权利要求
向含钴低铜萃余液中加入1~20g/L溶液量的中和剂，进行中和降酸反应，过滤后得到中和渣和pH值1.5~2.5的降酸后液;
向降酸后液中加入相当于沉铜理论量的0.5~5.0倍质量的铁粉，在超声波辅助下，沉铜反应得到湿渣和沉铜后液;
将湿渣脱水后形成沉淀干渣，送入精炼系统回收铜或作为高品位铜渣回收;
所述含钴低铜萃余液为氧化铜钴矿湿法冶炼过程中，经浸出、萃铜后产出的含铜、钴、铁、锰杂质离子的溶液，其中铜离子浓度为0.01~1.0g/L，钴离子浓度为0.1~10g/L;
所述中和剂包括能直接或间接提供OH-离子的碱性物质。
2.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述中和剂的用量为8~15g/L溶液量。
3.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述中和剂为碳酸盐、金属氧化物、氢氧化物中的任一种或几种。
4.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述铁粉的用量为沉铜理论量的1.5~3.0倍质量。
5.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述中和降酸反应的温度为5~100℃，时间为5~360min。
6.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述超声波辅助的超声波功率为10~100KW。
7.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述沉铜反应的温度为5~100℃，时间为5~360min。
8.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述脱除铁、锰为氧化反应和中和反应的任意组合。
9.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述精炼为火法精炼或电解精炼中的任一种。
10.根据权利要求1所述的分离回收铜、钴的方法，其特征在于，所述渣的铜品位≥85%。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种从含钴低铜萃余液分离回收铜、钴的方法。
背景技术
[0002]铜、钴、镍、铁等由于其地球化学性质相似，常常共生在一种或多种矿物中，而钴常与铜或镍共生，称为铜钴矿或镍钴矿。铜钴矿主要分为氧化矿、混合矿和硫化矿。其中氧化铜钴矿的处理方式为搅拌浸出-萃取-电积-除铁沉钴。萃取铜后的含钴萃余液一般采用除杂-沉钴工艺生产钴盐或钴化合物。
[0003]针对含钴低铜萃余液除铜，国内外科研人员及进行了大量的研究。现有的处理工艺主要是通过提高除铁工序pH的方式，采用一段或二段除铁，使铜离子沉淀进入除铁渣。此工艺可达到较为理想的除铜效果，但铜、钴二者的沉淀pH较为接近，采用提高体系pH除铜的方式，会导致部分钴沉淀进入除铁渣中，造成钴损失严重。
[0004]基于此，本发明旨在提出一种从含钴低铜萃余液分离回收铜、钴的方法，简化工艺流程，改善铜、钴分离效果和效率，提高铜渣品位，为企业降本增效。
发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种从含钴低铜萃余液分离回收铜、钴的方法。
[0006]本发明的目的是这样实现的：所述从含钴低铜萃余液分离回收铜、钴的方法，包括以下工序：
向含钴低铜萃余液中加入1~20g/L溶液量的中和剂，进行中和降酸反应，过滤后得到中和渣和pH值1.5~2.5的降酸后液。
[0007]向降酸后液中加入相当于沉铜理论量的0.5~5.0倍质量的铁粉，在超声波辅助下，沉铜反应得到湿渣和沉铜后液。
[0008]沉铜后液脱除铁、锰后，用于生产氢氧化钴。
[0009]将湿渣脱水后形成沉淀干渣，送入精炼系统回收铜或作为高品位铜渣回收。
[0010]所述含钴低铜萃余液为氧化铜钴矿湿法冶炼过程中，经浸出、萃铜后产出的含铜、钴、铁、锰杂质离子的溶液，其中铜离子浓度为0.01~1.0g/L，钴离子浓度为0.1~10g/L。
[0011]所述中和剂包括能直接或间接提供OH-离子的碱性物质。
[0012]本发明所述技术方案与现有技术相较，具有如下有益效果：
本申请提供的从含钴低铜萃余液分离回收铜、钴的方法，采用超声波强化辅助还原铁粉沉铜，过程中引入的Fe离子可在后续除铁过程脱除，因此该方法整个过程不引入非体系杂质。
[0013]本申请提供的从含钴低铜萃余液分离回收铜、钴的方法，采用超声波强化辅助还原铁粉沉铜，工艺流程简化，设备通用互换性强，分离效果好，所获铜渣品位≥85%。
[0014]本发明所述技术方案解决了现有技术条件下辅料试剂消耗大，分离效果不理想，产品回收率低的问题。
[0015]超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时，这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的力，将液体分子拉裂成空洞。此空洞非常接近真空，它在超声波压强反向达到最大时破裂。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。
[0016]本发明所述技术方案中的超声空化-铁粉置换沉铜新工艺，利用了超声空化的两个作用：
