本发明涉及高硅白合金技术领域，具体为一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法。
背景技术：
高硅白合金是以低品位水钴矿（钴3%-8%，铜2%-10%）采用鼓风炉或电炉采用过还原技术还原熔炼得到的冶炼中间品，合金中硅含量相对较高，一般在5%-15%，合金成分复杂，其中含有Cu、Co、Fe、Mn、Si等多元合金，需破碎造粒方可进入浸出工序，其耐腐蚀、难溶解的物性给生产带来困难，而钴精矿合金化采用的工艺不同也会给产出合金的成分及结构带来较大的影响。高硅白合金处理的主要问题是工艺流程长、成本高、铜钴回收率低、铁利用率低等。
目前，高硅白合金的处理工艺主要有：焙烧脱硅-硫酸浸出法、电化学溶解法、硫酸与盐酸混酸氧化浸出和高压通氧气浸出等。CN102220482B名为“复杂高硅铜钴合金碱预处理-常压酸浸工艺”专利中公布了一种高硅铜钴合金采用焙烧脱硅-硫酸浸出法处理，铜钴合金中的铜钴能得到高效地浸出，该工艺通过加碱焙烧将硅以二氧化硅的形式固化于合金中，解决了后续浸出液因硅高导致的难过滤、难浸出问题，并且钴铜回收率较高，但该工艺存在能耗大、流程长等缺点。《有色金属工程》2013年第6期名为“高硅白合金电化学溶解”的论文报告了采用电化学溶解法处理高硅铜钴合金，需要先高温熔铸成锭，并进一步加工成阳极板，在白合金电解过程需要添加氯化铵来抑制二氧化硅的生成，但随着电解的持续进行，电解液中的硅酸和铁离子的累积会抑制钴铜的溶出，该工艺还存在流程长、能耗高、成本大等缺点。《有色金属科学与工程》2015年第1期名为“钴白合金的常压浸出工艺研究”的论文报道了采用硫酸与盐酸混酸体系，并添加氧化剂的作用，高硅钴白合金中的钴、铜能到较高的浸出率，且无硅胶产生，但该工艺存在对设备要求较高、氧化剂加入量大、成本高等缺点，不易工业化。《矿冶》2013年第2期名为“高硅钴白合金加压浸出工艺研究”的论文报道了采用高压通氧气硫酸浸出工艺处理钴白合金能有效从合金中钴和铜，并将大部分的铁留在渣，但该工艺对设备和操作人员要求较高，成本也较高。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法，具有浸出率高、成本低廉和节能环保的特点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法，包括以下步骤：
（1）第一段浸出：将高硅白合金粉末投入反应槽，采用硫酸进行常压加热搅拌浸出，将合金中的铜、钴、铁以硫酸盐的形式进入浸出液得到料浆；
（2）磁选分离工序：通过磁选机将步骤（1）中得到的料浆中强磁性、难溶的白合金分离出来得到强磁性的白合金渣，然后磁选后的料浆进行固液分离，得到弱磁性含铜、硅合金的浸出渣以及富含二价铁的一段浸出液。
（3）第二段氧化酸浸：将步骤（2）所得强磁性的白合金渣、弱磁性浸出渣分别加入不同反应槽，通过控制酸度、温度、液固比、浸出时间、氧化剂的添加种类和添加量，使其中的钴、铜浸出进入溶液；将强磁性的白合金渣浸出反应完成后，过滤，滤渣细磨后返回步骤（1），滤液送往氧化钴矿净化工序；弱磁性浸出渣浸出反应完成后的料浆过滤后，滤渣另行综合利用，滤液送往氧化钴矿净化工序。
进一步地，步骤（1）所涉及的高硅白合金粉末为钴冶炼中间品，其中各元素含量为：钴12.0-28.0%、铜8.0-15.0%、铁36.0-50.0%、硅8.0-16.0%，合金粉体平均粒径在为75-150μm。
进一步地，步骤（1）中，第一段浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，温度为65℃-98℃；浸出过程控制液固比为6:1-12:1；初始硫酸浓度为120-200g/L；浸出时间为1.0-2.0h；搅拌速度为200-600r/min。
进一步地，步骤（2）中，磁选分离过程中磁感应强度控制在1.5-1.8T。
进一步地，步骤（2）中，所得到的一段浸出液送往氧化钴矿浸出工序。
