高硅钴白合金的酸浸工艺研究

论文摘要

随着全球经济的增长,对钴的需求量持续增加。南非等国拥有丰富的钴资源,因水资源紧张的原因限制直接出口钴精矿,仅充许出口从钴矿还原熔炼得到的高硅钴白合金,而我国是贫钴国家,储量少,品位低,需大量从南非进口。目前还缺乏湿法有效处理高硅钴白合金工艺,因而研究和开发出适合于我国钴冶炼厂处理高硅钴白合金的工艺,对缓解国内钴的供需矛盾具有重要的现实意义。本文寻求一种从高硅钴白合金中湿法回收铜、钴、铁的工艺,以期达到高回收率、低成本、低污染的目的。将钴白合金磨至74μm以下,根据钴白合金中钴、铁、铜、硅的存在形态及性质,考察不同的酸浸体系中浸出剂浓度、浸出时间、浸出温度、氧化剂类型及氧化剂量等因素对钴、铁、铜浸出率的影响,并采用X射线衍射（XRD）对浸出渣进行物相分析,确定最佳工艺条件。单一硫酸体系中采用硫酸作为浸出剂,铜基本不溶出,在硫酸浓度为3mol/L,浸出温度80℃,浸出时间9h下,钴、铁的浸出率不到60%,浸出效率较低。硫酸-氧化剂体系中选择氯酸钠作氧化剂,在反应开始加入氧化剂且加入量为理论量的1.2倍,硫酸浓度2.5mol/L,浸出温度80℃,浸出时间2 h,酸过量系数1.2,钴、铁、铜的浸出率均可达90%以上。硫酸-盐酸-氧化剂体系中,盐酸的加入能促进了铜的溶出,通过单因素和正交试验对工艺进行优化,得到优化工艺条件为:以硫酸和盐酸的混合酸为浸出剂,初始酸度为5mol/L且其过量系数为1.2,液固比为7:1,当浸出温度为70℃,浸出时间为2 h,n（H2SO4）:n（HCl）为8:2,以氯酸钠为氧化剂且其过量系数为1.4时,合金中钴、铁、铜的浸出率均可达99%以上,无硅胶产生,浸出浆的过滤性能良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 钴的概况
• 1.2.1 钴的性质
• 1.2.2 钴资源分布
• 1.2.3 钴的国内需求
• 1.3 钴矿的综合利用
• 1.3.1 火法炼钴
• 1.3.2 酸浸法
• 1.3.3 氨浸法
• 1.3.4 电溶解法
• 1.3.5 微生物法
• 1.4 钴二次资源的综合回收
• 1.4.1 硬质合金中钴的回收
• 1.4.2 废旧电池中钴的回收
• 1.4.3 钴白合金中钴的回收
• 1.5 本课题研究目的与意义
• 第2章 试验方法及原理
• 2.1 实验原料及实验仪器
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 酸浸原理
• 2.3 实验方法
• 2.4 实验表征
• 2.4.1 XRD 衍射分析
• 2.4.2 原子吸收光度法
• 2.4.3 SEM 法
• 2.4.4 XRF 分析
• 2.4.5 硅钼蓝分光光度法
• 2.5 实验思路与实验流程
• 2.5.1 实验思路
• 2.5.2 实验流程
• 第3章 钴白合金酸浸试验
• 3.1 引言
• 3.2 硫酸浸出体系
• 3.2.1 硫酸浓度对金属浸出率的影响
• 3.2.2 浸出时间对金属浸出率的影响
• 3.2.3 浸出温度对金属浸出率的影响
• 3.3 硫酸-氧化剂浸出体系
• 3.3.1 钴白合金粒度对金属浸出率的影响
• 3.3.2 氧化剂种类对金属浸出率的影响
• 3.3.3 氧化剂加入时间对金属浸出率的影响
• 3.3.4 氧化剂加入量对金属浸出率的影响
• 3.3.5 硫酸浓度对金属浸出率的影响
• 3.3.6 浸出时间对金属浸出率的影响
• 3.3.7 酸过量系数对金属浸出率的影响
• 3.4 硫酸-盐酸-氧化剂浸出体系
• 3.4.1 氧化剂加入量对金属浸出率的影响
• 3.4.2 硫酸与盐酸摩尔比对金属浸出率的影响
• 3.4.3 浸出时间对金属浸出率的影响
• 3.4.4 浸出温度对金属浸出率的影响
• 3.4.5 液固比对金属浸出率的影响
• 3.4.6 混酸浸出优化条件浸出综合实验
• 3.5 不同体系浸出渣XRD 表征
• 3.6 混酸体系正交试验
• 小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 研究生期间发表的学术论文及申请专利
• 致谢