新型净化剂对富镉液中钴回收的影响

仙伟龙

(巴彦淖尔紫金有色金属有限公司，内蒙古 巴彦淖尔 015543)



新型净化剂对富镉液中钴回收的影响

仙伟龙

(巴彦淖尔紫金有色金属有限公司，内蒙古 巴彦淖尔 015543)

采用新型净化剂对湿法炼锌富镉液中的钴进行沉淀回收，考察了温度、时间、净化剂用量、活化剂用量对除钴的影响。该净化剂对环境危害小，钴渣含钴50%左右，为钴回收提供了一种新的途径。

湿法炼锌； 富镉液； 新型净化剂； 钴回收

0 前言

湿法炼锌技术的发展，一个很重要的原因是锌精矿中伴生金属的有效回收[1]。伴生金属回收程度越高，企业的效益越好，生命力越强。巴彦淖尔紫金有色金属有限公司生产所用原料为高铁闪锌矿，产出的中上清液钴含量是同行几倍，富镉液中的钴更是高达500 mg/L左右。因此寻求一种价廉高效回收钴金属的工艺将会为公司创造新的经济增长点。本试验开发的新型净化剂，可在钴回收中起到重要的作用。

1 试验方法

1.1 试验目的及原理

针对该新型净化剂的性质，对其在钴回收工艺中的行为进行系统研究，寻求最佳工艺条件，为新型净化剂在工业化生产中应用提供参考。

该净化剂的基本组成为大分子立体网状结构的类分子筛聚合物，是一种水溶性树脂[2]。除杂机理是根据不同金属离子的半径尺寸，设计合成相应大小网格孔径，使得尺寸匹配的Co2+、Cd2+、Fe3+、Ni2+等杂质离子嵌入并吸附在网孔内，通过共沉淀压滤除去。

1.2 试验流程

由于新型净化剂对Cd2+、Fe3+、Ni2+等杂质离子也有吸附能力，为使钴渣含钴更高，先除去Cd2+、Fe3+、Ni2+，然后再除钴。试验流程见图1。

1.3 富镉液成分

富镉液取自综合回收分厂，主要成分见表1。

2 试验结果与讨论

2.1 富镉液除镉、铁试验

2.1.1 富镉液除镉

采用锌粉置换除镉,要求除镉后液镉含量小于20 mg/L，反应温度控制在50～60 ℃。除镉后液成分见表2。

表2 除镉后液成分 mg/L

从表2中数据可以看出，除镉后液镉含量小于20 mg/L，达到预期目标。

2.1.2 除镉后液除铁

采用针铁矿法除铁[3]，技术条件为：过硫酸铵加入量为铁质量的1.5～2倍；反应温度85～90 ℃；pH控制在2.5左右；反应时间40 min。除铁后液成分见表3。

表3 除铁后液成分

从表3中数据可以看出，除铁后液铁、镉含量均小于20 mg/L，并且溶液中60%以上的镍被除去，但除铁后液中镍含量仍比较高，但是不会对试验产生很大的影响。

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2.2 新型净化剂除钴单因素条件试验

2.2.1 反应温度对除钴的影响

固定试验条件：除钴前液(即除铁后液，成分见表3，下同)500 mL，净化剂用量21倍(以钴质量为基准，下同)，活化剂用量2倍，反应时间40 min，反应温度对除钴的影响见表4。

表4 反应温度对除钴的影响

从表4中数据可以看出，溶液中的Fe、Ni优先被除去，Cd含量变化不大；钴含量随温度的升高呈逐渐降低趋势，温度达到75 ℃时溶液中钴含量下降至100 mg/L以下，考虑到温度高能耗大，故最佳反应温度为75 ℃。

2.2.2 反应时间对除钴的影响

固定试验条件：除钴前液500 mL，净化剂用量21倍，活化剂用量2倍，反应温度75 ℃，反应时间对除钴的影响见表5。

表5 反应时间对除钴的影响

从表5中数据可以看出，反应40 min溶液中钴含量降至100 mg/L以下，延长反应时间溶液中钴含量变化不大，因此最佳反应时间为40 min。

2.2.3 净化剂用量对除钴的影响

固定试验条件：除钴前液500 mL，活化剂用量2倍，反应时间40 min，反应温度75 ℃，净化剂用量对除钴的影响见表6。

表6 净化剂用量对除钴的影响

从表6中数据可以看出，随着净化剂用量的增加，溶液中钴含量逐渐下降，净化剂用量达到钴质量的21倍时，溶液中钴含量下降明显。这是因为溶液中其它金属元素浓度已很小，净化剂只对钴作用；净化剂用量达到25倍，溶液中的钴降至1 mg/L以下，钴得到深度净化。

