本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種粗制鈷/鎳鹽原料高效分離鈷/鎳鎂錳的方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)在鈷鎂合金的廣泛使用，在鈷濕法冶煉過程中，原料大多含有較高的鎂離子雜質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)中主要采用氟化鈉沉淀鎂法，實現(xiàn)對鎂金屬雜質(zhì)的分離，但過量的氟化鈉會造成最后廢液中含有大量的氟離子，需要對廢水進行再次處理，導(dǎo)致工藝成本的增加；由于金屬鎂的萃取曲線與鈷金屬萃取曲線相近，所以也難以通過萃取除雜的方式，實現(xiàn)鎂金屬雜質(zhì)與鈷金屬的分離。從金屬鹽的水溶液中，用氫氣還原回收金屬是一種經(jīng)典的濕法冶金方法；另外，用氫氣還原金屬的氧化物、氫氧化物或堿式碳酸鹽等不溶于水的漿料，也是濕法回收金屬的一種選擇，但二者相比，后者無疑困難得多，其原因是溶液體系僅含有氣、液兩相，而漿料體系含有氣、液、固三相。

國內(nèi)許多研究工作者提出了一些從金屬鹽的溶液中除鎂的方法。中國專利cn108179272a公布了一種鈷鎳濕法冶煉過程中鈷鎂分離方法。具體包括：將鈷鎳濕法冶煉過程中經(jīng)萃取除雜后的含鈷鎂溶液，用多價金屬吸附樹脂選擇性吸附所述含鈷鎂溶液中的鈷金屬離子，從而將溶液中鈷、鎂金屬分離。還包括將吸附飽和多價金屬吸附樹脂反解析得到高濃度鈷酸鹽溶液；以及將吸附鈷后的含鎂溶液調(diào)堿沉淀過濾，得到高純度的氫氧化鎂晶體。該工藝方法通過多次萃取除去絕大部分的金屬雜質(zhì)后，再利用多價金屬吸附樹脂的選擇性吸附，將鎂金屬離子留在溶液中，從而達到除鎂的目的，整個工藝過程繁瑣，需要多次萃取步驟達到除雜目的，增加了除雜成本，無法高效達到目的。

張軍在《硫酸鈷溶液除鎂試驗研究與應(yīng)用》（化工管理，2017(33):229.）中針對硫酸鈷含鎂問題，研究了硫酸鈷溶液在室溫下利用氫氧化鈉、碳酸鈉調(diào)整ph值進行沉淀，利用鈷、鎂沉淀ph值不同，最終實現(xiàn)鈷鎂分離。結(jié)果表明碳酸鈉沉淀分離鈷鎂比氫氧化鈉效果更好，在室溫條件下，調(diào)整ph值至7.0-8.0，除鎂后液含鈷可以達到0.03g/l，除鎂率可達到53-98%。此法最高除鎂率雖然能達到98%，但是在ph=7-8范圍內(nèi)除鎂率波動較大，最低也只有58%，說明此法除鎂效果不穩(wěn)定，并且引入了新的鈉鹽，增加后續(xù)水處理工序。

中國專利cn103088215b公布了一種高錳鈷比鎳鈷錳原料中鎳鈷與錳分離的方法。具體包括：將高錳鈷比鎳鈷錳原料與稀硫酸和亞硫酸鈉的混合液混合，調(diào)節(jié)終點ph為0-3.5，充分反應(yīng)后過濾并保留第一濾液并向其加入可溶性過硫酸鹽，調(diào)節(jié)終點ph為2-6，充分反應(yīng)后過濾得到含有硫酸鎳和硫酸鈷的第二濾液，而錳則被氧化沉淀，從而達到原料中的鎳鈷與錳分離的目的。此法分為加稀硫酸和亞硫酸鈉溶解鈷鎳和加過硫酸鹽沉淀錳兩個步驟，無法一步達到鈷鎳錳鎂分離的目的。

目前還沒有一種能直接在制備金屬鈷過程中簡單快捷除鎂錳的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種粗制鈷/鎳鹽原料高效分離鈷/鎳鎂錳的方法，其在制備金屬鈷粉的過程中穩(wěn)定分離鈷/鎳和鎂錳，并且不造成鈷/鎳的損失，減少工廠生產(chǎn)鈷產(chǎn)品時的除鎂錳工序，節(jié)省成本。

