硫酸钴溶液除镁试验研究与应用

张军（金川集团股份有限公司镍冶炼厂，甘肃金昌737100）

硫酸钴溶液除镁试验研究与应用

张军（金川集团股份有限公司镍冶炼厂，甘肃金昌737100）

金川集团股份有限公司镍冶炼厂某生产线P507反萃钴使用4mol/L硫酸，反萃液即硫酸钴含镁高于35g/L，下游工序无法接收。针对硫酸钴含镁问题，本文研究了室温下利用氢氧化钠、碳酸钠调整pH值进行沉淀，利用钴、镁沉淀pH值不同，最终实现钴镁分离。试验结果表明：碳酸钠沉淀分离钴镁比氢氧化钠效果更好，在室温条件下，调整pH值至7.0-8.0，除镁后液含钴可以达到0.03g/L，除镁率可达到98%以上。

硫酸钴;除镁;pH值

金川集团股份有限公司镍冶炼厂某生产线P507反萃钴原设计为1.0-1.2 mol/L硫酸。经过投产以来的观察，硫酸反萃最佳浓度为4mol/L。但不论浓度高低，只要反萃酸使用硫酸，生成硫酸钴后很快就有结晶出现。主要原因是CoSO4·7H2O在30℃时即从溶液中结晶析出，得到六水硫酸钴CoSO4·6H2O。硫酸钴结晶形成速度快，且易结块，很容易将萃取箱导流管、混合室潜室内、搅拌以及混合室溢流堰等处堵塞，导致P507无法正常运行。结晶严重时甚至出现24小时即可将整个澄清室堵死，处理办法就是通过人力将结晶一锹一锹铲出，劳动强度大且存在滑跌、淹溺等隐患。

为解决硫酸钴溶液含镁问题，本文作者通过小型试验研究，对比氢氧化钠、碳酸钠在不同pH值下分离钴、镁能力，以期找到解决钴、镁分离的方法。

1 试验

1.1 试验材料

试验所用硫酸钴成份见表1.

表1 硫酸钴成份(g/L)

1.2 试验设备及试剂

试验主要设备：搅拌、烧杯、抽滤瓶、1000mL量筒、滤纸、广泛试纸

试剂：氢氧化钠（4mol/L）、碳酸钠（120g/L）

1.3 试验方法

用量筒量取一定体积的硫酸钴溶液倒入烧杯中，开启搅拌，分组缓慢加入氢氧化钠、碳酸钠调整pH值，分别针对pH值6.0-9.0进行试验，达到终点pH后停止搅拌，使用滤布过滤，分析除镁后液、除镁渣中钴、镁成分，计算除镁率，对比除镁效果。

2 试验结果

2.1 硫酸钴除镁（加入NaOH溶液）试验

表2 NaOH除镁分析结果（g）

2.2 硫酸钴除镁（加入Na2CO3溶液）试验

表3 Na2CO3硫酸钴除镁分析结果（g）

3 试验结果分析

(1)加入氢氧化钠试验：硫酸钴除镁试验中加入NaOH溶液时，将pH调至7.0可达到除镁目的，但除镁率不高。每m3硫酸钴钴溶液消耗液碱150L～400L。

(2)加入碳酸钠试验：硫酸钴除镁试验中加入Na2CO3溶液时，将pH调至7.0～8.0时可达到较好的除镁效果，除镁效果在53.34%～99.03%。每m3的硫酸钴溶液消耗Na2CO30.3～0.4 m3。

(3)试验过程中在加入氢氧化钠时局部出现深蓝色，逐渐变成淡蓝色，分析原因应由于局部pH升高过快导致，同时将钴、镁沉淀下来，因此氢氧化钠试验除镁率不高。

(4)试验原液为粉红色液体，加入NaOH或Na2CO3充分搅拌后，溶液中迅速产生沉淀，静置后最上层均为无色透明液体。长时间放置后，沉淀由蓝白色缓慢生成暗棕色。

[1]李秋菊,刘华彦,卢晗锋等.pH值对氢氧化镁晶体生长的影响[J].材料科学与工程学报，2007,609-611.

[2]许荣辉,李海民.氢氧化镁沉淀热力学、动力学及控制[J].中国科学院青海盐湖研究所,1008-858X(2003)02-0040–04

张军，男，中共党员，2009年毕业于西安建筑科技大学冶金工程专业。大学本科学历，湿法冶金工程师。参加工作以来，一直从事冶金工艺技术工作。