一种从氯化铜锰钴钙锌除杂溶液中分离铜钴锰的方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明属于三废处理和循环经济领域，具体涉及一种从氯化铜锰钴钙锌除杂溶液中分离铜钴锰的方法【背景技术】:
在钴的湿法冶金生产中，钴原料中的杂质金属在P204萃取除杂工序中被除去，形成含大量铜锰锌钙等杂质金属及少量钴的酸性氯化物溶液。这种氯化铜锰钴钙锌溶液中含量最多的金属离子是铜和锰，钴的含量虽然不高，但钴价格很高。因此溶液中价值最高的是铜、锰和钴三种金属。一个大型的钴冶炼厂每年产生的这种氯化铜锰钴钙锌溶液可达数万立方米，其中有价金属的价值达数千万元。现行的回收方法主要有碳酸盐沉淀一火法处理、N235萃取法、加压结晶生产硫酸锰、电解法、硫化沉淀法等。碳酸盐沉淀一火法处理是先将溶液中有价金属用碳酸钠全部沉淀下来，然后送炉窑中进行火法处理，这种处理方法金属回收率低，钴的回收率不到50%，而全部锰被造渣丢弃。N235萃取法虽可将锰与锌钴铜等金属分开，但是分相速度比较慢，流程较长，在经济上也不合算，而且N235挥发性大，气味难闻。加压结晶法的缺点在于对设备要求高，流程长。硫化物除杂工艺成本高，只能提取出锰，铜锌钴所形成的硫化物更难处理。电解法投资大，电流效率低。
[0002]
【发明内容】
:
本发明要解决的技术问题是克服上述【背景技术】现有工艺缺陷，提出一种经济有效的一种从钴生产系统所产氯化铜锰钴钙锌除杂溶液中分离铜钴锰的方法。本发明通过以下技术方案来实现:
一种从氯化铜锰钴钙锌除杂溶液中分离铜钴锰的方法，以钴生产系统中产生的P204萃取除杂液为原料，包括以下步骤:
步骤一除钙，向氯化铜锰钴钙锌溶液中加入硫酸钠，反应完全后，滤去硫酸钙沉淀，得除钙后溶液；
步骤二分离铜，将除钙后液加热至50°C以上，缓慢加碱性物质，调节pH值升至4.0-6.0，过滤分离出铜沉淀，得到除铜后液；将铜沉淀加酸溶解，蒸发结晶，即可得到铜盐晶体；
步骤三还原分离钴，向除铜后液中加入锰粉，将钴离子还原为钴粉，过滤分离出钴粉，得到除钴后液；将钴粉加酸溶解，得到钴盐溶液。
[0003]步骤四蒸发结晶锰盐或沉淀锰，加热蒸发除钴后液，使氯化锰结晶析出，分离后得到氯化锰晶体；或者向除钴后液中加入沉淀剂，调节pH ^ 8，将锰及其它金属离子沉淀下来，过滤得到粗碳酸锰。
[0004]进一步的改进，所述步骤二中的酸为盐酸或硫酸，得到氯化铜或硫酸铜，蒸发结晶后即可得到氯化铜或硫酸铜晶体。
[0005]进一步的改进，所述步骤二的碱性物质选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、氨水、碳酸铵、碳酸铜锰钴钙锌渣中的一种或几种混合。
[0006]进一步的改进，所述步骤二中，在加热条件下过滤分离铜沉淀。
[0007]进一步的改进，所述步骤三中，在通风条件下向除铜后液中加入锰粉。
[0008]进一步的改进，所述沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、氨水中的一种或几种混合。
[0009]本发明的有益效果:
1、本发明可将氯化铜锰钴钙锌溶液中的主要有价金属铜、锰和钴以比较简短的流程和较低的成本得到良好的分离。
[0010]2、本方法回收金属收率高，铜、锰和钴的回收率均可达到95%以上。
[0011]3、粗锰盐纯度较高，容易进一步精制成高纯度锰盐。
[0012]4、本处理流程不使用有毒有害物质，也不产生有毒害物质，最终废水中的主要成分为氯化钠，对环境友好。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0014]以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合具体实施例和附图详细说明本发明。
[0015]实施例1
一种从钴生产系统所产氯化铜锰钴钙锌除杂溶液中分离铜钴锰的方法，按下列步骤进行操作:
取氯化铜锰钴钙锌溶液200mL，其成分为含铜35.lg/L、锰122g/L、锌7.5g/L、钙12.2g/1、钴13.8g/L。加入18g无水硫酸钠，搅拌反应30min，抽滤除去硫酸妈沉淀。将溶液加热至70°C，向其中滴加浓度为21%的碳酸钠溶液至pH值为4.7，过滤，滤饼用少量纯水洗涤后，加20mL纯水浆化，加98%浓硫酸溶解，蒸发结晶后得硫酸铜晶体20.6g。一次结晶铜的直收率为74.9%。铜的总回收率为97.5%。
