科技成果登记信息公示——一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法

成果名称：	一种从高硅白合金中浸出有价金属的方法
登记日期：	2020-04-28
完成单位：	广东佳纳能源科技有限公司,清远佳致新材料研究院有限公司
完成人员：	黄亚祥,付海阔,冯焕村,梁卫春,黄铁熙
研究起止日期：	2016-01-01至2017-12-31
主要应用行业：	制造业
高新技术领域：	新材料
评价单位：	国家知识产权局
评价日期：	2018-12-18
成果简介：	1、课题来源与背景；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。 2、技术原理及性能指标；本技术针对高硅白合金难溶解的特性，提出的一段低酸（100-200 g/L硫酸溶液）浸出，避免了硅胶的形成，同时最大限度的浸出有价金属钴、铜、铁；一段浸出渣经磁选所得强磁性物料，选择采用高酸（500-700g/L硫酸溶液）熟化后再添加氧化剂辅助浸出，使得白合金复杂的物相结构得以破坏，从而得到的高钴、铜浸出率。本技术按下述步骤进行：（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。 3、技术的创造性与先进性；（1）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。（2）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。（3）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。 4、技术的成熟程度，适用范围和安全性；（1）本技术已完成产业化并正常运行3年，建成了年处理1000吨高硅白合金的生产线，用于生产硫酸钴产品，每年可以生产500吨七水硫酸钴，销售额达到2500万元/年；（2）经实验验证，本技术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。 5、应用情况及存在的问题；本技术已在第一完成单位进行了产业化实施，建成了年处理1000吨高硅白合金的生产线，正常运行3年。 6、历年获奖情况；本技术成果共申请专利1件，并授权。