进一步地，步骤（3）中，强磁性合金渣氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，需将置于500-700g/L硫酸溶液中进行熟化0.25-0.5h，然后按照液固比6:1-12:1加纯水，并添加氧化剂进行氧化浸出。
进一步地，步骤（3）中，强磁性合金渣氧化浸出时间为5.0-7.0h，温度为75℃-95℃，搅拌速度为200-400r/min，浸出完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣细磨至-200目大于90%后返回步骤（1）。
进一步地，步骤（3）中，弱磁性浸出渣的氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程控制温度为75℃-95℃，液固比为6:1-10:1；初始硫酸浓度为150-220g/L；浸出时间为3.0-5.0h；搅拌速度为200-400r/min。
进一步地，步骤（3）中，所述氧化剂选自次氯酸钠、双氧水、氯酸钠、硝酸钠、氯化铁中一种或几种；氧化剂添加量为合金料浸出渣料质量的10%-35%。
进一步地，步骤（3）中，弱磁性浸出渣浸出反应完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣另行综合利用包括用来制备白炭黑和/或硅凝胶。
本发明一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法，具有如下的有益效果：
第一、浸出效率高，本发明的常压酸浸-磁选-分步氧化酸浸出工艺实现高硅白合金中有价金属浸出效果的最大化，常压下即可使高硅白合金中钴、铜的浸出率达99%以上，克服了传统常压浸出工艺钴铜浸出效果差的缺点，同时也克服了混酸浸出、氧压浸出等对设备要求高等方面的不足。
第二、成本低廉，本发明的方法实现了对白合金中高含量的铁综合利用。本发明通过分段浸出工艺，首先通过一段浸出合金中的铁浸出为二价铁，用作常规氧化钴矿的处理还原剂，不但节约了常规氧化钴矿的处理过程中还原剂的消耗，而且还减少了常规铜钴合金除铁工序氧化剂的消耗。再通过二段氧化浸出，浸出合金渣和浸出渣中少量的铁，相对于只采用一段浸出的工艺流程，氧化剂的用量大大降低。
第三、原料适用范围广，经实验研究，本工艺适用于现有市场上各类白合金的浸出，对白合金中钴、铜、铁、硅等含量变化适应性强。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。
实施例1
本发明公开了一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法，包括以下步骤：
（1）第一段浸出：将高硅白合金粉末投入反应槽，采用硫酸进行常压加热搅拌浸出，将合金中的铜、钴、铁以硫酸盐的形式进入浸出液得到料浆；
（2）磁选分离工序：通过磁选机将步骤（1）中得到的料浆中强磁性、难溶的白合金分离出来得到强磁性的白合金渣，然后磁选后的料浆进行固液分离，得到弱磁性含铜、硅合金的浸出渣以及富含二价铁的一段浸出液。
（3）第二段氧化酸浸：将步骤（2）所得强磁性的白合金渣、弱磁性浸出渣分别加入不同反应槽，通过控制酸度、温度、液固比、浸出时间、氧化剂的添加种类和添加量，使其中的钴、铜浸出进入溶液；将强磁性的白合金渣浸出反应完成后，过滤，滤渣细磨后返回步骤（1），滤液送往氧化钴矿净化工序；弱磁性浸出渣浸出反应完成后的料浆过滤后，滤渣另行综合利用，滤液送往氧化钴矿净化工序。
在本实施例中的步骤（1）中，步骤（1）所涉及的高硅白合金粉末为钴冶炼中间品，其中各元素含量为：钴12.0-28.0%、铜8.0-15.0%、铁36.0-50.0%、硅8.0-16.0%，合金粉体平均粒径在为75-150μm。第一段浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程控制温度为98℃，液固比为9:1；初始硫酸浓度为120g/L；浸出时间为2.0h；搅拌速度为400r/min。
在本实施例中的步骤（2）中，步骤（2）中，磁选分离过程中磁感应强度控制在1.5T。所得到的一段浸出液送往氧化钴矿浸出工序。
