酸浸—萃取工艺从富钴结壳矿中提取钴、镍、铜、锰

用溶剂萃取法分离镍、钴和铜

钱东, 王开毅, 蔡春林, 潘春跃, 唐有根, 蒋金枝,化学工程学院、中南大学，长沙414083，中国)

1 [分离] 镍，钴和铜的溶剂萃取分离法。实验结果表明[Co（NH3）6 ] 3

+是在萃取动力学惰性复杂，因此可以从钴镍和铜拜农平衡溶剂萃取分离。25℃温度条件下，两相的接触时间10分钟，相比1:1，水溶液的pH值10.10和20%浓度的P204，[Co（NH3）6 ] 3 +很难提取P204，而提取镍和铜的比例分别为93.9%和79.3%。镍和铜的平衡溶剂萃取法分离。25℃温条件下，两个阶段1分钟，相比1:1的接触时间，pH值和浓度平衡4.01中20%，铜和镍的分离因子为216。

【关键字】非平衡溶剂萃取平衡；溶剂萃取；镍；钴；铜；二（2-乙基己基）磷酸

【中国分类号】TQ028.32;TF 804. 2引言

溶剂萃取是一种溶剂萃取热力学平衡。非平衡溶剂提取溶剂提取[ 1 ]的一种，它利用在动力学萃取速度差异性分离材料等稀有金属和稀土金属[ 2-4 ]

[ 5,6 ]。

对钴、镍的提取与二（2-乙基己基）磷酸的分离因子（P204 }在硫酸溶液中一般在20以下，因此可被认为是不适合的钴镍分离[7,8]。因此，P204也是对镍，钴，铜，人们已经注意到湿法冶金分离萃取剂自20世纪60年代一个不称职的。

然而，据报道，[Co（NH3）6 ] 3 +氨溶液和β-羟肟n510 [ 9 ]或n530

[ 10 ]的提取速度很慢动力学惰性复杂。在本文中，发现[Co（NH3）6 ]3+提取速度P204也很慢。所以我们可以氧化钴（Ⅱ）Co（Ⅲ）在氨性溶液中，用非平衡溶剂萃取分离钴的镍和铜，然后分离镍和铜的平衡溶剂萃取法。

2 实验

氧化剂（NH4）2S2O8添加硫酸镍铵的混合溶液中，钴和铜（镍钴的摩尔比：铜= 12.2:2.4:1）溶液处理使有限（Ⅱ）可以被氧化为CO（Ⅲ）完全然后皂化P204萃取分离钴（Ⅲ）从Ni（Ⅱ）和Cu（II）。Ni（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的硫酸溶液剥离的皂化P204在适当的条件下，溶剂萃取分离。萃余液中的金属含量进行滴定，由减法在有机相中的重金属含量。

矿 冶

MINING * METALLURGY第30

卷第2

期

2021

年4

月Vol. 30

, No. 2

April 2021

doi：

10. 3969/j. issn. 1005/854. 2021. 02. 016

铜钻渣氧压酸浸提取铜钻试验研究

杨永强 孙留根杨玮娇张正阳

（矿冶科技集团有限公司，北京

100160

）

摘 要：硫

化铜钻精矿经硫酸化焙烧一酸浸后得到的浸出渣仍含有较多的铜和钻，需

进一步回收$采用加压浸出技术浸出该

浸出渣提取残余的铜和钻。研究了浸出液固比、初始硫酸浓度、浸出温度等工艺参数对铜钻渣浸出的影响$结果表明，在铜钻

渣150 g

、液固比6 : 1

+初始硫酸浓度100 g/L

、常温调浆时间0.5 h

、加压浸出温度180 m

、加压浸出时间3 h

、氧气分压0. 1

MPa

的最佳浸出条件下，铜和钻的浸出率可分别达到96.5%

和98.1%

，铁浸出率约8.3%

,大部分的铁抑制在渣中，加压浸出

效果好$

关键词

：铜钻渣&焙烧酸浸渣&铜钻&加压酸浸&氧气

中图分类号

：TF802. 2& TF803. 2 文献标志码

：A 文章编号

：1005-7854（2021）02-0102-04

Experimental study on extracting copper and cobalt from

copper cobalt residue by oxygen pressure acid leaching

YANG Yong-qiang SUN Liu-gen YANG Wei-jiao ZHANG Zheng-yang

(BGRIMM TechnologyGroup,Beijing100160,China0

Abstract: The leaching residue obtained from the copper cobatt sulfide concentrate after sulfuration

