新型凈化劑對(duì)富鎘液中鈷回收的影響

仙偉龍

(巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015543)

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新型凈化劑對(duì)富鎘液中鈷回收的影響

仙偉龍

(巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015543)

采用新型凈化劑對(duì)濕法煉鋅富鎘液中的鈷進(jìn)行沉淀回收，考察了溫度、時(shí)間、凈化劑用量、活化劑用量對(duì)除鈷的影響。該凈化劑對(duì)環(huán)境危害小，鈷渣含鈷50%左右，為鈷回收提供了一種新的途徑。

濕法煉鋅； 富鎘液； 新型凈化劑； 鈷回收

0 前言

濕法煉鋅技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)很重要的原因是鋅精礦中伴生金屬的有效回收[1]。伴生金屬回收程度越高，企業(yè)的效益越好，生命力越強(qiáng)。巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司生產(chǎn)所用原料為高鐵閃鋅礦，產(chǎn)出的中上清液鈷含量是同行幾倍，富鎘液中的鈷更是高達(dá)500 mg/L左右。因此尋求一種價(jià)廉高效回收鈷金屬的工藝將會(huì)為公司創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。本試驗(yàn)開(kāi)發(fā)的新型凈化劑，可在鈷回收中起到重要的作用。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)?zāi)康募霸?/p>

針對(duì)該新型凈化劑的性質(zhì)，對(duì)其在鈷回收工藝中的行為進(jìn)行系統(tǒng)研究，尋求最佳工藝條件，為新型凈化劑在工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用提供參考。

該凈化劑的基本組成為大分子立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的類分子篩聚合物，是一種水溶性樹(shù)脂[2]。除雜機(jī)理是根據(jù)不同金屬離子的半徑尺寸，設(shè)計(jì)合成相應(yīng)大小網(wǎng)格孔徑，使得尺寸匹配的Co2+、Cd2+、Fe3+、Ni2+等雜質(zhì)離子嵌入并吸附在網(wǎng)孔內(nèi)，通過(guò)共沉淀壓濾除去。

1.2 試驗(yàn)流程

由于新型凈化劑對(duì)Cd2+、Fe3+、Ni2+等雜質(zhì)離子也有吸附能力，為使鈷渣含鈷更高，先除去Cd2+、Fe3+、Ni2+，然后再除鈷。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

1.3 富鎘液成分

富鎘液取自綜合回收分廠，主要成分見(jiàn)表1。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 富鎘液除鎘、鐵試驗(yàn)

2.1.1 富鎘液除鎘

采用鋅粉置換除鎘,要求除鎘后液鎘含量小于20 mg/L，反應(yīng)溫度控制在50～60 ℃。除鎘后液成分見(jiàn)表2。

表2 除鎘后液成分 mg/L

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，除鎘后液鎘含量小于20 mg/L，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2.1.2 除鎘后液除鐵

采用針鐵礦法除鐵[3]，技術(shù)條件為：過(guò)硫酸銨加入量為鐵質(zhì)量的1.5～2倍；反應(yīng)溫度85～90 ℃；pH控制在2.5左右；反應(yīng)時(shí)間40 min。除鐵后液成分見(jiàn)表3。

表3 除鐵后液成分

從表3中數(shù)據(jù)可以看出，除鐵后液鐵、鎘含量均小于20 mg/L，并且溶液中60%以上的鎳被除去，但除鐵后液中鎳含量仍比較高，但是不會(huì)對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生很大的影響。

每個(gè)人的思維能力不同，智商雖然差異不大,數(shù)學(xué)的敏銳度也不盡相同，因此在做題的過(guò)程中每個(gè)學(xué)生的效率難免出現(xiàn)差異，但是通過(guò)這樣訓(xùn)練學(xué)生的審題，可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確快捷地讀懂題意，了解題目所要表達(dá)的意思和回答的問(wèn)題，從而使學(xué)生能快速調(diào)動(dòng)自己的知識(shí)儲(chǔ)備，寫出要運(yùn)用的概念及公式.從而提高他們的做題效率，使他們能夠?qū)⒏嘤行У臅r(shí)間運(yùn)用在做題思考上而不是讀懂題意上.

2.2 新型凈化劑除鈷單因素條件試驗(yàn)

2.2.1 反應(yīng)溫度對(duì)除鈷的影響

固定試驗(yàn)條件：除鈷前液(即除鐵后液，成分見(jiàn)表3，下同)500 mL，凈化劑用量21倍(以鈷質(zhì)量為基準(zhǔn)，下同)，活化劑用量2倍，反應(yīng)時(shí)間40 min，反應(yīng)溫度對(duì)除鈷的影響見(jiàn)表4。

表4 反應(yīng)溫度對(duì)除鈷的影響

從表4中數(shù)據(jù)可以看出，溶液中的Fe、Ni優(yōu)先被除去，Cd含量變化不大；鈷含量隨溫度的升高呈逐漸降低趨勢(shì)，溫度達(dá)到75 ℃時(shí)溶液中鈷含量下降至100 mg/L以下，考慮到溫度高能耗大，故最佳反應(yīng)溫度為75 ℃。

2.2.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)除鈷的影響

固定試驗(yàn)條件：除鈷前液500 mL，凈化劑用量21倍，活化劑用量2倍，反應(yīng)溫度75 ℃，反應(yīng)時(shí)間對(duì)除鈷的影響見(jiàn)表5。

表5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)除鈷的影響

從表5中數(shù)據(jù)可以看出，反應(yīng)40 min溶液中鈷含量降至100 mg/L以下，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間溶液中鈷含量變化不大，因此最佳反應(yīng)時(shí)間為40 min。

