一种镍钴合金提纯分离钴的工艺的制作方法

本技术涉及冶金化工，尤其是涉及一种镍钴合金提纯分离钴的工艺。

背景技术：

1、钴是非常重要的战略金属，被广泛应用于军工、航空航天、电子、电池等行业，在工业中占居重要地位。近年来，随着国民经济的快速发展，我国许多领域对钴资源的需求量激增。但我国钴资源比较匮乏，仅仅从矿产资源中提取钴金属已经不能完全满足市场需求，从钴的二次资源中分离提取钴是解决钴资源供应不足问题的重要途径，对于充分利用我国的钴资源具有重要意义。

2、废弃铁镍钴合金是回收钴的主要来源之一，对其常用的处理流程主要包括以下步骤：1)有价金属的酸性浸出，2)浸出溶液的沉淀除铁，3)净化后的钴镍溶液萃取分离，4)反萃、沉淀得到钴镍化合物，5)进一步煅烧、氢气还原得到钴粉、镍粉。该处理流程的关键步骤是除铁和钴镍分离。虽然萃取往往能实现良好的分离效果，在目前生产的作业过程中，由于采用的原料来自不同的企业，废弃铁镍钴合金中铁、铬、钙、镁含量差异性较大，萃取溶解液浓度中钴的浓度不佳。

3、因此，亟需研发一种新的工艺来分离提纯镍钴合金中的钴，从而提高分离后钴的纯度。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种新的工艺来分离提纯镍钴合金中的钴，从而提高分离后钴的纯度，本技术提供一种镍钴合金提纯分离钴的工艺。

2、一方面，本技术提供的一种镍钴合金提纯分离钴的工艺，包括如下步骤：

3、s1、取镍钴合金并将所述镍钴合金溶解至硫酸溶液中，搅拌混合且升温至85-90℃后，添加氧化剂i进行氧化处理，得氧化处理液；

4、s2、待所述氧化处理液静置分层后，取上清液并置于除铁容器中，升温至75-80℃后，投加氧化剂ii，搅拌30-40min后，加ph调节剂调节ph为3.5-4.5，在85-90℃下保温搅拌100-120min，过滤得除铁处理液；

5、s3、向除铁处理液中添加还原剂，搅拌混合并加ph调节剂调节ph为4-4.5，搅拌60-90min后，过滤得除铬处理液；

6、s4、将除铬处理液置于除钙镁容器中，搅拌升温至75-80℃，加ph调节剂调节ph为5-5.5，再加除钙镁剂，在90-95℃下保温反应100-120min，压滤得除钙镁处理液；

7、s5、向除钙镁处理液中加入萃取剂，调节ph为4-5，于70-80℃下振荡均匀，静置分层，收集上层液；在上层液中加入硫酸溶液进行反萃，静置后分层，收集下层液，得到硫酸钴溶液，然后将铁丝加入到硫酸钴溶液中，从而置换出金属钴。

8、通过采用上述技术方案，本技术先通过氧化剂水解分离含镍钴合金中的铁离子，再通过还原剂分离镍钴合金中的铬离子，使得这些金属杂离子变成沉淀从而有效被分离，同时加入碳酸钠调节ph，再通过加入除钙镁剂与钙镁例子进行反应，从而能有效使钙镁离子形成沉淀，再通过萃取和反萃，提纯分离出钴。本技术采用特定的工艺分离提纯镍钴合金中的钴，工艺全程控制反应温度和时间以及调节ph，保证反应高效进行和金属杂离子的沉淀效率和程度，并且能够防止钴离子的流失，进而能够提高最终萃取溶液中钴的浓度，提高分离后钴的纯度。

9、可选的，所述步骤s1和步骤s2中，氧化剂i和氧化剂ii均为质量分数为25-30％的过氧化氢溶液；所述步骤s1中，硫酸溶液中硫酸的质量体积浓度为450g/l。

10、通过采用上述技术方案，本技术选用过氧化氢溶液作为氧化剂，并对其浓度以及硫酸的浓度进行了限定，使得过氧化氢溶液能使硫酸溶解液中的二价铁离子氧化成三价铁离子，从而进一步提高其沉淀效率。

11、可选的，所述步骤s1中，硫酸溶液与镍钴合金的体积重量比为(3-4)l：1kg。

12、可选的，所述步骤s1中，氧化剂i和镍钴合金的体积重量比为(0.5-0.8)l：1kg。

13、通过采用上述技术方案，本技术限定硫酸以及氧化剂和镍钴合金的体积重量比，可以使氧化剂和硫酸与镍钴合金充分接触，促进氧化剂对镍钴合金中杂离子的氧化沉淀，同时降低副反应和减少资源的浪费。

