科技成果登記信息公示——一種從高硅白合金中浸出有價金屬的方法

成果名稱：	一種從高硅白合金中浸出有價金屬的方法
登記日期：	2020-04-28
完成單位：	廣東佳納能源科技有限公司,清遠佳致新材料研究院有限公司
完成人員：	黃亞祥,付海闊,馮煥村,梁衛(wèi)春,黃鐵熙
研究起止日期：	2016-01-01至2017-12-31
主要應用行業(yè)：	制造業(yè)
高新技術(shù)領(lǐng)域：	新材料
評價單位：	國家知識產(chǎn)權(quán)局
評價日期：	2018-12-18
成果簡介：	1、課題來源與背景；高硅白合金是以低品位水鈷礦（鈷3%-8%，銅2%-10%）采用鼓風爐或電爐采用過還原技術(shù)還原熔煉得到的冶煉中間品，合金中硅含量相對較高，一般在5%-15%，合金成分復雜，其中含有Cu、Co、Fe、Mn、Si等多元合金，需破碎造粒方可進入浸出工序，其耐腐蝕、難溶解的物性給生產(chǎn)帶來困難，而鈷精礦合金化采用的工藝不同也會給產(chǎn)出合金的成分及結(jié)構(gòu)帶來較大的影響。高硅白合金處理的主要問題是工藝流程長、成本高、銅鈷回收率低、鐵利用率低等。目前，高硅白合金的處理工藝主要有：焙燒脫硅-硫酸浸出法、電化學溶解法、硫酸與鹽酸混酸氧化浸出和高壓通氧氣浸出等。CN102220482B名為“復雜高硅銅鈷合金堿預處理-常壓酸浸工藝”專利中公布了一種高硅銅鈷合金采用焙燒脫硅-硫酸浸出法處理，銅鈷合金中的銅鈷能得到高效地浸出，該工藝通過加堿焙燒將硅以二氧化硅的形式固化于合金中，解決了后續(xù)浸出液因硅高導致的難過濾、難浸出問題，并且鈷銅回收率較高，但該工藝存在能耗大、流程長等缺點?！队猩饘俟こ獭?013年第6期名為“高硅白合金電化學溶解”的論文報告了采用電化學溶解法處理高硅銅鈷合金，需要先高溫熔鑄成錠，并進一步加工成陽極板，在白合金電解過程需要添加氯化銨來抑制二氧化硅的生成，但隨著電解的持續(xù)進行，電解液中的硅酸和鐵離子的累積會抑制鈷銅的溶出，該工藝還存在流程長、能耗高、成本大等缺點?！队猩饘倏茖W與工程》2015年第1期名為“鈷白合金的常壓浸出工藝研究”的論文報道了采用硫酸與鹽酸混酸體系，并添加氧化劑的作用，高硅鈷白合金中的鈷、銅能到較高的浸出率，且無硅膠產(chǎn)生，但該工藝存在對設備要求較高、氧化劑加入量大、成本高等缺點，不易工業(yè)化?！兜V冶》2013年第2期名為“高硅鈷白合金加壓浸出工藝研究”的論文報道了采用高壓通氧氣硫酸浸出工藝處理鈷白合金能有效從合金中鈷和銅，并將大部分的鐵留在渣，但該工藝對設備和操作人員要求較高，成本也較高。 2、技術(shù)原理及性能指標；本技術(shù)針對高硅白合金難溶解的特性，提出的一段低酸（100-200 g/L硫酸溶液）浸出，避免了硅膠的形成，同時最大限度的浸出有價金屬鈷、銅、鐵；一段浸出渣經(jīng)磁選所得強磁性物料，選擇采用高酸（500-700g/L硫酸溶液）熟化后再添加氧化劑輔助浸出，使得白合金復雜的物相結(jié)構(gòu)得以破壞，從而得到的高鈷、銅浸出率。本技術(shù)按下述步驟進行：（1）第一段浸出：將高硅白合金粉末投入反應槽，采用硫酸進行常壓加熱攪拌浸出，將合金中的銅、鈷、鐵以硫酸鹽的形式進入浸出液得到料漿；（2）磁選分離工序：通過磁選機將步驟（1）中得到的料漿中強磁性、難溶的白合金分離出來得到強磁性的白合金渣，然后磁選后的料漿進行固液分離，得到弱磁性含銅、硅合金的浸出渣以及富含二價鐵的一段浸出液。（3）第二段氧化酸浸：將步驟（2）所得強磁性的白合金渣、弱磁性浸出渣分別加入不同反應槽，通過控制酸度、溫度、液固比、浸出時間、氧化劑的添加種類和添加量，使其中的鈷、銅浸出進入溶液；將強磁性的白合金渣浸出反應完成后，過濾，濾渣細磨后返回步驟（1），濾液送往氧化鈷礦凈化工序；弱磁性浸出渣浸出反應完成后的料漿過濾后，濾渣另行綜合利用，濾液送往氧化鈷礦凈化工序。 3、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進性；（1）浸出效率高，本發(fā)明的常壓酸浸-磁選-分步氧化酸浸出工藝實現(xiàn)高硅白合金中有價金屬浸出效果的最大化，常壓下即可使高硅白合金中鈷、銅的浸出率達99%以上，克服了傳統(tǒng)常壓浸出工藝鈷銅浸出效果差的缺點，同時也克服了混酸浸出、氧壓浸出等對設備要求高等方面的不足。（2）成本低廉，本發(fā)明的方法實現(xiàn)了對白合金中高含量的鐵綜合利用。本發(fā)明通過分段浸出工藝，首先通過一段浸出合金中的鐵浸出為二價鐵，用作常規(guī)氧化鈷礦的處理還原劑，不但節(jié)約了常規(guī)氧化鈷礦的處理過程中還原劑的消耗，而且還減少了常規(guī)銅鈷合金除鐵工序氧化劑的消耗。再通過二段氧化浸出，浸出合金渣和浸出渣中少量的鐵，相對于只采用一段浸出的工藝流程，氧化劑的用量大大降低。（3）原料適用范圍廣，經(jīng)實驗研究，本工藝適用于現(xiàn)有市場上各類白合金的浸出，對白合金中鈷、銅、鐵、硅等含量變化適應性強。 4、技術(shù)的成熟程度，適用范圍和安全性；（1）本技術(shù)已完成產(chǎn)業(yè)化并正常運行3年，建成了年處理1000噸高硅白合金的生產(chǎn)線，用于生產(chǎn)硫酸鈷產(chǎn)品，每年可以生產(chǎn)500噸七水硫酸鈷，銷售額達到2500萬元/年；（2）經(jīng)實驗驗證，本技術(shù)適用于現(xiàn)有市場上各類白合金的浸出，對白合金中鈷、銅、鐵、硅等含量變化適應性強。 5、應用情況及存在的問題；本技術(shù)已在第一完成單位進行了產(chǎn)業(yè)化實施，建成了年處理1000噸高硅白合金的生產(chǎn)線，正常運行3年。 6、歷年獲獎情況；本技術(shù)成果共申請專利1件，并授權(quán)。