铜钴矿深度除镉的方法与流程

1.本发明涉及重金属回收技术领域，特别涉及一种铜钴矿深度除镉的方法。


背景技术：

2.铜钴矿的处理过程一般是将铜先分离出来，进行电积回收，剩余钴和其他杂质元素再进行分离，最后对除杂后的料液进行沉钴回收。但由于沉钴前液中有时含有一定量的镉，镉与钴沉淀ph较接近，若不能深度去除镉，将影响后续沉钴产品的纯度。
3.金属粉置换除镉是工业上常用的料液除镉方式，一般用标准电极电位比镉更负的金属进行，例如锌粉。但是，因为镉的标准电极电位本身较负，与锌相差不大，热力学推动力较小，所以锌粉用量一般较大，且需要在中温条件下(50℃左右)进行，才能确保置换除镉后的镉终点浓度达到要求。
4.有鉴于此，提供一种能够有效减少置换金属用量且无需加热就能实现深度除镉的方法，对于降低铜钴矿处理过程中的除镉成本以及提升沉钴产品纯度都具有重要意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于充分结合铜钴矿自身特点，将铜钴矿处理过程中其他工序所产生的含铜液加以利用，在不外购药剂和不加热的条件下，有效促进金属粉置换除镉反应深度进行，实现铜钴矿沉钴前液无加热深度除镉的工艺效果；同时，通过为不同的金属粉置换除镉过程制定不同的钴与置换金属的后续分离工艺，也有效拓展了金属粉置换除镉的应用金属范围。
6.为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种铜钴矿深度除镉的方法，所述方法包括：
8.向铜钴矿处理过程中的沉钴前液中加入含铜料液，得到混合液；
9.向所述混合液中加入金属粉置换除镉，固液分离后得到除镉后液；
10.对所述除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品。
11.作为本发明的进一步改进，所述含铜料液为铜钴矿提纯铜过程中电积铜工序的阳极液。
12.作为本发明的进一步改进，控制所述混合液中铜与镉的摩尔比为(4～8)：1。
13.作为本发明的进一步改进，所述金属粉为：锂粉、钾粉、钠粉以及镁粉中的一种或多种。
14.作为本发明的进一步改进，所述金属粉为：锌粉。
15.作为本发明的进一步改进，所述金属粉为：铝粉。
16.作为本发明的进一步改进，对所述除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品包括：
17.向所述除镉后液中加入第一沉淀剂沉淀钴，得到钴产品。
18.作为本发明的进一步改进，对所述除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯
后的钴产品包括：
19.向所述除镉后液中添加萃取剂，萃取除去置换金属，得到提纯后的沉钴前液；
20.向所述提纯后的沉钴前液中加入第一沉淀剂沉淀钴，得到钴产品。
21.作为本发明的进一步改进，对所述除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品包括：
22.向所述除镉后液中加入第二沉淀剂除去置换金属，得到提纯后的沉钴前液；
23.向所述提纯后的沉钴前液中加入第一沉淀剂沉淀钴，得到钴产品。
24.作为本发明的进一步改进，所述第一沉淀剂为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种。
25.作为本发明的进一步改进，所述萃取剂为磷酸二异辛酯和乙基己基磷酸单-2-乙基己酯中的一种或两种。
26.作为本发明的进一步改进，所述第二沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾以及石灰乳中的一种或多种。
27.本发明的有益效果是：
28.本发明提供的铜钴矿深度除镉的方法，通过向铜钴矿处理过程中的沉钴前液中加入含铜料液，得到混合液；接着向混合液中加入金属粉置换除镉，固液分离后得到除镉后液；最后对除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品。通过以上方式，本发明提出了一种能有效促进金属粉置换除镉反应深度进行，从而减少金属粉置换除镉过程中的置换金属用量且无需加热就能实现深度去除沉钴前液中杂质镉的方法，该方法不仅能有效降低铜钴矿处理过程中的除镉成本，拓展金属粉置换除镉时的应用金属范围而且可以显著提升沉钴产品的纯度，因此具有广阔的应用前景。
29.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
30.图1为本发明的铜钴矿深度除镉的方法的流程示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.为满足铜钴矿处理过程中，沉钴前液可能存在的除镉需求，解决现有技术中锌粉除镉时用量较大、需要较高的反应温度等问题，本发明提出了一种改进的金属粉置换除镉的强化方法，可有效促进沉钴前液镉的置换，拓展现有金属粉置换除镉时的应用金属范围、降低除镉成本，实现在常温下即可降低镉的终点浓度满足设计要求。
