阅读说明：本技术 处理沉钴溶液的方法 (Method for treating cobalt precipitation solution ) 是由 李俊 殷书岩 王魁珽 傅建国 陆业大 戴江洪 孙宁磊 刘国 彭建华 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种处理沉钴溶液的方法,包括：(1)将沉钴溶液与石灰乳混合沉淀,以便得到液固混合物；(2)将所述液固混合物进行浓密处理,以便得到含氢氧化钴沉淀的溢流和含硫酸钙的底流；(3)将所述含氢氧化钴沉淀的溢流进行过滤,以便得到氢氧化钴和滤液。该方法采用石灰乳作为沉淀剂,简化了现有沉钴工序,且相比于现有沉钴技术,吨钴生产成本节省不少于2000元,同时能使钴的直收率达到96％,效果显著,且可大流量处理,适于工业生产应用。(The invention discloses a method for treating cobalt precipitation solution, which comprises the following steps: (1) mixing the cobalt precipitation solution with lime cream for precipitation so as to obtain a liquid-solid mixture; (2) carrying out thickening treatment on the liquid-solid mixture so as to obtain overflow containing cobalt hydroxide precipitate and underflow containing calcium sulfate; (3) and filtering the overflow containing the cobalt hydroxide precipitate so as to obtain cobalt hydroxide and filtrate. The method adopts lime milk as a precipitator, simplifies the existing cobalt precipitation process, saves the production cost of cobalt per ton by not less than 2000 yuan compared with the existing cobalt precipitation technology, simultaneously enables the direct yield of cobalt to reach 96%, has obvious effect, can treat the cobalt in large flow, and is suitable for industrial production and application.)

处理沉钴溶液的方法

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体而言，本发明涉及处理沉钴溶液的方法。

背景技术

印尼、菲律宾一带的低品位钴矿，主流处理工艺为湿法浸出后制备氢氧化钴，在制备氢氧化钴的过程中，采用的沉淀剂主要为氧化镁、氢氧化钠，这类沉淀剂成本高，且钠、镁长期运行会累积，对体系造成影响，进而导致需进一步用石灰沉镁或蒸发排钠，工艺流程长、成本高。具体的，如用氢氧化钠作为沉淀剂来与硫酸钴溶液反应制备氢氧化钴产品，并添加絮凝剂改善氢氧化钴的沉降性能，经过浓缩过滤得到氢氧化钴产品。该工艺中用氢氧化钠作为沉淀剂沉钴会导致系统含钠高，长期运行会对体系造成影响，因此需要进行蒸发排钠，且氢氧化钠沉淀剂价格高昂，同时后续浓缩需要添加絮凝剂，导致运行成本高。其他分离方法，比如旋流分离，受限于分离原理及设备结构，无法大流量进行处理，应用有限。

因此，现有处理沉钴溶液的技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理沉钴溶液的方法。该方法采用石灰乳作为沉淀剂，简化了现有沉钴工序，且相比于现有沉钴技术，吨钴生产成本节省不少于2000元，同时能使钴的直收率达到96％，效果显著，且可大流量处理，适于工业生产应用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理沉钴溶液的方法，所述沉钴溶液含有硫酸钴，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将沉钴溶液与石灰乳混合沉淀，以便得到液固混合物；

