专利名称：从钒钛磁铁矿中提取钴并制备超细钴粉的方法
技术领域：
本发明涉及从钒钛磁铁矿中提取钴并制备超细钴粉的方法，属于冶金化学领域。
背景技术：
钴具有耐腐蚀、熔点高、强磁性等优良性能，是各种特殊钢、耐热合金、抗腐蚀合金、磁性合金、硬质合金生产的重要原料，广泛用于航空、航天、机械制造、电器仪表等领域。 目前钴的生产基本上都是以钴土矿、钴硫精矿、硫化铜镍矿渣、砷钴矿等为原料。攀枝花矿产资源丰富，地质勘测表明，钒钛磁铁矿储量达100亿吨，占全国铁矿储量的20%。钒资源储量为1578. 8万吨，占全国钒资源储量的62%，占世界钒储量的11. 6%。 钛资源储量为8. 7亿吨，占全国钛资源储量的90. 5%,占世界钛储量的35. 2%。此外还伴生有90万吨钴、70万吨镍以及大量的铜、硫等资源。而目前攀枝花钒钛磁铁矿的现状是对钒钛磁铁矿石只回收了 Fe、V、Ti元素，而钴(Co)、Ni等元素还没有回收利用。钒钛磁铁矿中，钴镍金属除以硫化物的包裹体或细脉状存在于钛磁铁矿和钛铁矿等矿物中外，其余部分主要以含镍、钴的独立矿物存在于硫化矿物中，这种镍、钴矿物粒度微细，不能破碎解离， 只能富集到硫化物精矿中，其中Co含量为0. 014% 0. 023%。现有技术中，并没有从钒钛磁铁矿中提取钴的相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种从钒钛磁铁矿中提取并制备超细钴粉的方法。本发明的技术方案为本发明提供了一种从钒钛磁铁矿中提取并制备超细钴粉的方法，包括如下步骤 磨矿、浮选-硫化焙烧-浸出-萃取、净化-制备草酸钴-制备钴粉，其中磨矿、浮选步骤中，将钒钛磁铁精矿磨至-200目占90%以上，用浮选试剂黄药进行浮选，浮选剂的用量为100 1000g/t钒钛磁铁精矿，得到硫含量> 30%，钴含量彡0.3%的硫钴精矿。优选的，硫化培烧步骤中将硫钴精矿与硫磺按1 1-10的配比在500-1000°C下使硫钴精矿脱硫；产生的二氧化硫进入制酸工序；脱硫后的硫钴精矿与氧气发生反应生成氧化钴。优选的，浸出步骤中硫酸浓度为-25%，浸出温度控制在50_150°C。优选的，萃取、净化步骤中采用2-乙基己基磷酸(P204)和2-乙基己基膦酸单 2-乙基己基酯(P507)，其中P204的浓度为0. 05-0. 2mol/L，P507的浓度为0. 1-0. 3mol/L。优选的，制备钴粉步骤中采用草酸钴热分解方法，具体地，在惰性气氛下于 500-800°C进行热分解得到球形钴粉。本发明的有益效果(1)本发明方法通过对铁精矿的浮选，铁精矿的含硫量大大降低，铁精矿品质得到保障，同时钒钛磁铁矿中的钴得到有效回收，其收率达到70%以上。(2)本发明方法通过对硫钴精矿的掺硫培烧，硫经过培烧可以制酸，得到有效回收利用，同时钴转变为氧化钴，有利于钴的利用。(3)本发明方法通过对氧化钴进一步深加工最后制备成具有高附加值的超细钴粉，具有很大的经济效益。(4)本发明方法为攀西地区钒钛磁铁矿的综合回收利用提供了一种新的途径，具有广阔的应用前景。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式本发明提供了一种从钒钛磁铁矿中提取并制备超细钴粉的方法，包括如下步骤a、磨矿、浮选将钒钛磁铁精矿磨至200目以下(-200目)，用浮选试剂黄药进行浮选，得到的硫钴精矿含硫> 30%，含钴>0.3% ；目数前加正负号则表示能否漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸小于网孔尺寸；b、硫化培烧将硫钴精矿与硫磺按1 (1-10)的配比掺杂送入沸腾炉内，鼓入空气使物料在沸腾炉内控制一定温度沸腾、燃烧，产生大量的二氧化硫进入制酸工序；硫钴精矿脱硫后，与氧气发生反应生成氧化钴，将产生的氧化钴精矿从沸腾炉的出料口排出冷却； 所述的沸腾炉的炉内温度控制在500-1000°C ；c、浸出将步骤b得到的氧化钴精矿加入反应容器中，控制一定的初始硫酸浓度， 在一定温度下进行浸出；液固分离后，得到硫酸钴溶液及渣，渣可用于水泥厂作为原料；所述的硫酸初始浓度为-25wt% ；所述的反应容器内温度控制在50_150°C ；d、萃取、净化步骤c得到的硫酸钴溶液除了含钴之外还含有少量的镍、铁、铜、锌等杂质，加入一定量的P204进行萃取除杂，萃余液用一定量的P507分离镍钴，钴进入有机相；所述 P204 的浓度为 0. 05-0. 2mol/L, P507 的浓度为 0. 1-0. 3mol/L ；e、制备草酸钴将步骤d得到的钴有机相用硫酸反溶，与有机相分离，在硫酸钴溶液中加入草酸铵溶液，生成草酸钴沉锭，再经过滤、洗涤、干燥得到草酸钴；f、草酸钴热分解制备超细钴粉将步骤e所的的草酸钴沉淀在保护性气氛下于 500-800°C进行热分解得到球形钴粉。上述b步骤的化学反应式为S+02 — SO2(1)2CoS+302 — 2 S02+2Co0(2)上述c步骤的化学反应式为CoCHH2so4 — CoS04+H20(3)上述e步骤的化学反应式为CoSO4+ (NH4) 2C204 — CoC2O4+ (NH4) 2S04 (4)上述f步骤的化学反应式为CoC2O4 — Co+2C02(5)
