一种钴湿法冶金中萃取阶段综合处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于稀有金属湿法冶金领域，具体设及一种钻湿法冶金中萃取阶段综合处 理方法。
【背景技术】：
[0002] 湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有 机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。目前，在钻湿法冶金的萃取阶段，其一 般是用萃取溶剂P204和P507萃取，在P507和P204的萃取过程中，会不断的析出H+，使萃取酸 度增大，不利于生成比较稳定的萃合物。因此目前一般采用液碱用于P507和P204的皂化，但 是用液碱皂化，其成本比较高，提高了钻湿法冶金的成本。
【发明内容】
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[0003] 本发明的目的是提供一种用氨水代替液碱，并能实现氨水的纯化和循环再利用， 从而降低成本的钻湿法冶金中萃取阶段综合处理方法。
[0004] 本发明的钻湿法冶金中萃取阶段综合处理方法，其特征在于，包括W下步骤：
[0005] a、皂化和沉淀工序:在钻湿法冶金的萃取阶段，用萃取溶剂P204和P507萃取，用氨 水或回收的氨水作为皂化剂用于P204和P507的皂化，萃余液水相即为氨氮废水，往氨氮废 水中加入氨水将pH值调至7.0~9.5，按氨氮废水中钻儀金属的物质的量含量的1~3倍加入 化2S，揽拌反应，使钻儀金属离子沉淀为CoS和NiS，过滤进行固液分离，得到滤渣和滤液，滤 渣回收入库；
[0006] b、往a步骤的滤液中加入氨根离子物质的量的含量的1.1~1.3倍的生石灰，反应 体系中生成氨水和硫酸巧，通过风机不断往反应体系鼓风至吸收塔，用水喷淋回收得到回 收的氨水；
[0007] c、b步骤的加入生石灰反应后的体系中含有氨水和硫酸巧，固液分离，得到固体和 滤液，固体即为硫酸巧，经洗涂后得到硫酸巧固体，入库，滤液为氨水溶液；
[000引d、在步骤C的氨水溶液中，按化h物质的量的3~5倍加入碳酸氨氨，反应形成碳酸 巧沉淀，使溶液中游离化h转入沉淀中，反应完全后，固液分离，固体为碳酸巧，液体进一步 浓缩即为最终回收的氨水；
[0009] 所述的步骤b和步骤d的回收的氨水再进行汽提浓缩后作为步骤a的回收的氨水使 用于P204和P507的皂化中。
[0010] 所述的通过风机不断往反应体系鼓风至吸收塔，用水喷淋回收得到回收的氨水， 优选气体经喷淋净化后通过管路再被送回由风机抽气吹风，形成闭路气循环系统。
[0011] 本发明利用氨水或回收的氨水代替液碱用于皂化P204和P507,氨水比液碱便宜很 多，可W比液碱降低约40%的成本，但是用氨水代替液碱也会带来氨氮废水难W处理的难 题。普通的做法是碱性蒸氨法，包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法，其机理是高浓度氨氮在碱性 条件下转变为游离氨，被气体由液相吹到气相而分离的方法。蒸汽吹脱法氨氮去处效率高， 可W回收氨水加 W利用，空气吹脱法相对比较经济，操作方便，但是氨氮去除效率比前者 低，尤其是高浓度的氨氮废水不能够一次吹脱达到排放标准。为此本发明步骤中的氨氮废 水处理工艺，能简单有效的处理由于用氨水代替液碱造成的氨氮废水难W处理的难题，实 现了处理后的氨氮废水内部循环使用，大大的降低了成本。