33.具体来讲，本发明提供的铜钴矿深度除镉的方法，可参阅图1所示，主要包括以下步骤：
34.(1)向铜钴矿处理过程中的沉钴前液，加入一定量铜精制工序的含铜料液，制成混合液。并控制混合液中铜、镉摩尔比的范围为(4～8)：1。优选的，含铜料液可以选用铜钴矿处理过程中铜精制工序电积铜时的阳极液。如此一来就可以避免从外部采购药剂，节省成本。
35.(2)向前述制得的混合液中加入金属粉置换除镉，固液分离后得到除镉后液。其中，金属粉所述的金属可以分为3类，第1类包括：锂(-3.04v)、钾(-2.931v)、钠(-2.713v)、镁(-2.37v)；第2类包括：锌(-0.7618v)；第3类包括：铝(-1.662v)。
36.(3)对除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品。
37.当置换金属为第1类时，因置换金属不进入钴产品，可通过加沉淀剂直接沉淀钴。沉淀剂可选用氢氧化钠、氢氧化钾等。
38.当置换金属为第2类时，需先对除镉后液萃取除去置换金属，得到初步提纯后的沉钴前液。萃取剂可选用磷酸类萃取剂p204(磷酸二异辛酯)、p507(乙基己基磷酸单-2-乙基己酯)等。而后向提纯后的沉钴前液中加沉淀剂沉淀钴，得到最终的钴产品。沉淀剂仍为氢氧化钠、氢氧化钾等。
39.当置换金属为第3类时，需要先对除镉后液沉淀除去置换金属，得到提纯后的沉钴前液。该沉淀剂可选用氢氧化钠、氢氧化钾、石灰乳等。再向提纯后的沉钴前液中加沉淀剂沉淀钴，得到最终钴产品。沉淀剂仍为氢氧化钠、氢氧化钾等。
40.由此可见，本发明不仅通过将铜钴矿处理过程中其他工序产生的含铜液加以利用，实现了在不外购药剂和不加热的条件下，有效促进沉钴前液中金属粉置换除镉反应深度进行，减少置换金属用量，降低除镉能耗，从而节省除镉成本、提升钴产品的纯度；而且本发明通过为不同的金属粉置换除镉过程制定不同的钴与置换金属的后续分离工艺，也有效拓展了现有技术中金属粉置换除镉过程的应用金属范围，为铜钴矿深度除镉工艺过程的实施提供更多选择。
41.下面将结合3个具体的实施例对本发明提供的铜钴矿深度除镉的方法的实施过程和使用效果进行详细阐述。
42.实施例1：
43.1.向铜钴矿处理过程中的沉钴前液，加入一定量电积铜工序的阳极液，得到混合液。控制混合液中铜、镉摩尔比为4.95：1。如下表1中所示：
44.表1.混合液主要元素含量(mg/l)
45.cocdmgznalcu30062115009801.6104
46.2.向混合液中加入金属镁置换除镉，固液分离后得除镉后液。除镉后液的主要成分见下表2：
47.表2.除镉后液主要元素含量(mg/l)
48.cocdmgznalcu28690.817351.80.91.2
49.3.向除镉后液中加氢氧化钠溶液沉淀钴，实现其与镁的分离，得到提纯后的氢氧化钴产品，其中镉含量＜0.05％，镁含量＜1％。
50.实施例2：
51.1.向铜钴矿处理过程中的沉钴前液，加入一定量电积铜工序的阳极液，得到混合液。控制混合液中铜、镉摩尔比为7.14：1。混合液的主要成分如下表3所示：
52.表3.混合液主要元素含量(mg/l)
53.cocdmgznalcu30062115009801.6150
54.2.向混合液中加入金属锌置换除镉，固液分离后得到除镉后液。所得除镉后液的主要成分见下表4：
55.表4.除镉后液主要元素含量(mg/l)
[0056][0057][0058]
3.对除镉后液通过p204萃取除锌，与钴分离，所得萃锌后液加氢氧化钠溶液沉淀钴，得到提纯后的氢氧化钴产品，其中镉含量＜0.05％，锌含量＜1％，镁含量＜1％。
[0059]
实施例3：
[0060]
1.向铜钴矿处理过程中的沉钴前液，加入一定量电积铜工序的阳极液，得到混合液。控制混合液中铜、镉摩尔比为5.95：1。所得混合液的主要成分如下表5所示：
[0061]
表5.混合液主要元素含量(mg/l)
[0062]
cocdmgznalcu30062115009801.6125
[0063]
2.向混合液中加入金属铝置换除镉，固液分离后得到除镉后液。所得除镉后液的主要成分见下表6：
[0064]
表6.除镉后液主要元素含量(mg/l)
[0065]
cocdmgznalcu29130.3150083182.1
[0066]
3.向除镉后液中加氢氧化钠溶液控制ph为3～4沉淀去除铝，与钴分离后，所得除铝后液加氢氧化钠溶液沉淀钴，得到提纯后的氢氧化钴产品，其中镉含量＜0.05％，铝含量＜1％，锌含量＜1％，镁含量＜1％。
[0067]
综上所述，本发明提供的铜钴矿深度除镉的方法，通过向铜钴矿处理过程中的沉钴前液中加入铜精制工序的含铜料液，得到混合液；接着向混合液中加入金属粉置换除镉，固液分离后得到除镉后液；最后对除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品。通过以上方式，本发明不仅通过将铜钴矿处理过程中其他工序产生的含铜液加以利用，实现了在不外购药剂和不加热的条件下，有效促进沉钴前液中金属粉置换除镉反应深度进行，减少置换金属用量，降低除镉能耗，达到节省除镉成本、提升钴产品纯度的目的；而且本发明通过为不同的金属粉置换除镉过程制定不同的钴与置换金属的后续分离工艺，也有效拓展了现有技术中金属粉置换除镉过程的应用金属范围，为铜钴矿深度除镉工艺过程的实施提供更多选择。因此具有广阔的应用前景。