roasting and acid leaching still contains a certain amount of copper and cobalt

富锚缟壳：　洋深处　一、富钴结壳缘由何生　富钴结壳，生长在海底基岩上富含多种金属元素的壳状　矿床。因钴含量是多金属结核的３倍左右，而被命名为富钻　结壳。国家海洋局第一研究所副研究员崔迎春说：“富钴结壳　是锰的氧化物和铁的氢氧化物以及其它微量矿物的复杂聚　集体，富含多种经济金属元素。至于它的形成有很多种解释，　比如震荡生长模式、生物模式和物理化学模式等。根据海底　摄像资料，海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室研究　组认为，富钴结壳的发育形成受水岩界面点化学场控制。”崔　迎春还表示，由于组成富钴结壳的基本矿物在水体中均是带　电的粒子，因此它们会根据自身的电荷不同而排列，形成双　电层。该双电层具有两种典型特征，一是连续性差，二是各处　的生长速率不一致，该两种基本属性特征均体现在富钴结壳　微结构中，因此富钴结壳生长界面双电层控制了富钴结壳的　发育。而生物过程等其它作用过程则加速或者延迟了富钴结　壳的发育。　二、富钴结壳开采颇难　目前，世界大洋海底海山铁锰结壳的生长年代可追溯到　晚白垩纪，统计发现主要集聚在４００～４　０００米深的大洋海底　海山的表面。开采结壳的技术难度大大高于开采多金属结　核。采集金属结核比较容易，因为结核形成于松散沉积物基　底之上，而结壳却或松或紧地附着在基岩上。要成功开采结　・—‘一—‘　北椒锕道　信息网页　宣藏　壳，就必须在回收结壳时避免采集过多基岩，否则会大大降　低矿石质量。海洋资源的开采和开发毕竟不同于陆地，厚厚　的海水层给人类开发利用带来的巨大挑战。开展富钴结壳需　要水下开产机械部分、水体输送机械部分和水面收集部分　等，难度不小。在开采过程中，由于对海底原始生态系统环境　扰动巨大，存在重要的生态系统平衡失衡的危险。此外，由于　当前技术的局限，水下设备研发也面临不小的挑战。　三、富钴结壳能作何用　崔迎春说：“富钴结壳富含钴、铂等重要贵金属元素，这　些元素对于人类社会发展起着重要作用，尤其是当今陆地资　源日益枯竭的情况下，开发这些海底矿产将有助于弥补资源　的不足，同时也会带来技术的革新，促进科技的发展。”其中　钴含量可高达２％，是陆地最著名的含钴矿床中非含铜硫化物　矿床含钴量的２０倍；贵金属铂含量也相当于地球上地壳含铂　量的８０倍。　据了解，富钴结壳所含金属（主要是钴、锰和镍）用于钢　材可增加硬度、强度和抗蚀性等特殊性能。在工业化国家，约　１／４至１／２的钴消耗量用于航天工业，生产超合金。这些金属　也在化工和高新技术产业中用于生产光电电池和太阳电池、　超导体、高级激光系统、催化剂、燃料电池和强力磁以及切削　工具等产品。▲　摘自２０１３年《中国剪报》　我国耒来的　黄金水道　●何昭　吴艳蕊／河北省冀州市冀州中学（０５３２００）　中国商船“永盛”号于北京时间２０１３年９月１０日顺利　从太仓港到达鹿特丹港，商业运输首次经由北极东北航道到　达欧洲，这标志着中国在亚、欧、美地区连接起一条快捷、低　成本的商贸黄金通道。　北极航道主要有三条：西起西欧和北欧港口，穿过西伯　利亚与北冰洋毗邻海域，绕过白令海峡到达东亚等港口的东　北航道；东起戴维斯海峡和巴芬湾，向西穿过加拿大北极群　岛水域，到达美国阿拉斯加北面波弗特海，连接大西洋和太　平洋的西北航道；穿越北极点的中央航道。在上述三条航道　中，由于全球变暖，全程约２　９３６海里的北极东北航道的海冰　减少最为显著，是目前通航条件最好的航道，也是我国通向　西欧、北欧最近的航线。随着全球变暖加剧，北极地区西北航　道的通航条件也将逐渐改善。由于北冰洋中心区域为多年累　积的海冰所覆盖，且海冰最为密集和厚实，中央航线将是最　后开通和被利用的。　理轰育２０１３年第１０期　北冰洋航道的开通为中国开辟一条新的远洋航运通路，　拉近中国与北美、欧洲之间的距离。我国沿海诸港到北美东　岸的航程，比巴拿马运河传统航线大约节省２　０００～３　５００海　里；到欧洲各港口的航程更是大大缩短，上海以北港口到欧　洲西部、北海、波罗的海等港口比经苏伊士运河到西欧航程　缩短约１／３。北极航道较传统的航线要减少约１０天航程，大　大节省运费开支和时间。且北极航线没有吨位制约，大型油　轮货轮均能通航。由于海运承担了中国９０％以上的国际贸易　运输，如果中国５％～１５％的海上贸易选择北极航线，将为我　国节省下数千亿美元开支。　对中国而言，这将是重大机遇，不仅仅新增了中国到欧　美海上交通捷径，显著缩短中国与欧美之间的距离。而且北　极地区的能源和资源极其丰富，有利于中国的能源与资源进　口的多元化，有益于中国的能源安全。该航道还可促进中国　将来在北极地区的经济合作和商业活动。▲　ｌ