[0012] 本发明相比于现有技术，具有W下优点：
[0013] 1、本发明利用氨水或回收氨水代替液碱用于P507和P204的皂化，相对于使用液 碱，每吨钻冶炼成本降低约5000元，并且皂化水经氨氮废水处理工艺后可W返回各个用水 工序使用。
[0014] 2、本发明利用生石灰处理含氨废水，30%的氨通过鼓风至吸收塔用纯水喷淋吸收 返回皂化使用，70%的氨残留在滤液通过除巧处理返回皂化使用。
[0015] 3、本发明再通过加入碳酸氨氨使氨水中的巧离子沉淀为碳酸巧，实现氨水的纯化 和循环再利用。
[0016] 因此，本发明利用氨水代替液碱，并实现氨水的纯化和再利用，大大的降低了成 本。
【具体实施方式】：
[0017] W下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
[001引实施例1:
[0019] 1、皂化:在钻湿法冶金的萃取阶段，用萃取溶剂P204和P507进行萃取，在萃取过程 中用氨水或回收的氨水代替液碱用于P204和P507的皂化，锭根离子在皂化后进入有机相 后，在钻萃取段被钻儀等金属离子置换到萃余液水相中，产生含氨氮和少量金属离子的氨 氮废水。
[0020] 2、沉淀工序：步骤1的氨氮废水中主要含有畑4+约25g/L、Co2+约0.1g/L、Ni 2+约 0.05g/L、Mg2+约Ig/L，PH=4~5。首先通过加入氨水将氨氮废水的PH调至7.0，反应30min后， 按钻儀金属的物质的量的1倍加入化2S，揽拌反应约30min，使钻儀金属离子沉淀为CoS和 NiS,溶液中钻离子和儀离子的浓度降至0.002g/LW下。然后将反应溶液通过厢式压滤机进 行固液分离，得到的滤渣回收入库，滤液进入下一工序。
[0021] 3、生石灰处理工序:往步骤2的滤液中加入氨根离子物质的量的含量1.1倍的生石 灰，其反应方程式为化0+(NH4)2S化==化S化+N曲.出0，反应生成氨水和硫酸巧，通过风机不 断往体系鼓风至吸收塔，用纯水喷淋回收得到回收的氨水，吹脱设备是由一个风机、一个吸 收塔和反应槽所组成的系统，工作时，风机抽密闭反应槽内的气体至吸收塔底部，气体自下 而上经过吸收塔，在吸收塔中用纯水喷淋W吸收气体中的氨气，气体喷淋净化后从顶部返 回密闭反应槽，形成闭路气循环系统。纯水喷淋所得的氨水即为回收的氨水，再进行汽提浓 缩后可W返回步骤1的皂化使用。在运个过程中约30%的氨气被吹脱，其余的氨仍然溶解在 水溶液中。
[0022] 4、固液分离及氨气吸收工序：步骤3的加入生石灰反应后的反应体系含有大量 CaS化固体，通过带式过滤机过滤分离并且用水洗涂固体，得到纯度较高的硫酸巧，入库。滤 液为含量约为2 % (质量百分数)的氨水溶液，进入下一步工序。
[0023] 5、滤液除杂工序:在步骤4的滤液中，按含化h物质的量的3倍加入碳酸氨氨，反应 式Ca2++OH-+肥〇3-= = CaC〇3+出O，反应生成碳酸巧沉淀，使溶液中游离Ca2+转人沉淀中，最终 体系中的化h能够降至O.OOlg/LW下。反应30分钟后，通过压滤机进行固液分离，得到含有 质量分数2%的氨水溶液，再通过汽提浓缩后，最终得到20%质量分数的氨水，此氨水可W 返回步骤1的皂化循环使用，得到的固体滤渣即为碳酸巧固体，入库。
[0024] 本实施例相对使用液碱作为皂化剂，每吨钻冶炼成本降低约5000元，因此大大的 降低了钻的冶金成本。
[0025] 实施例2:
[00%] 1、皂化:在钻湿法冶金的萃取阶段，用萃取溶剂P204和P507进行萃取，在萃取过程 中用回收的氨水代替液碱用于P204和P507的皂化，锭根离子在皂化后进入有机相后，在钻 萃取段被钻儀等金属离子置换到萃余液水相中，产生含氨氮和少量金属离子的氨氮废水。 [0027] 2、沉淀工序：步骤1的氨氮废水中主要含有畑4+约25g/L、Co 2+约0.1g/L、Ni2+约 0.05g/L、Mg2+约Ig/L，PH=4~5。首先通过加入氨水将氨氮废水的PH调至8.2，反应30min后， 按钻儀金属的物质的量的2.2倍加入化2S，揽拌反应约30min，使钻儀金属离子沉淀为CoS和 NiS,溶液中钻离子和儀离子的浓度降至0.002g/LW下。然后将反应溶液通过厢式压滤机进 行固液分离，得到的滤渣回收入库，滤液进入下一工序。
[00%] 3、生石灰处理工序:往步骤2的滤液中加入氨根离子物质的量的含量1.2倍的生石 灰，其反应方程式为化0+(NH4)2S化==化S化+N曲.出0，反应生成氨水和硫酸巧，通过风机不 断往体系鼓风至吸收塔，用纯水喷淋回收得到回收的氨水，吹脱设备是由一个风机、一个吸 收塔和反应槽所组成的系统，工作时，风机抽密闭反应槽内的气体至吸收塔底部，气体自下 而上经过吸收塔，在吸收塔中用纯水喷淋W吸收气体中的氨气，气体喷淋净化后从顶部返 回密闭反应槽，形成闭路气循环系统。纯水喷淋所得的氨水即为回收的氨水，再进行汽提浓 缩后可W返回步骤1的皂化使用。在运个过程中约30%的氨气被吹脱，其余的氨仍然溶解在 水溶液中。
[0029] 4、固液分离及氨气吸收工序：步骤3的加入生石灰反应后的反应体系含有大量 CaS化固体，通过带式过滤机过滤分离并且用水洗涂固体，得到纯度较高的硫酸巧，入库。滤 液为含量约为2 % (质量百分数)的氨水溶液，进入下一步工序。
[0030] 5、滤液除杂工序:在步骤4的滤液中，按含化h物质的量的4倍加入碳酸氨氨，反应 式Ca 2++0H-+肥〇3-= = CaC〇3+出0，反应生成碳酸巧沉淀，使溶液中游离Ca2+转人沉淀中，最终 体系中的化h能够降至O.OOlg/LW下。反应30分钟后，通过压滤机进行固液分离，得到含有 质量分数2%的氨水溶液，再通过汽提浓缩后，最终得到20%质量分数的氨水，此氨水可W 返回步骤1的皂化循环使用，得到的固体滤渣即为碳酸巧固体，入库。
[0031] 实施例3:
[0032] 1、皂化:在钻湿法冶金的萃取阶段，用萃取溶剂P204和P507进行萃取，在萃取过程 中用回收的氨水代替液碱用于P204和P507的皂化，锭根离子在皂化后进入有机相后，在钻 萃取段被钻儀等金属离子置换到萃余液水相中，产生含氨氮和少量金属离子的氨氮废水。
[0033] 2、沉淀工序：步骤1的氨氮废水中主要含有畑4+约25g/L、Co2+约0.1g/L、Ni 2+约 0.05g/L、Mg2+约Ig/L，PH=4~5。首先通过加入氨水将氨氮废水的PH调至9.5，反应30min后， 按钻儀金属的物质的量的3倍加入化2S，揽拌反应约30min，使钻儀金属离子沉淀为CoS和 NiS,溶液中钻离子和儀离子的浓度降至0.002g/LW下。然后将反应溶液通过厢式压滤机进 行固液分离，得到的滤渣回收入库，滤液进入下一工序。
[0034] 3、生石灰处理工序:往步骤2的滤液中加入氨根离子物质的量的含量1.3倍的生石 灰，其反应方程式为化0+(NH4)2S化==化S化+N曲.出0，反应生成氨水和硫酸巧，通过风机不 断往体系鼓风至吸收塔，用纯水喷淋回收得到回收的氨水，吹脱设备是由一个风机、一个吸 收塔和反应槽所组成的系统，工作时，风机抽密闭反应槽内的气体至吸收塔底部，气体自下 而上经过吸收塔，在吸收塔中用纯水喷淋W吸收气体中的氨气，气体喷淋净化后从顶部返 回密闭反应槽，形成闭路气循环系统。纯水喷淋所得的氨水即为回收的氨水，再进行汽提浓 缩后可W返回步骤1的皂化使用。在运个过程中约30%的氨气被吹脱，其余的氨仍然溶解在 水溶液中。