14、可选的，所述步骤s2、步骤s3和步骤s4中ph调节剂为碳酸钠。

15、可选的，所述步骤s3中，还原剂为亚硫酸钠。

16、可选的，所述步骤s4中，除钙镁剂包括质量比为1:(2-3)的氟化铵和聚乙二醇。

17、可选的，所述氟化铵和聚乙二醇的质量比为1:2.5。

18、通过采用上述技术方案，本技术优选了氟化铵和聚二乙醇为除钙镁剂，氟化铵能与溶液中的硫酸钙、硫酸镁反应生成的氟化钙或氟化镁沉淀，能快速去除溶液中钙镁离子。聚二乙醇提高加强氟化铵在溶液中的分散均匀性，从而提高除钙镁剂对钙镁离子的吸附沉淀的效率；同时采用氟化铵作为除钙镁剂使用时，可以避免引入其他金属杂质离子，从而进一步改善了钴提纯后的纯度。

19、可选的，所述步骤s5中，萃取剂为体积比为1:(1-3)的p204萃取剂和p507萃取剂的混合物。

20、通过采用上述技术方案，本技术采用p204萃取剂和p507萃取剂的混合物作为萃取剂，p204萃取剂和p507萃取剂的混合物可以与钴离子形成螯合物，使钴离子富集并进入上层液中，从而提高分离后钴的纯度。

21、可选的，所述步骤s5中，硫酸溶液为质量分数为65％的硫酸溶液。

22、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

23、1.本技术先通过氧化剂水解分离含镍钴合金中的铁离子，再通过还原剂分离镍钴合金中的铬离子，使得这些金属杂离子变成沉淀从而有效被分离，同时加入碳酸钠调节ph，再通过加入除钙镁剂与钙镁例子进行反应，从而能有效使钙镁离子形成沉淀，再通过萃取和反萃，提纯分离出钴。本技术采用特定的工艺分离提纯镍钴合金中的钴，工艺全程控制反应温度和时间以及调节ph，保证反应高效进行和金属杂离子的沉淀效率和程度，并且能够防止钴离子的流失，进而能够提高最终萃取溶液中钴的浓度，提高分离后钴的纯度。

24、2.本技术选用过氧化氢溶液作为氧化剂，并对其浓度以及硫酸的浓度进行了限定，使得过氧化氢溶液能使硫酸溶解液中的二价铁离子氧化成三价铁离子，从而进一步提高其沉淀效率。本技术优选了氟化铵和聚二乙醇为除钙镁剂，氟化铵能与溶液中的硫酸钙、硫酸镁反应生成的氟化钙或氟化镁沉淀，能快速去除溶液中钙镁离子。聚二乙醇提高加强氟化铵在溶液中的分散均匀性，从而提高除钙镁剂对钙镁离子的吸附沉淀的效率；同时采用氟化铵作为除钙镁剂使用时，可以避免引入其他金属杂质离子，从而进一步改善了钴提纯后的纯度。

25、3.本技术采用p204萃取剂和p507萃取剂的混合物作为萃取剂，p204萃取剂和p507萃取剂的混合物可以与钴离子形成螯合物，使钴离子富集并进入上层液中，从而提高分离后钴的纯度。

26、具体实施方式

27、以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。

28、本技术设计了一种镍钴合金提纯分离钴的工艺，包括如下步骤：

29、s1、取镍钴合金并将所述镍钴合金溶解至硫酸溶液中，搅拌混合且升温至85-90℃后，添加氧化剂i进行氧化处理，得氧化处理液；

30、s2、待所述氧化处理液静置分层后，取上清液并置于除铁容器中，升温至75-80℃后，投加氧化剂ii，搅拌30-40min后，加ph调节剂调节ph为3.5-4.5，在85-90℃下保温搅拌100-120min，过滤得除铁处理液；

31、s3、向除铁处理液中添加还原剂，搅拌混合并加ph调节剂调节ph为4-4.5，搅拌60-90min后，过滤得除铬处理液；

32、s4、将除铬处理液置于除钙镁容器中，搅拌升温至75-80℃，加ph调节剂调节ph为5-5.5，再加除钙镁剂，在90-95℃下保温反应100-120min，压滤得除钙镁处理液；

33、s5、向除钙镁处理液中加入萃取剂，调节ph为4-5，于70-80℃下振荡均匀，静置分层，收集上层液；在上层液中加入硫酸溶液进行反萃，静置后分层，收集下层液，得到硫酸钴溶液，然后将铁丝加入到硫酸钴溶液中，从而置换出金属钴。

34、废弃铁镍钴合金是回收钴的主要来源之一，对其常用的处理流程主要包括以下步骤：1)有价金属的酸性浸出，2)浸出溶液的沉淀除铁，3)净化后的钴镍溶液萃取分离，4)反萃、沉淀，得到钴镍化合物，5)进一步煅烧、氢气还原得到钴粉、镍粉。该处理流程的关键步骤是除铁和钴镍分离。虽然萃取往往能实现良好的分离效果，在目前生产的作业过程中，由于采用的原料来自不同的企业，废弃铁镍钴合金中铁、铬、钙、镁含量差异性较大，萃取溶解液浓度中钴的浓度不佳。

35、本技术从技术问题出发，先通过氧化剂水解分离含镍钴合金中的铁离子，再通过还原剂分离镍钴合金中的铬离子，使得这些金属杂离子变成沉淀从而有效被分离，同时加入碳酸钠调节ph，再通过加入除钙镁剂与钙镁例子进行反应，从而能有效使钙镁离子形成沉淀，再通过萃取和反萃，提纯分离出钴。