(2)将所述液固混合物进行浓密处理，以便得到含氢氧化钴沉淀的溢流和含硫酸钙的底流；

(3)将所述含氢氧化钴沉淀的溢流进行过滤，以便得到氢氧化钴和滤液。

根据本发明实施例的处理沉钴溶液的方法，通过将沉钴溶液与石灰乳混合，沉钴溶液中的硫酸钴可与石灰乳中的氢氧化钙反应生成硫酸钙和氢氧化钴，硫酸钙和氢氧化钴均为固体沉淀物，且采用石灰乳作为沉淀剂，价格低，对后续工序的运行不会产生影响；通过将含有硫酸钙沉淀和氢氧化钴沉淀的液固混合物进行浓密处理，因硫酸钙沉淀和氢氧化钴沉淀颗粒都非常小，但硫酸钙是以晶体形式存在，而氢氧化钴为絮凝状，两者的沉降速度不一样，硫酸钙沉降速度比氢氧化钴大，经浓密处理后，可将氢氧化钴沉淀和硫酸钙沉淀分离开，即通过采用浓密处理无需另外添加絮凝剂即可将氢氧化钴与硫酸钙分离开，进一步降低了生产氢氧化钴的成本。由此，该方法采用石灰乳作为沉淀剂，简化了现有沉钴工序，且相比于现有沉钴技术，吨钴生产成本节省不少于2000元，同时能使钴的直收率达到96％，效果显著，且可大流量处理，适于工业生产应用。

另外，根据本发明上述实施例的处理沉钴溶液的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述沉钴溶液为硫酸浸出含钴物料所得。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述沉钴溶液中钴的含量为1-20g/L，所述石灰乳中氧化钙的含量为10-40g/L。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述沉钴溶液中的钴与所述石灰乳中的氧化钙的摩尔比为0.8-1.2：1。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述浓密处理包括多级浓密处理。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述浓密处理包括两级浓密处理：(2-1)将所述液固混合物进行一级浓密处理，以便得到第一底流和第一含氢氧化钴沉淀的溢流；(2-2)将所述第一底流进行二级浓密处理，以便得到所述含硫酸钙的底流和第二含氢氧化钴沉淀的溢流；所述含氢氧化钴沉淀的溢流包括所述第一含氢氧化钴沉淀的溢流和所述第二含氢氧化钴沉淀的溢流。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述氢氧化钴中钴含量不小于35wt％，钙含量不大于6wt％。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述滤液中钴含量不大于5ppm。

在本发明的一些实施例中，将步骤(3)所得的滤液的至少一部分返回至步骤(1)。

在本发明的一些实施例中，上述处理沉钴溶液的方法进一步包括：(4)将所述含硫酸钙的底流进行酸洗，过滤后得到酸洗后液和硫酸钙。

在本发明的一些实施例中，上述处理沉钴溶液的方法进一步包括：将所述硫酸钙的至少一部分返回至步骤(1)。

上述处理沉钴溶液的方法，在步骤(4)中，所述硫酸钙中钙含量不小于25wt％，钴含量不大于0.05wt％。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理沉钴溶液的方法流程示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的处理沉钴溶液的方法流程示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的处理沉钴溶液的方法流程示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的处理沉钴溶液的方法流程示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的处理沉钴溶液的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理沉钴溶液的方法，沉钴溶液含有硫酸钴，根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：

S100：将沉钴溶液与石灰乳混合沉淀

该步骤中将沉钴溶液与石灰乳混合沉淀，以便得到液固混合物。发明人发现，通过将沉钴溶液与石灰乳混合，沉钴溶液中的硫酸钴可与石灰乳中的氢氧化钙反应生成硫酸钙和氢氧化钴，硫酸钙和氢氧化钴均为固体沉淀物，且采用石灰乳作为沉淀剂，价格低，对后续工序的运行不会产生影响。相比于现有后续需要进一步用石灰沉镁或蒸发排钠的工艺，简化了工艺，同时显著降低了运行成本。

根据本发明的一个实施例，沉钴溶液的来源并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为硫酸浸出含钴物料所得，如硫酸浸出含钴矿物所得。进一步的，沉钴溶液中钴的含量和石灰乳中氧化钙的含量也不受特别限制，例如沉钴溶液中钴的含量可以为1-20g/L，如可以为1g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L，石灰乳中氧化钙的含量可以为10-40g/L，如可以为10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L、35g/L、40g/L。发明人发现，如果沉钴溶液中钴的含量过低会导致处理量变小，设备投资变大，使得工艺不经济，如果沉钴溶液中钴的含量过高会造成产物分离困难，氢氧化钴产品中含钙变大，不便于后续处理。