為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種粗制鈷/鎳鹽原料高效分離鈷/鎳鎂錳的方法，其以粗制鈷/鎳鹽為原料，漿化，并加入催化劑，采用高溫高壓氫還原工藝，即通過控制ph、催化劑、氫分壓、溫度和反應(yīng)時間進行氫還原反應(yīng)，反應(yīng)完成后通過重選實現(xiàn)鈷/鎳鎂錳初步分離，所得輕質(zhì)錳渣進行磁選把夾帶的細粒度鈷/鎳粉回收作催化劑使用，所得粗鈷/鎳粉酸浸制備鈷/鎳浸出液，用p204萃取除雜后，經(jīng)樹脂除鎂得到脫鎂鈷/鎳液，或經(jīng)進一步萃取除雜及樹脂除鎂深度除雜后得到高純鈷/鎳產(chǎn)品液，最終實現(xiàn)鈷/鎳鎂錳深度分離；

所述的高溫高壓氫還原工藝中，所述ph為0.5-7.0，所述催化劑包括但不限于蒽醌、pd、pd的化合物、鈷/鎳粉中的一種或一種以上，所述的氫分壓為0.5-10mpa，所述的反應(yīng)溫度為100-300℃，所述的反應(yīng)時間為1-48小時。

一般認為，固體在還原過程中邊溶解邊還原，其反應(yīng)速度的快慢，甚至反應(yīng)能否進行，與液相中初始co2+和mg2+的濃度密切相關(guān)。本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有氫還原漿料的思路，在利用氫氣還原氫氧化鈷過程中，利用被氧化產(chǎn)生的h+與粗制鈷鹽原料中含有的少量的堿式硫酸鎂和堿式碳酸鎂反應(yīng)，使鎂錳雜質(zhì)進入液相，達到鈷鎂錳分離，再利用金屬鈷密度高以及具有磁性的特點，通過重選加磁選聯(lián)合選擇分離使鈷錳分離，免去在制備金屬鈷產(chǎn)品時，額外添加工序除鎂錳步驟，縮短工藝流程，減少了生產(chǎn)成本，工序快捷化。

進一步地，漿化調(diào)漿的液固比為1-20：1。

進一步地，所述漿化時間為1-60min。

進一步地，所述重選磁選利用鈷/鎳粉的密度高于錳和鎂并且鈷/鎳粉具有磁性，從而實現(xiàn)鈷/鎳鎂錳分離。

進一步地，所述粗鈷/鎳粉酸浸制備鈷/鎳產(chǎn)品液中酸浸所用的酸包括但不限于碳酸、鹽酸、硫酸。

進一步地，所述p204萃取除雜后經(jīng)樹脂除鎂得到的脫鎂鈷/鎳液作為制備三元材料的原料使用。

進一步地，所述進一步萃取除雜及樹脂除鎂深度除雜的目的是除去鈷/鎳液中的鎳/鈷、錳和鎂，得到高純鈷/鎳產(chǎn)品液。

進一步地，所述樹脂除鎂所用樹脂包括但不限于d406。

進一步地，所述ph為2-7，所述的氫分壓為0.5-5mpa，所述的反應(yīng)溫度為100-300℃，所述的反應(yīng)時間為1-20小時，所述的反應(yīng)溫度為100-300℃。

更進一步地，所述ph為4-6，所述的氫分壓為1-2mpa，所述的反應(yīng)溫度為100-200℃，所述的反應(yīng)時間為4-8小時，反應(yīng)溫度為120-160℃。

本發(fā)明具有的有益效果是：

（1）采用本發(fā)明脫鎂率達到99%以上，除錳率達到99%以上；

（2）本發(fā)明利用鈷/鎳粉的密度高于錳和鎂并且鈷/鎳粉具有磁性，通過重選與磁選實現(xiàn)鈷/鎳鎂錳高效分離的同時，還提高了鈷/鎳產(chǎn)品的純度；

（3）本發(fā)明具有工藝簡單，除鎂錳率高且穩(wěn)定，鈷損失率低，成本低，流程短等。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。