2.2.3 凈化劑用量對(duì)除鈷的影響

固定試驗(yàn)條件：除鈷前液500 mL，活化劑用量2倍，反應(yīng)時(shí)間40 min，反應(yīng)溫度75 ℃，凈化劑用量對(duì)除鈷的影響見(jiàn)表6。

表6 凈化劑用量對(duì)除鈷的影響

從表6中數(shù)據(jù)可以看出，隨著凈化劑用量的增加，溶液中鈷含量逐漸下降，凈化劑用量達(dá)到鈷質(zhì)量的21倍時(shí)，溶液中鈷含量下降明顯。這是因?yàn)槿芤褐衅渌饘僭貪舛纫押苄?，凈化劑只?duì)鈷作用；凈化劑用量達(dá)到25倍，溶液中的鈷降至1 mg/L以下，鈷得到深度凈化。

2.2.4 活化劑用量對(duì)除鈷的影響

固定試驗(yàn)條件：除鈷前液500 mL，凈化劑用量21倍，反應(yīng)時(shí)間40 min，反應(yīng)溫度75 ℃，活化劑用量對(duì)除鈷的影響見(jiàn)表7。

從表7中數(shù)據(jù)來(lái)看，不加入活化劑，鈷沒(méi)有除去，而加入活化劑后數(shù)據(jù)變化并沒(méi)有明顯的規(guī)律，活化劑2.0倍時(shí)鈷含量最低，故選擇活化劑用量為鈷質(zhì)量2倍。

表7 活化劑用量對(duì)除鈷的影響

2.3 鈷渣酸洗試驗(yàn)

表8 原渣主要成分 %

從表8中數(shù)據(jù)可以看出，原鈷渣中主要金屬元素為Zn、Co，F(xiàn)e、Cd、Cu、Ni含量都較低，金屬元素總質(zhì)量占鈷渣的21%左右，其它大部分組成為有機(jī)物。

對(duì)凈化鈷渣進(jìn)行酸洗，控制反應(yīng)時(shí)間 60 min，反應(yīng)溫度60 ℃，終點(diǎn)pH值小于2,在此條件下得到的酸洗鈷渣的主要成分見(jiàn)表9。

表9 酸洗鈷渣成分 %

從表9中數(shù)據(jù)可以看出，跟原渣相比，酸洗鈷渣中大部分金屬的含量都有較為明顯地上升，但Zn、Fe含量有所下降，說(shuō)明酸洗可以將鈷渣中的部分鋅回收，同時(shí)鈷渣中夾雜的Fe也被分離出來(lái)。酸洗液主要成分見(jiàn)表10。

表10 酸洗液成分 mg/L

從表10中數(shù)據(jù)可以看出，酸洗液Fe、Ni含量較高，說(shuō)明鈷渣中的部分金屬元素通過(guò)酸洗工藝被分離出來(lái)。

2.4 鈷渣煅燒試驗(yàn)

在不同溫度下對(duì)酸洗鈷渣進(jìn)行煅燒，煅燒后鈷渣主要成分見(jiàn)表11。

表11 焙燒后鈷渣成分

從表11中數(shù)據(jù)看，焙燒溫度在600 ℃時(shí)，鈷渣中鈷的品位達(dá)到48%左右。鈷渣中主要摻雜的金屬為Zn、Ni，雜質(zhì)鎳含量在1.5%～2%左右，鋅含量在17%～18%左右，而且煅燒過(guò)程中生成的水和二氧化碳對(duì)環(huán)境不造成污染。

3 新型凈化劑除鈷與β-萘酚除鈷比較

新型凈化劑除鈷與β-萘酚除鈷比較見(jiàn)表12。

表12 新型凈化劑除鈷與β-萘酚除鈷比較

4 結(jié)論

(1)新型凈化劑除鈷最佳工藝條件為：反應(yīng)時(shí)間40 min，根據(jù)工藝要求凈化劑用量在21～25倍之間選擇，反應(yīng)溫度75 ℃左右。

(2)酸洗工藝不僅可以洗滌分離鈷渣中的部分雜質(zhì)金屬，提高鈷金屬的品位，還可以對(duì)酸洗液中的金屬進(jìn)一步處理回收，使資源得到進(jìn)一步利用。

(3)通過(guò)煅燒，鈷渣中鈷的品位大大提高，鈷含量達(dá)到50%左右，鈷得到有效回收。

(4)新型凈化劑除鈷的成本為30萬(wàn)元/t鈷，β萘酚除鈷的成本為29萬(wàn)元/t鈷，但是新型凈化劑得到的鈷渣品位較β萘酚鈷渣高10%，總體上新型凈化劑除鈷比β萘酚除鈷經(jīng)濟(jì)效益好。

[1] 郭天立.利用β萘酚回收銻鹽凈化鈷渣的研究[J].有色礦冶，2002，(6)：19-23，36.

[2] 呂志平.聚合物/分子篩復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究[D].太原理工大學(xué),2009.

[3] 鄧永貴.鋅浸出液針鐵礦法除鐵[J].有色金屬，2010，(3):80-84.

[4] 吳健輝.濕法煉鋅溶液凈化β-萘酚除鈷的研究[J].中國(guó)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

仙偉龍 (1989—)，甘肅省平?jīng)鍪腥?，學(xué)士學(xué)位，技術(shù)員。

2014-02-19

2014-09-12

TF813； TF803.2

B

1672-6103(2015)01-0012-04