分类号： 密 级： 公开

学 号： ******* 单位代码： 10407

硕 士 学 位 论 文

论文题目: 氨性体系加压浸出氧化铜钴矿的工艺研究

研 究 方 向 湿法冶金

专 业 名 称 有色金属冶金

研 究 生 姓 名 黄涛

导师姓名、职称 刘建华副教授

二零一二年 五月 二十八日

江西·赣州

I 摘要

钴是重要的战略金属，被广泛应用于航空、电器、化学工业等方面，同时也

是超级合金和合金钢的重要添加剂。伴随着世界工业化、城镇化的步伐加快，能

源日显紧缺，电池的用途愈来愈广，而钴是电池中的重要金属，预计钴资源的开

发和利用在未来的一段时间内将出现新的高潮。我国钴资源短缺，原料基本依靠

进口。本课题来源于国内某钴冶炼厂，其原料是刚果进口的氧化铜钴矿，原矿铜

钴品位较低，运输成本高，如在原矿产地采用氨性加压浸出，氨浸液直接经蒸氨

得到钴铜混合料，蒸氨冷凝液与残液返回浸矿，钴铜混合料运输回国，可大大降

低运输成本。钴铜混合料运回国内后，采用传统的酸溶、萃取分离钴铜与少量杂

质金属离子，生产钴盐工艺，可节约大量的酸碱用量及劳动力，减少废渣和废水

的排放，达到更清洁化生产的目的。

现有钴冶炼工艺主要是采用酸法浸出，本课题提出了氨法加压浸出氧化铜钴

矿的新方法。在氨性体系中，浸出具有选择性，钴、铜、镍、锌等有价金属以氨

配离子形式进入浸出液，而钙、镁、铁等金属几乎不进入浸出液。

本课题在研究NH

3-(NH

4)

2SO

4-H

2O体系的加压浸出实验过程中，考察了总氨

浓度、氨铵比、还原剂用量、温度、液固比、时间及矿样粒度对Cu、Co浸出率

的影响。同时通过合理的设计实验工艺流程，达到了降低还原剂用量的目的，确

定了浸出的最佳条件为：两段浸出、矿样粒度95%≤300目、高压浸出温度100℃、

液固比为6、氨铵比为2:1、总氨浓度为7mol·L-1的条件下，一段浸出和二段浸出

还原剂用量分别为所取矿中钴总量0.5倍和1倍（摩尔比）。试验证明铜钴浸出率