(1)空化气核长大与溃灭在溶液内部产生强大的剪切力，超声波这种空化作用可以大大提高非均相反应速率，实现非均相反应物间的均匀混合，加速反应物和产物的扩散，促进置换产物单质铜固体新相的形成，并将未反应的铁粉与置换产物分离，露出铁粉活性表面，降低扩散层，促进Cu离子与铁粉的接触，从而提高铜渣铜品位。
[0017](2)利用超声空化产生的瞬间高温高压(局部增压峰值达数百甚至上千大气压、瞬间温度上1000K)，使铁粉与Cu置换反应加速，反应速率为传统铁粉置换温度90℃所不能比拟，进而提高置换速度和降低铁粉消耗。
附图说明
[0018]图1为本发明所述技术方案的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0019]下面对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0020]所述从含钴低铜萃余液分离回收铜、钴的方法，包括以下工序：
向含钴低铜萃余液中加入1~20g/L溶液量的中和剂，进行中和降酸反应，过滤后得到中和渣和pH值1.5~2.5的降酸后液。
[0021]向降酸后液中加入相当于沉铜理论量的0.5~5.0倍质量的铁粉，在超声波辅助下，沉铜反应得到湿渣和沉铜后液。
[0022]沉铜后液脱除铁、锰后，用于生产氢氧化钴。
[0023]将湿渣脱水后形成沉淀干渣，送入精炼系统回收铜或作为高品位铜渣回收。
[0024]所述含钴低铜萃余液为氧化铜钴矿湿法冶炼过程中，经浸出、萃铜后产出的含铜、钴、铁、锰杂质离子的溶液，其中铜离子浓度为0.01~1.0g/L，钴离子浓度为0.1~10g/L。
[0025]所述中和剂包括能直接或间接提供OH-离子的碱性物质。
[0026]所述中和剂的优选用量为8~15g/L溶液量(含钴低铜萃余液量)。
[0027]所述中和剂为碳酸盐、金属氧化物、氢氧化物中的任一种或几种，优选为碳酸盐。
[0028]所述降酸后液的pH值为2.0。
[0029]所述铁粉的优选用量为沉铜理论量的1.5~3.0倍质量。
[0030]所述中和降酸反应的温度为5~100℃，时间为5~360min，优选温度为20~40℃，优选时间为60~120min。
[0031]所述超声波辅助的超声波功率为10~100KW，优选为10~30KW。
[0032]所述沉铜反应的温度为5~100℃，时间为5~360min，优选温度为20~40℃，优选时间为20~30min。
[0033]所述脱除铁、锰为氧化反应和中和反应的任意组合。
[0034]所述精炼为火法精炼或电解精炼中的任一种。
[0035]所述湿渣的铜品位≥85%。
[0036]所涉及的反应方程为：Cu2++Fe→Fe2++Cu。
[0037]实施例1
取含钴低铜萃余液1000mL，主要成分为：铜135.38mg/L，钴1.08g/L，铁213.18mg/L、锰2.27g/L、硫酸12.64g/L。
[0038]向含钴低铜萃余液中加入8.98g/L溶液量的碳酸钙，于25~30℃，反应60min，中和降酸反应结束后过滤，得到中和渣和pH值1.5的降酸后液;中和渣含Co 0.0028%，含Cu0.0056%，Co、Cu在中和降酸过程的回收率分别为99.97%和99.59%。
[0039]取降酸后液1000mL，加入相当于沉铜理论量的2.5倍质量的还原铁粉，在20KW超声波辅助下，于30~35℃，反应25min，沉铜反应结束后过滤，得到湿渣和沉铜后液;沉铜后液含Cu 17.90mg/L，渣含Cu 89.05%。
[0040]沉铜后液脱除铁、锰后，用于生产氢氧化钴;将湿渣脱水后形成沉淀干渣，送入精炼系统回收铜。
[0041]实施例2
取含钴低铜萃余液1000mL，主要成分为：铜118.22mg/L、钴1.00g/L、铁223.54mg/L、锰1.97g/L、硫酸11.92g/L。
[0042]向含钴低铜萃余液中加入10.50g/L溶液量的碳酸钙，于20~25℃，反应90min，中和降酸反应结束后过滤，得到中和渣和pH值2.0的降酸后液;中和渣含Co 0.005%，含Cu0.001%，Co、Cu在预中和过程的回收率分别为99.94%和99.90%。
[0043]取降酸后液1000mL，加入相当于沉铜理论量的3倍质量的还原铁粉，在30KW超声波辅助下，于35~40℃，反应20min，沉铜反应结束后过滤，得到湿渣和沉铜后液;沉铜后液含Cu13.72mg/L，渣含Cu 89.41%。
[0044]沉铜后液脱除铁、锰后，用于生产氢氧化钴;将湿渣脱水后形成沉淀干渣，送入精炼系统回收铜。
[0045]实施例3
取含钴低铜萃余液1000mL，主要成分为：铜124.11mg/L，钴1.38g/L，铁219.84mg/L、锰2.06g/L、硫酸12.35g/L。
[0046]向含钴低铜萃余液中加入14.50g/L溶液量的碳酸钠，于35~40℃，反应120min，中和降酸反应结束后过滤，得到中和渣和pH值2.5的降酸后液;中和渣含Co 0.0041%，含Cu0.0023%，Co、Cu在中和降酸过程的回收率分别为99.95%和99.78%。
[0047]取降酸后液1000mL，加入相当于沉铜理论量的1.5倍质量的还原铁粉，在10KW超声波辅助下，于20~25℃，反应30min，沉铜反应结束后过滤，得到湿渣和沉铜后液;沉铜后液含Cu 15.25mg/L，渣含Cu 89.27%。
[0048]沉铜后液脱除铁、锰后，用于生产氢氧化钴;将湿渣脱水后形成沉淀干渣，直接作为高品位铜渣回收。
说明书附图(1)
