸盐类矿物中，其余钴、镍及大部分铜以硫化矿形态赋存于转炉渣中。在高温下，还原剂碳将钴、镍、铁氧化物还原成金属，同时硫化剂硫铁矿形成锍滴，在锍滴聚集沉降过程中对炉渣进行“洗涤”，由于金属及金属硫化矿的亲锍性，锍体的“洗涤”作用及金属及金属硫化矿的沉降作用使被还原的钴、镍、铁金属及转炉渣中的金属硫化矿富集到锍体中，与转炉渣分离，形成钴冰铜。 (2)钴冰铜常压选择性浸出理论及技术 钴冰铜主要以铁、钴、镍合金以及其硫化物、硫化铜组成。钴冰铜热力学分析表明，在钴冰铜酸浸过程中，当pH＜1.78时铁主要以Fe~(2+)离子形态存在；当pH＞0.63，浸出体系中存在硫化氢时，钴、镍主要以硫化物形态存在；钴冰铜中的铜在整个酸浸过程中一直以硫化铜的形态存于浸出渣中。 因此可将钴冰铜分阶段浸出，首先将浸出体系的终点pH值控制在0.63～1.78之间，保持浸出体系有足够的硫化氢，可选择性浸出钴冰铜中杂质铁，硫化沉淀被浸出的钴镍，然后再用酸浸出含钴镍浸出渣，将铜留在最终浸出渣中。在此基础上，提出了三段逆流选择性浸出技术：即第一段用低酸优先浸出钴冰铜中杂质铁，将钴镍富集到第一段的浸出渣中，第二段再用低酸浸出渣中部分钴镍，第三段用高酸浸出第二段渣中难浸的钴镍铁，将铜留在最终的浸出渣中，第三段浸出液经稀释，分流，分别返回至第一段，第二段作低酸浸出介质。 (3)浸出液净化与分离 浸出液经两段净化再进行钴镍分离，第一段净化用黄钠铁矾法除铁，第二段净化用P204萃取深度除杂，最后经P507萃取分离钴镍。 (4)综合回收转炉渣中钴、镍、铜、铁的技术及应用 在理论研究基础上，提出了“还原硫化富集钴镍—选择性浸出—高效净化—钴镍分离—产品开发”的综合回收转炉渣中钴、镍、铜技术，进行了小型试验及连续扩大试验，得到产品为草酸钴、硫酸镍、硫酸亚铁以及铜渣，在整个流程中钴、镍、铜的回收率分别为：84.43％、85.48％；，89.17％。
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X756
【图文】：

一6一4一O一2一O02还原剂用量(焦碳与炉渣的质量百分比)/%图2一2还原剂用量对Ni、C。、Cu在贫化渣中分布率的影响(硫化剂黄铁矿20%、熔剂石英9%，温度 1360℃、保温3h)起始还原剂用量对贫化渣中钻镍铜的含量的影响从图2一2可示，随着还原剂用量的增大，贫化渣中钻镍铜的含量也逐渐下降，当还原剂用量增大到5%以上时，渣中钻镍铜的含量基本保持不变，还原剂用量与贫化渣中钻镍铜的含量变化的拐点出现在3%一4%之间。还原剂用量对渣中的钻的含量影响最明显，其次是镍，对铜的含量影响不明显。

2.53.03.54.04.55.05.56t06.57.0还原剂用量(焦碳与炉渣的质量百分比)/%图2一1还原剂用量对钻冰铜中Ni、Co、Cu回收率的影响(硫化剂黄铁矿20%、熔剂石英9%，温度 1360℃、保温3h)圆 5050‘OJ44勺曰 tZ3n%\斗转令Qn芝10‘

本文编号：2789351