根据本发明的再一个实施例，沉钴溶液与石灰乳的质量比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以根据沉钴溶液中的钴与石灰乳中的氢氧化钙的含量而定，具体的，沉钴溶液中的钴与石灰乳中的氧化钙的摩尔比可以为0.8-1.2：1。发明人发现，如果沉钴溶液过多，则石灰乳无法将沉钴溶液中的钴都沉淀下来，使得含硫酸钙的底流中钴含量较高，同时也会降低工艺的经济性；而如果石灰乳过多，则会使得产品中夹带大量未反应完的氧化钙。

S200：将液固混合物进行浓密处理

该步骤中，将液固混合物进行浓密处理，以便得到含氢氧化钴沉淀的溢流和含硫酸钙的底流。发明人发现，通过将含有硫酸钙沉淀和氢氧化钴沉淀的液固混合物进行浓密处理，因硫酸钙沉淀和氢氧化钴沉淀颗粒都非常小，但硫酸钙是以晶体形式存在，而氢氧化钴为絮凝状，两者的沉降速度不一样，硫酸钙沉降速度比氢氧化钴大，经浓密处理后，可将氢氧化钴沉淀和硫酸钙沉淀分离开，即通过采用浓密处理无需另外添加絮凝剂即可将氢氧化钴与硫酸钙分离开，进一步降低了生产氢氧化钴的成本。具体的，浓密处理可以采用浓密机进行。且在浓密机浓密处理液固混合物的过程中，可以通过调整浓密机底流和溢流的流量来调整浓密机中的水流上升速度，进而达到分离氢氧化钴和硫酸钙的目的。需要说明的是，如果后续需要对钴产品进行再处理，也可以在石灰乳沉钴后不进行分离直接用硫酸进行浸出，然后过滤，得到高浓度硫酸钴溶液和石膏渣，高浓度硫酸钴溶液再进行下一步处理，石膏渣堆存，不过此法耗酸量大，而且设备投资大，这里不做深入讨论。

进一步的，浓密处理的具体级数并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以根据含硫酸钙的底流酸洗耗酸量及钴的直收率的要求进行调整，且随着浓密分离级数增加，后续含硫酸钙的底流酸洗耗酸量会降低，同时钴的直收率会增大。根据本发明的一个实施例，可以包括多级浓密处理。具体的，根据本发明的一个具体实施例，参考图2，可以包括两级浓密处理：

S210：将液固混合物进行一级浓密处理

该步骤中，将液固混合物进行一级浓密处理，以便得到第一底流和第一含氢氧化钴沉淀的溢流。其中，第一底流主要为硫酸钙，也夹带着少量氢氧化钴。由此，可初步将液固混合物中的氢氧化钴与硫酸钙分离开。

S220：将第一底流进行二级浓密处理

该步骤中，将第一底流进行二级浓密处理，以便得到含硫酸钙的底流和第二含氢氧化钴沉淀的溢流，含氢氧化钴沉淀的溢流包括第一含氢氧化钴沉淀的溢流和第二含氢氧化钴沉淀的溢流。由此，可进一步实现氢氧化钴与硫酸钙的分离，提高钴的直收率。

S300：将含氢氧化钴沉淀的溢流进行过滤

该步骤中，将含氢氧化钴沉淀的溢流进行过滤，以便得到氢氧化钴和滤液。由此，实现了钴的收取。进一步的，参考图3，可将所得的滤液的至少一部分返回至步骤S100回用。发明人经过大量研究发现，通过采用本申请的上述处理方法，可使得所得的氢氧化钴中钴含量不小于35wt％，钙含量不大于6wt％，滤液中钴含量不大于5ppm。即采用本申请的方法处理沉钴溶液钴的直收率高，效果显著。