[0068]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，所述方法包括：向铜钴矿处理过程中的沉钴前液中加入含铜料液，得到混合液；向所述混合液中加入金属粉置换除镉，固液分离后得到除镉后液；对所述除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品。2.根据权利要求1所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，所述含铜料液为铜钴矿提纯铜过程中电积铜工序的阳极液。3.根据权利要求1或2所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，控制所述混合液中铜与镉的摩尔比为(4～8)：1。4.根据权利要求1所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，所述金属粉为：锂粉、钾粉、钠粉以及镁粉中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，所述金属粉为：锌粉。6.根据权利要求1所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，所述金属粉为：铝粉。7.根据权利要求4所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，对所述除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品包括：向所述除镉后液中加入第一沉淀剂沉淀钴，得到钴产品。8.根据权利要求7所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，所述第一沉淀剂为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种。9.根据权利要求5所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，对所述除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品包括：向所述除镉后液中添加萃取剂，萃取除去置换金属，得到提纯后的沉钴前液；向所述提纯后的沉钴前液中加入第一沉淀剂沉淀钴，得到钴产品。10.根据权利要求9所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，所述萃取剂为磷酸二异辛酯和乙基己基磷酸单-2-乙基己酯中的一种或两种；所述第一沉淀剂为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种。11.根据权利要求6所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，对所述除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品包括：向所述除镉后液中加入第二沉淀剂除去置换金属，得到提纯后的沉钴前液；向所述提纯后的沉钴前液中加入第一沉淀剂沉淀钴，得到钴产品。12.根据权利要求11所述的铜钴矿深度除镉的方法，其特征在于，所述第二沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾以及石灰乳中的一种或多种；所述第一沉淀剂为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种。

技术总结
本发明公开一种铜钴矿深度除镉的方法，通过向铜钴矿处理过程中的沉钴前液中加入铜精制工序的含铜料液，得到混合液；向混合液中加入金属粉置换除镉，固液分离后得到除镉后液；对除镉后液进行钴与置换金属的分离，得到提纯后的钴产品。本发明不仅通过将铜钴矿处理过程中其他工序产生的含铜液加以利用，实现在不外购药剂和不加热的条件下，有效促进沉钴前液中金属粉置换除镉反应深度进行，减少置换金属用量，降低除镉能耗，达到节省除镉成本、提升钴产品纯度的目的；而且通过为不同的金属粉置换除镉过程制定不同的钴与置换金属的后续分离工艺，有效拓展了现有技术中金属粉置换除镉过程的应用金属范围，为铜钴矿深度除镉工艺过程的实施提供更多选择。实施提供更多选择。实施提供更多选择。


技术研发人员：林洁媛 韩国强 孙宁磊 曹敏 王恒利 刘国
受保护的技术使用者：中国有色工程有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/19