下面结合实施例对本发明的具体实施方式
做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例1从钒钛磁铁矿中提取并制备超细钴粉1、将5000kg钒钛磁铁精矿(含钴0. 03% )球磨至-200目占90以上，用浮选试剂黄药进行浮选，得到240kg硫钴精矿，硫钴精矿含硫为30%，含钴为0. 5% ；2、将步骤1所得硫钴精矿与硫磺按1 5配比掺杂送入沸腾炉内，鼓入空气使物料在沸腾炉内在800-900°C沸腾、燃烧，沸腾炉出口二氧化硫的浓度为10-14%，进入制酸工序；硫钴精矿脱硫后，与氧气发生反应生成氧化钴，产生的120kg氧化钴精矿从沸腾炉的出料口排出冷却，钴含量为；3、将步骤2所得氧化钴精矿加入反应容器中，加入制酸工序中所产生的稀硫酸 (浓度为5%)，稀硫酸溶液与氧化钴精矿液固比为3 1，在90°C下进行浸出；液固分离后， 得到340L硫酸钴溶液(含钴1. 08kg)及渣，渣可用于水泥厂作为原料；4、步骤3得到的硫酸钴溶液除了含钴之外还含有少量的镍、铁、铜、锌等杂质，加入0. lmol/L的P204除铁、铜、锌等杂质，萃余液再用0. 2mol/L的P507分离镍钴，钴进入有机相；5、用硫酸反溶步骤4所得钴有机相，在硫酸钴溶液中加入草酸铵溶液(含草酸铵 3kg)，生成草酸钴沉锭，再经过滤、洗涤、干燥得到2. 63kg草酸钴；6、将草酸钴沉淀在氮气气氛下于600°C进行热分解得到1.05kg粒度在80 200nm左右球形钴粉，即钴总回收率为70%。
权利要求
1.从钒钛磁铁精矿中提取钴并制备超细钴粉的方法，具体步骤为磨矿、浮选；硫化焙烧-浸出-萃取、净化-制备草酸钴-制备钴粉，其中磨矿、浮选步骤中，将钒钛磁铁精矿磨至-200目占90%以上，用浮选试剂黄药进行浮选，浮选剂的用量为100 1000g/t钒钛磁铁精矿，得到硫含量> 30%，钴含量> 0. 3%的硫钴精矿。
2.根据权利要求1所述的从钒钛磁铁精矿中提取钴并制备超细钴粉的方法，其特征在于硫化培烧步骤中将磨矿、浮选步骤中得到的硫钴精矿与硫磺按1 1-10的配比在 500-1000°C下使硫钴精矿脱硫；产生的二氧化硫进入制酸工序；脱硫后的硫钴精矿与氧气发生反应生成氧化钴。
3.根据权利要求1或2所述的从钒钛磁铁精矿中提取钴并制备超细钴粉的方法，其特征在于浸出步骤中使用浓度为1-25%硫酸，浸出温度控制在50-150°C。
4.根据权利要求1-3任一项所述的从钒钛磁铁精矿中提取钴并制备超细钴粉的方法， 其特征在于萃取、净化步骤中采用2-乙基己基磷酸(P204)和2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P507)，其中 P204 的浓度为 0. 05-0. 2mol/L, P507 的浓度为 0. 1-0. 3mol/L。
5.根据权利要求1-4任一项所述的从钒钛磁铁精矿中提取钴并制备超细钴粉的方法， 其特征在于制备钴粉步骤中采用草酸钴热分解方法，具体地，在惰性气氛下于500-80(TC 进行热分解得到球形钴粉。
全文摘要
本发明公开了一种从钒钛磁铁矿中提取并制备超细钴粉的方法，包括如下步骤磨矿、浮选-硫化焙烧-浸出-萃取、净化-制备草酸钴-制备钴粉，其中磨矿、浮选步骤中，将钒钛磁铁精矿磨至-200目占90％以上，用浮选试剂黄药进行浮选，浮选剂的用量为100～1000g/t钒钛磁铁精矿，得到硫含量≥30％，钴含量≥0.3％的硫钴精矿。本发明方法通过对钒钛磁铁精矿的浮选，钒钛磁铁精矿的含硫量大大降低，钒钛磁铁精矿品质得到保障，同时钒钛磁铁矿中的钴得到有效回收，其收率达到70％以上。
文档编号C22B3/08GK102321797SQ20111030397
公开日2012年1月18日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者何德武, 昝林寒, 杨耀泉, 汪云华 申请人:攀枝花市立宇矿业有限公司