具體實施方式

參照下述實施方式進一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解下述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

實施例1：一種粗制鈷（鎳）鹽原料高效分離鈷/鎳鎂錳的方法，將氫氧化鈷（鎳）鹽原料與水按5:1的液固比調(diào)漿20min，調(diào)酸至ph=6，設(shè)置氫分壓1.2mpa、溫度160℃、攪拌速率600rpm、反應(yīng)時間8h等條件進行氫還原反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后把漿料進行重選和磁選，所得重質(zhì)粗鈷（鎳）粉用硫酸制備硫酸鈷（鎳）液，用p204萃取除雜后經(jīng)樹脂除鎂后可作三元材料的原材料，或經(jīng)萃鎳（鈷）及樹脂除鈣鎂深度除雜后得到高純硫酸鈷產(chǎn)品液。測得原料中鎂含量為4.99%，錳含量為3.51%，反應(yīng)結(jié)束后固相中的鎂含量降為0.048%，渣計脫鎂率為99.03%，錳含量降為0.038%，渣計脫錳率為98.9%。

實施例2：一種粗制鈷（鎳）鹽原料高效分離鈷/鎳鎂錳的方法，將氫氧化鎳（鈷）原料與水按4:1的液固比調(diào)漿30min，調(diào)酸至ph=5，設(shè)置氫分壓1.0mpa、溫度150℃、轉(zhuǎn)速400rpm、反應(yīng)時間4h等條件進行氫還原反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后把漿料進行重選和磁選，所得重質(zhì)粗鎳（鈷）粉用硫酸制備硫酸鎳（鈷）液，用p204萃取除雜后經(jīng)萃鈷（鎳）及樹脂除鈣鎂深度除雜后得到高純硫酸鎳（鈷）產(chǎn)品液，原料中鎂含量為4.99%，錳含量為3.51%，反應(yīng)結(jié)束后固相中的鎂含量降為0.042%，渣計脫鎂率為99.16%，錳含量降為0.035%，渣計脫錳率為99%。

實施例3：一種粗制鈷（鎳）鹽原料高效分離鈷（鎳）鎂錳的方法，將氫氧化鈷（鎳）原料與水按6:1的液固比調(diào)漿10min，調(diào)酸至ph=4，設(shè)置氫分壓2mpa、溫度120℃、轉(zhuǎn)速500rpm、反應(yīng)時間6h等條件進行氫還原反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后把漿料進行重選和磁選，所得重質(zhì)粗鈷（鎳）粉用鹽酸制備鹽酸鈷（鎳）液，用p204萃取除雜后經(jīng)萃鎳（鈷）及樹脂除鈣鎂深度除雜后得到高純氯化鈷產(chǎn)品液，原料中鎂含量為4.99%，錳含量為3.51%，反應(yīng)結(jié)束后固相中的鎂含量降為0.039%，渣計脫鎂率為99.22%，錳含量降為0.03%，渣計脫錳率為99.1%。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種粗制鈷/鎳鹽原料高效分離鈷/鎳鎂錳的方法。本發(fā)明以粗制鈷/鎳鹽為原料，漿化后加入催化劑，采用高溫高壓氫還原工藝，即通過對pH、催化劑、氫分壓、溫度、反應(yīng)時間等關(guān)鍵點控制，反應(yīng)完成后通過重選磁選實現(xiàn)鈷/鎳鎂錳初步分離，所得粗鈷/鎳粉酸浸制備鈷/鎳浸出液，用P204萃取除雜后，經(jīng)樹脂除鎂得到脫鎂鈷/鎳液，或經(jīng)進一步萃取除雜及樹脂除鎂深度除雜后得到高純鈷/鎳產(chǎn)品液。本發(fā)明的方法脫鎂率可達99%以上，脫錳率可達99%以上，具有工藝簡單，成本低，流程短，脫鎂、錳率高等特點。

技術(shù)研發(fā)人員：胡雷;陳宇乾;陳聰

受保護的技術(shù)使用者：衢州華友鈷新材料有限公司;浙江華友鈷業(yè)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.03.12

技術(shù)公布日：2019.06.28