在本实施例中的步骤（3）中，步骤（3）中，强磁性合金渣氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，需将置于700g/L硫酸溶液中进行熟化0.5h，然后按照液固比9:1加纯水，并添加氧化剂进行氧化浸出。强磁性合金渣氧化浸出时间为5.0h，温度为95℃，搅拌速度为300r/min，浸出完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣细磨至-200目大于90%后返回步骤（1）。弱磁性浸出渣的氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程控制温度为75℃，液固比为10:1；初始硫酸浓度为185g/L；浸出时间为3.0h；搅拌速度为400r/min。所述氧化剂为次氯酸钠；氧化剂添加量为合金料浸出渣料质量的35%。弱磁性浸出渣浸出反应完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣另行综合利用包括用来制备白炭黑和硅凝胶。
实施例2
本发明公开了一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法，包括以下步骤：
（1）第一段浸出：将高硅白合金粉末投入反应槽，采用硫酸进行常压加热搅拌浸出，将合金中的铜、钴、铁以硫酸盐的形式进入浸出液得到料浆；
（2）磁选分离工序：通过磁选机将步骤（1）中得到的料浆中强磁性、难溶的白合金分离出来得到强磁性的白合金渣，然后磁选后的料浆进行固液分离，得到弱磁性含铜、硅合金的浸出渣以及富含二价铁的一段浸出液。
（3）第二段氧化酸浸：将步骤（2）所得强磁性的白合金渣、弱磁性浸出渣分别加入不同反应槽，通过控制酸度、温度、液固比、浸出时间、氧化剂的添加种类和添加量，使其中的钴、铜浸出进入溶液；将强磁性的白合金渣浸出反应完成后，过滤，滤渣细磨后返回步骤（1），滤液送往氧化钴矿净化工序；弱磁性浸出渣浸出反应完成后的料浆过滤后，滤渣另行综合利用，滤液送往氧化钴矿净化工序。
在本实施例中的步骤（1）中，步骤（1）所涉及的高硅白合金粉末为钴冶炼中间品，其中各元素含量为：钴12.0-28.0%、铜8.0-15.0%、铁36.0-50.0%、硅8.0-16.0%，合金粉体平均粒径在为75-150μm。第一段浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程控制温度为83℃，液固比为6:1；初始硫酸浓度为200g/L；浸出时间为1.5h；搅拌速度为200r/min。
在本实施例中的步骤（2）中，步骤（2）中，磁选分离过程中磁感应强度控制在1.8T。所得到的一段浸出液送往氧化钴矿浸出工序。
在本实施例中的步骤（3）中，步骤（3）中，强磁性合金渣氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，需将置于600g/L硫酸溶液中进行熟化0.375h，然后按照液固比6:1加纯水，并添加氧化剂进行氧化浸出。强磁性合金渣氧化浸出时间为7.0h，温度为85℃，搅拌速度为200r/min，浸出完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣细磨至-200目大于90%后返回步骤（1）。弱磁性浸出渣的氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程控制温度为95℃，液固比为8:1；初始硫酸浓度为150g/L；浸出时间为5.0h；搅拌速度为300r/min。所述氧化剂为双氧水；氧化剂添加量为合金料浸出渣料质量的23%。弱磁性浸出渣浸出反应完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣另行综合利用包括用来制备白炭黑和/或硅凝胶。
实施例3
本发明公开了一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法，包括以下步骤：