[0035] 4、固液分离及氨气吸收工序：步骤3的加入生石灰反应后的反应体系含有大量 CaS化固体，通过带式过滤机过滤分离并且用水洗涂固体，得到纯度较高的硫酸巧，入库。滤 液为含量约为2 % (质量百分数)的氨水溶液，进入下一步工序。
[0036] 5、滤液除杂工序:在步骤4的滤液中，按含化h物质的量的5倍加入碳酸氨氨，反应 式Ca 2++0H-+肥〇3-= = CaC〇3+出0，反应生成碳酸巧沉淀，使溶液中游离Ca2+转人沉淀中，最终 体系中的化h能够降至O.OOlg/LW下。反应30分钟后，通过压滤机进行固液分离，得到含有 质量分数2%的氨水溶液，再通过汽提浓缩后，最终得到20%质量分数的氨水，此氨水可W 返回步骤1的皂化循环使用，得到的固体滤渣即为碳酸巧固体，入库。
[0037] 实施例1-3中回收的氨水经汽提浓缩后的氨水检测结果如表1所示：
[00；3引 表1
[0039]
【主权项】
1. 一种钴湿法冶金中萃取阶段综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤： a、 皂化和沉淀工序:在钴湿法冶金的萃取阶段，用萃取溶剂P204和P507萃取，用氨水或 回收的氨水作为皂化剂用于P204和P507的皂化，萃余液水相即为氨氮废水，往氨氮废水中 加入氨水将pH值调至7.0~9.5，按氨氮废水中钴镍金属的物质的量含量的1~3倍加入 Na2S，搅拌反应，使钴镍金属离子沉淀为CoS和MS，过滤进行固液分离，得到滤渣和滤液，滤 渣回收入库； b、 往a步骤的滤液中加入氨根离子物质的量的含量的1.1~1.3倍的生石灰，反应体系 中生成氨水和硫酸钙，通过风机不断往反应体系鼓风至吸收塔，用水喷淋回收得到回收的 氨水； c、 b步骤的加入生石灰反应后的体系中含有氨水和硫酸钙，固液分离，得到固体和滤 液，固体即为硫酸钙，经洗涤后得到硫酸钙固体，入库，滤液为氨水溶液； d、 在步骤c的氨水溶液中，按Ca2+物质的量的3~5倍加入碳酸氢氨，反应形成碳酸钙沉 淀，使溶液中游离Ca 2+转入沉淀中，反应完全后，固液分离，固体为碳酸钙，液体进一步浓缩 即为最终回收的氨水； 所述的步骤b和步骤d的回收的氨水再进行汽提浓缩后作为步骤a的回收的氨水使用于 P204和P507的皂化中。2. 根据权利要求1所述的钴湿法冶金中萃取阶段综合处理方法，其特征在于，所述的通 过风机不断往反应体系鼓风至吸收塔，用水喷淋回收得到回收的氨水，其气体经喷淋净化 后通过管路再被送回由风机抽气吹风，形成闭路气循环系统。
【专利摘要】本发明公开了一种钴湿法冶金中萃取阶段综合处理方法。本发明利用氨水或回收的氨水代替液碱用于皂化P204和P507，氨水比液碱便宜很多，可以比液碱降低约40％的成本，但是用氨水代替液碱也会带来氨氮废水难以处理的难题。为此本发明步骤中的氨氮废水处理工艺，能简单有效的处理由于用氨水代替液碱造成的氨氮废水难以处理的难题，实现了处理后的氨氮废水内部循环使用，大大的降低了成本。
【IPC分类】C22B3/46, C22B23/00, C22B3/44
【公开号】CN105714129
【申请号】CN201610170018
【发明人】郑良明, 曹刚
【申请人】阳江市联邦金属化工有限公司