2.2.4 活化剂用量对除钴的影响

固定试验条件：除钴前液500 mL，净化剂用量21倍，反应时间40 min，反应温度75 ℃，活化剂用量对除钴的影响见表7。

从表7中数据来看，不加入活化剂，钴没有除去，而加入活化剂后数据变化并没有明显的规律，活化剂2.0倍时钴含量最低，故选择活化剂用量为钴质量2倍。

表7 活化剂用量对除钴的影响

2.3 钴渣酸洗试验

表8 原渣主要成分 %

从表8中数据可以看出，原钴渣中主要金属元素为Zn、Co，Fe、Cd、Cu、Ni含量都较低，金属元素总质量占钴渣的21%左右，其它大部分组成为有机物。

对净化钴渣进行酸洗，控制反应时间 60 min，反应温度60 ℃，终点pH值小于2,在此条件下得到的酸洗钴渣的主要成分见表9。

表9 酸洗钴渣成分 %

从表9中数据可以看出，跟原渣相比，酸洗钴渣中大部分金属的含量都有较为明显地上升，但Zn、Fe含量有所下降，说明酸洗可以将钴渣中的部分锌回收，同时钴渣中夹杂的Fe也被分离出来。酸洗液主要成分见表10。

表10 酸洗液成分 mg/L

从表10中数据可以看出，酸洗液Fe、Ni含量较高，说明钴渣中的部分金属元素通过酸洗工艺被分离出来。

2.4 钴渣煅烧试验

在不同温度下对酸洗钴渣进行煅烧，煅烧后钴渣主要成分见表11。

表11 焙烧后钴渣成分

从表11中数据看，焙烧温度在600 ℃时，钴渣中钴的品位达到48%左右。钴渣中主要掺杂的金属为Zn、Ni，杂质镍含量在1.5%～2%左右，锌含量在17%～18%左右，而且煅烧过程中生成的水和二氧化碳对环境不造成污染。

3 新型净化剂除钴与β-萘酚除钴比较

新型净化剂除钴与β-萘酚除钴比较见表12。

表12 新型净化剂除钴与β-萘酚除钴比较

4 结论

(1)新型净化剂除钴最佳工艺条件为：反应时间40 min，根据工艺要求净化剂用量在21～25倍之间选择，反应温度75 ℃左右。

(2)酸洗工艺不仅可以洗涤分离钴渣中的部分杂质金属，提高钴金属的品位，还可以对酸洗液中的金属进一步处理回收，使资源得到进一步利用。

(3)通过煅烧，钴渣中钴的品位大大提高，钴含量达到50%左右，钴得到有效回收。

(4)新型净化剂除钴的成本为30万元/t钴，β萘酚除钴的成本为29万元/t钴，但是新型净化剂得到的钴渣品位较β萘酚钴渣高10%，总体上新型净化剂除钴比β萘酚除钴经济效益好。

[1] 郭天立.利用β萘酚回收锑盐净化钴渣的研究[J].有色矿冶，2002，(6)：19-23，36.

[2] 吕志平.聚合物/分子筛复合材料的结构与性能研究[D].太原理工大学,2009.

[3] 邓永贵.锌浸出液针铁矿法除铁[J].有色金属，2010，(3):80-84.

[4] 吴健辉.湿法炼锌溶液净化β-萘酚除钴的研究[J].中国有色冶金，2008，(1)：24-26,34.

Influence of new purifying agent on recovery of cobalt in cadmium-enriched solution

XIAN Wei-long

The cobalt in cadmium-enriched solution of zinc hydrometallurgy was recycled via precipitation with new purifying agent,the influence of temperature,time,purifying agent dosage and activating agent dosage on removing rate of cobalt were investigated.The purifying agent is slight damage to environment,the content of cobalt in cobalt slag is about 50%,and it provides a new way for cobalt recovery.

zinc hydrometallurgy; cadmium-enriched solution; new purifying agent; cobalt recovery

仙伟龙 (1989—)，甘肃省平凉市人 ，学士学位，技术员。

2014-02-19

2014-09-12

TF813； TF803.2

B

1672-6103(2015)01-0012-04