（1）第一段浸出：将高硅白合金粉末投入反应槽，采用硫酸进行常压加热搅拌浸出，将合金中的铜、钴、铁以硫酸盐的形式进入浸出液得到料浆；
（2）磁选分离工序：通过磁选机将步骤（1）中得到的料浆中强磁性、难溶的白合金分离出来得到强磁性的白合金渣，然后磁选后的料浆进行固液分离，得到弱磁性含铜、硅合金的浸出渣以及富含二价铁的一段浸出液。
（3）第二段氧化酸浸：将步骤（2）所得强磁性的白合金渣、弱磁性浸出渣分别加入不同反应槽，通过控制酸度、温度、液固比、浸出时间、氧化剂的添加种类和添加量，使其中的钴、铜浸出进入溶液；将强磁性的白合金渣浸出反应完成后，过滤，滤渣细磨后返回步骤（1），滤液送往氧化钴矿净化工序；弱磁性浸出渣浸出反应完成后的料浆过滤后，滤渣另行综合利用，滤液送往氧化钴矿净化工序。
在本实施例中的步骤（1）中，步骤（1）所涉及的高硅白合金粉末为钴冶炼中间品，其中各元素含量为：钴12.0-28.0%、铜8.0-15.0%、铁36.0-50.0%、硅8.0-16.0%，合金粉体平均粒径在为75-150μm。第一段浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程温度为65℃，控制液固比为12:1；初始硫酸浓度为160g/L；浸出时间为1.0h；搅拌速度为600r/min。
在本实施例中的步骤（2）中，步骤（2）中，磁选分离过程中磁感应强度控制在1.65T。所得到的一段浸出液送往氧化钴矿浸出工序。
在本实施例中的步骤（3）中，步骤（3）中，强磁性合金渣氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，需将置于500g/L硫酸溶液中进行熟化0.25h，然后按照液固比12:1加纯水，并添加氧化剂进行氧化浸出。强磁性合金渣氧化浸出时间为6.0h，温度为75℃，搅拌速度为400r/min，浸出完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣细磨至-200目大于90%后返回步骤（1）。弱磁性浸出渣的氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出程控制温度为85℃，液固比为6:1；初始硫酸浓度为220g/L；浸出时间为4.0h；搅拌速度为200r/min。所述氧化剂为氯酸钠；氧化剂添加量为合金料浸出渣料质量的10%。弱磁性浸出渣浸出反应完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣另行综合利用包括用来制备白炭黑。
实施例4
本发明公开了一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法，包括以下步骤：
（1）第一段浸出：将高硅白合金粉末投入反应槽，采用硫酸进行常压加热搅拌浸出，将合金中的铜、钴、铁以硫酸盐的形式进入浸出液得到料浆；
（2）磁选分离工序：通过磁选机将步骤（1）中得到的料浆中强磁性、难溶的白合金分离出来得到强磁性的白合金渣，然后磁选后的料浆进行固液分离，得到弱磁性含铜、硅合金的浸出渣以及富含二价铁的一段浸出液。
（3）第二段氧化酸浸：将步骤（2）所得强磁性的白合金渣、弱磁性浸出渣分别加入不同反应槽，通过控制酸度、温度、液固比、浸出时间、氧化剂的添加种类和添加量，使其中的钴、铜浸出进入溶液；将强磁性的白合金渣浸出反应完成后，过滤，滤渣细磨后返回步骤（1），滤液送往氧化钴矿净化工序；弱磁性浸出渣浸出反应完成后的料浆过滤后，滤渣另行综合利用，滤液送往氧化钴矿净化工序。
在本实施例中的步骤（1）中，步骤（1）所涉及的高硅白合金粉末为钴冶炼中间品，其中各元素含量为：钴12.0-28.0%、铜8.0-15.0%、铁36.0-50.0%、硅8.0-16.0%，合金粉体平均粒径在为75-150μm。第一段浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程温度为90℃，控制液固比为7:1；初始硫酸浓度为180g/L；浸出时间为1.3h；搅拌速度为500r/min。
在本实施例中的步骤（2）中，步骤（2）中，磁选分离过程中磁感应强度控制在1.6T。所得到的一段浸出液送往氧化钴矿浸出工序。