[0016]将除铜后液加热到60°C，加入锰粉4.7g，钴离子被还原成钴粉，过滤分离出钴粉，将钴粉用硫酸溶解，得到硫酸钴溶液，钴回收率为98.7%。
[0017]向除钴后的溶液中加入碳酸钠溶液，至终点pH值为8，溶液中剩余金属离子沉淀为碳酸盐，过滤得粗碳酸锰，滤液中锰、锌含量小于0.001g/L，锰回收率为98.3%。
[0018]实施例2:
取氯化铜锰钴钙锌溶液200mL，其成分为含铜43.8g/L、锰79.6g/L、锌3.9g/L、钙9.lg/1、钴2.3g/L。加入llg无水硫酸钠，搅拌反应30min，抽滤除去硫酸妈沉淀。将溶液加热至70 °C，向其中滴加浓度为21%的碳酸钠溶液至pH值为5.1，过滤，滤饼用少量纯水洗涤后，加20mL纯水浆化，加98%浓硫酸溶解，蒸发结晶后得硫酸铜晶体27.8g。一次结晶铜的直收率为81%。铜的总回收率为98.6%。
[0019]将除铜后液加热到70°C，加入锰粉0.9g，钴离子被还原成钴粉，过滤分离出钴粉，将钴粉用硫酸溶解，得到硫酸钴溶液，钴回收率为98.3%。
[0020]向除钴后的溶液中加入碳酸钠溶液，至终点pH值为8，溶液中剩余金属离子沉淀为碳酸盐，过滤得粗碳酸锰，滤液中铜、钴、锰、锌含量小于0.001g/L，锰回收率为99.2%。
[0021]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。
【主权项】
1.一种从氯化铜锰钴钙锌除杂溶液中分离铜钴锰的方法方法，其特征在于，所述的方法以钴生产系统中产生的P204萃取除杂液为原料，包括以下步骤: 步骤一除钙，向氯化铜锰钴钙锌溶液中加入硫酸钠，反应完全后，滤去硫酸钙沉淀，得除钙后溶液； 步骤二 分离铜，将除钙后液加热至50°C以上，缓慢加碱性物质，调节pH值升至4.0-6.0，过滤分离出铜沉淀，得到除铜后液；将铜沉淀加酸溶解，蒸发结晶，即可得到铜盐晶体； 步骤三还原分离钴，向除铜后液中加入锰粉，将钴离子还原为钴粉，过滤分离出钴粉，得到除钴后液；将钴粉加酸溶解，得到钴盐溶液； 步骤四蒸发结晶锰盐或沉淀锰，加热蒸发除钴后液，使氯化锰结晶析出，分离后得到氯化锰晶体；或者向除钴后液中加入沉淀剂，调节pH ^ 8，将锰及其它金属离子沉淀下来，过滤得到粗碳酸锰。2.根据权利要求1所述的从氯化铜锰钴钙锌溶液中分离铜钴锰的方法，其特征在于:所述步骤二中的酸为盐酸或硫酸，得到氯化铜或硫酸铜，蒸发结晶后即可得到氯化铜或硫酸铜晶体。3.根据权利要求1所述的从氯化铜锰钴钙锌溶液中分离铜钴锰的方法，其特征在于:所述步骤二的碱性物质选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、氨水、碳酸铵、碳酸铜锰钴钙锌渣中的一种或几种混合。4.根据权利要求1所述的从氯化铜锰钴钙锌溶液中分离铜钴锰的方法，其特征在于:所述步骤二中，在加热条件下过滤分离铜沉淀。5.根据权利要求1所述的从氯化铜锰钴钙锌溶液中分离铜钴锰的方法，其特征在于:所述步骤三中，在通风条件下向除铜后液中加入锰粉。6.根据权利要求1所述的从氯化铜锰钴钙锌溶液中分离铜钴锰的方法，其特征在于:所述沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、氨水中的一种或几种混合。
【专利摘要】本发明涉及一种氯化铜锰钴钙锌除杂溶液中分离铜钴锰的方法，首先向氯化铜锰钴钙锌溶液中加入硫酸钠，过滤除去硫酸钙。然后向溶液中加入碳酸钠，调节pH值至4.0~6.0，使溶液中铜离子沉淀，过滤分离出铜沉淀。铜沉淀用硫酸溶解，蒸发结晶，即可得到硫酸铜晶体。向除铜后液中加入锰粉，使钴离子还原成钴粉而沉淀，过滤分离得到钴粉，用酸溶解钴粉即可得到钴溶液。除钴后液中含有锰及少量锌钙，通过蒸发结晶或者加入碳酸钠，使锰沉淀下来得到粗碳酸锰等锰盐沉淀。利用本发明的方法可以经济方便的将铜钴锰三种主要的有价金属分离提取出来。
【IPC分类】C22B3/20, C22B23/00, C22B47/00, C22B15/00
【公开号】CN105296754
【申请号】CN201510854009
【发明人】朱远志
【申请人】北方工业大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月30日