根据本发明实施例的处理沉钴溶液的方法，通过将沉钴溶液与石灰乳混合，沉钴溶液中的硫酸钴可与石灰乳中的氢氧化钙反应生成硫酸钙和氢氧化钴，硫酸钙和氢氧化钴均为固体沉淀物，且采用石灰乳作为沉淀剂，价格低，对后续工序的运行不会产生影响；通过将含有硫酸钙沉淀和氢氧化钴沉淀的液固混合物进行浓密处理，因硫酸钙沉淀和氢氧化钴沉淀颗粒都非常小，但硫酸钙是以晶体形式存在，而氢氧化钴为絮凝状，两者的沉降速度不一样，硫酸钙沉降速度比氢氧化钴大，经浓密处理后，可将氢氧化钴沉淀和硫酸钙沉淀分离开，即通过采用浓密处理无需另外添加絮凝剂即可将氢氧化钴与硫酸钙分离开，进一步降低了生产氢氧化钴的成本。由此，该方法采用石灰乳作为沉淀剂，简化了现有沉钴工序，且相比于现有沉钴技术，吨钴生产成本节省不少于2000元，同时能使钴的直收率达到96％，效果显著，且可大流量处理，适于工业生产应用。

根据本发明的实施例，参考图4，上述处理沉钴溶液的方法进一步包括：

S400：将含硫酸钙的底流进行酸洗

该步骤中，将含硫酸钙的底流进行酸洗，过滤后得到酸洗后液和硫酸钙。发明人发现，通过将含硫酸钙的底流进行酸洗，可将硫酸钙表面的杂质洗掉。进一步的，参考图5，可将所得的硫酸钙的至少一部分返回至S100作为晶种使用，由此有利于促进S100中硫酸钴与氢氧化钙的反应，提高沉淀速率。且发明人经过大量研究发现，经酸洗后所得的硫酸钙中钙含量不小于25wt％，钴含量不大于0.05wt％。即采用该方法处理沉钴溶液钴的收率显著。进一步的，酸洗所用的酸的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为硫酸，由此即便将所得的硫酸钙返回步骤S100作为晶种使用也不会带入杂质，有利于反应的顺行。

需要说明的是，本申请中步骤(1)、(2)、(3)和(4)以及S100、S200、S300和S400之间并不表示时间上的绝对前后关系。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

将硫酸浸出含钴矿物所得的、钴含量为10g/L的沉钴溶液与氧化钙含量为40g/L的石灰乳混合沉淀，其中沉钴溶液中的钴与石灰乳中的氧化钙的摩尔比为1：1，以便得到液固混合物；将液固混合物进行一级浓密处理，以便得到第一底流和第一含氢氧化钴沉淀的溢流，将第一底流进行二级浓密处理，以便得到含硫酸钙的底流和第二含氢氧化钴沉淀的溢流；将第一含氢氧化钴沉淀的溢流和第二含氢氧化钴沉淀的溢流进行过滤，以便得到钴含量为35.8wt％、钙含量为5.4wt％的氢氧化钴和钴含量为5ppm的滤液。将含硫酸钙的底流进行酸洗，过滤后得到酸洗后液和钙含量为26.2wt％、钴含量为0.044wt％的硫酸钙。相比于现有氢氧化钠沉钴技术，吨钴生产成本节省不少于2000元，同时钴的直收率为96.00％，效果显著。

实施例2

将硫酸浸出含钴矿物所得的、钴含量为20g/l的沉钴溶液与氧化钙含量为10g/L的石灰乳混合沉淀，其中沉钴溶液中的钴与石灰乳中的氧化钙的摩尔比为0.8：1，以便得到液固混合物；将液固混合物进行一级浓密处理，以便得到第一底流和第一含氢氧化钴沉淀的溢流，将第一底流进行二级浓密处理，以便得到含硫酸钙的底流和第二含氢氧化钴沉淀的溢流；将第一含氢氧化钴沉淀的溢流和第二含氢氧化钴沉淀的溢流进行过滤，以便得到钴含量为35.5wt％、钙含量为5wt％的氢氧化钴和钴含量为5ppm的滤液。将含硫酸钙的底流进行酸洗，过滤后得到酸洗后液和钙含量为25.8wt％、钴含量为0.048wt％的硫酸钙。相比于现有氢氧化钠沉钴技术，吨钴生产成本节省2000元，同时钴的直收率为95.87％，效果显著。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。