在本实施例中的步骤（3）中，步骤（3）中，强磁性合金渣氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，需将置于550g/L硫酸溶液中进行熟化0.4h，然后按照液固比8:1加纯水，并添加氧化剂进行氧化浸出。强磁性合金渣氧化浸出时间为6.5h，温度为90℃，搅拌速度为250r/min，浸出完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣细磨至-200目大于90%后返回步骤（1）。弱磁性浸出渣的氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程控制温度为90℃，液固比为9:1；初始硫酸浓度为200g/L；浸出时间为3.5h；搅拌速度为350r/min。所述氧化剂为硝酸钠；氧化剂添加量为合金料浸出渣料质量的30%。弱磁性浸出渣浸出反应完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣另行综合利用包括用来制备硅凝胶。
实施例5
本发明公开了一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法，包括以下步骤：
（1）第一段浸出：将高硅白合金粉末投入反应槽，采用硫酸进行常压加热搅拌浸出，将合金中的铜、钴、铁以硫酸盐的形式进入浸出液得到料浆；
（2）磁选分离工序：通过磁选机将步骤（1）中得到的料浆中强磁性、难溶的白合金分离出来得到强磁性的白合金渣，然后磁选后的料浆进行固液分离，得到弱磁性含铜、硅合金的浸出渣以及富含二价铁的一段浸出液。
（3）第二段氧化酸浸：将步骤（2）所得强磁性的白合金渣、弱磁性浸出渣分别加入不同反应槽，通过控制酸度、温度、液固比、浸出时间、氧化剂的添加种类和添加量，使其中的钴、铜浸出进入溶液；将强磁性的白合金渣浸出反应完成后，过滤，滤渣细磨后返回步骤（1），滤液送往氧化钴矿净化工序；弱磁性浸出渣浸出反应完成后的料浆过滤后，滤渣另行综合利用，滤液送往氧化钴矿净化工序。
在本实施例中的步骤（1）中，步骤（1）所涉及的高硅白合金粉末为钴冶炼中间品，其中各元素含量为：钴12.0-28.0%、铜8.0-15.0%、铁36.0-50.0%、硅8.0-16.0%，合金粉体平均粒径在为75-150μm。第一段浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程温度为75℃，控制液固比为10:1；初始硫酸浓度为140g/L；浸出时间为1.8h；搅拌速度为350r/min。
在本实施例中的步骤（2）中，步骤（2）中，磁选分离过程中磁感应强度控制在1.7T。所得到的一段浸出液送往氧化钴矿浸出工序。
在本实施例中的步骤（3）中，步骤（3）中，强磁性合金渣氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，需将置于650g/L硫酸溶液中进行熟化0.3h，然后按照液固比10:1加纯水，并添加氧化剂进行氧化浸出。强磁性合金渣氧化浸出时间为5.5h，温度为90℃，搅拌速度为250r/min，浸出完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣细磨至-200目大于90%后返回步骤（1）。弱磁性浸出渣的氧化浸出在常压加热搅拌浸出槽中进行，浸出过程温度为80℃，控制液固比为9:1；初始硫酸浓度为170g/L；浸出时间为4.5h；搅拌速度为250r/min。所述氧化剂为次氯酸钠、双氧水、氯酸钠、硝酸钠和氯化铁；氧化剂添加量为合金料浸出渣料质量的15%。弱磁性浸出渣浸出反应完成后，过滤，滤液送往氧化钴矿净化工序，滤渣另行综合利用包括用来制备白炭黑和/或硅凝胶。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所述和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。