钴冶炼生产工艺设计报告

钴冶炼生产工艺设计报告内容摘要：

后高价铁水解和与砷酸或锑酸形成稳定的化合物的方法将其从溶液中脱除，为此我们采用廉价的氧化剂空气进行氧化低价的铁。 浸出液的净化采用空气氧化进行净化处理，使溶液中影响铜电积的铁、砷、锑等脱除，满足电积过程对溶液中杂质的要求。 净化后的溶液含有比较高的铜，与部分电积返回的后液混合后得到铜电积的电积液的要求，其中的少量的杂质不影响电积过程和电积阴极铜的质量，溶液中的钴也不影响铜的电积，实际上在铜的电积过程中还需要添加硫酸钴作为电积添加剂。 电积 铜后的废电积液还含有较高的铜，为了使其中的铜充分回收，我们利用铜和钴水解性能的差异。 我们用廉价的中和剂石灰乳中和溶液，使溶液的中和终点的 pH 为 ~，使铜转化为碱式盐沉淀，然后从溶液中分 8 离，实现与钴分离的目的。 产出的含铜渣返回二段浸出，使该渣中的铜得以回收。 石灰中和除铜后的溶液主要由钴等组成，考虑目前的投资规模，我们将其处理生产出粗碱式碳酸钴。 如果将来资金容许和市场需要，再将碱式碳酸钴进行溶解－化学深度净化－萃取的工艺处理，生产出工业标准要求的各类钴盐和氧化钴等产品。 沉钴是是采用苏打或碳铵沉淀溶液 中的钴，使钴转化为溶解度不高的碱式碳酸钴。 沉钴时溶液中的部分杂质元素如 Mg、Cu、 Zn、 Ni等也和钴一同沉淀，因此碱式碳酸钴产品中的杂质含量高，该产品需要经过进一步的处理特别是净化除去少量的杂质后才能产出满足市场质量标准的各类钴产品。 ]将来，如果需要生产市场需要的各类钴盐时，石灰除铜后液采用氧化的方法使钴氧化为三价的钴与溶液中的 Mg、 Ni、 Zn、 Cu 等大部分杂质分离，产出的氢氧化高钴再还原溶解，萃取分离少量的杂质后得到纯净的氯化钴溶液，或草酸沉淀得到草酸钴，或草酸钴焙烧产出氧化钴等市场需要的各类钴盐。 图 钴铜矿生产碳酸钴工艺流程图 从工艺分析可知，该工艺流程简短，所需要的原材料消耗少，价值低，从而生产成本低，保障企业将具有较好的经济效益。 产品方案 根据上述的生产流程，目前生产的产品为电积铜和粗碳酸钴。 铜已经达到最终的产品，钴仍然为中间物料，将来如果资金等允许，对粗碳酸钴进行进一步的处理或从流程的最后进行漂水或氯气氧化沉淀，然后由该沉淀物生产各类钴盐或氧化钴等产品。 生产的电积铜达到 GB 的标准，碳酸钴为中间物料，含钴为 45%。 9 该工艺每天和全年产出的产品量如表 表 每天或每 年的产品产出量 名称 单位 日产出量 年产出量 № 1 电解铜 吨 № 2 碳酸钴（折合金属钴） 吨 过程 过程主要技术指标和物料流量计算 在该工艺过程中，钴的回收率为 %，铜的回收率为 %。 所处理的老炉渣和钴铜精矿的成分见表。 生产厂年工作 300 天，老炉渣和钴铜精矿按 1:1 使用，年生产 120 吨碳酸钴需要钴铜精矿为 (混合后的平均含钴 %)： 12045%247。 %247。 %=(t/a) 老炉 渣由于在破碎细磨工序中有损失，其直收率和回收率尾 99%，则老炉渣需要量为： 247。 99%=(t/a) 各工序的技术经济指标和物料流量见下 破碎－细磨工序 老炉渣首先进行破碎，破碎后粒度 50m，破碎后的老炉渣和回转窑产出沉降室烟尘一同在球磨机中进行细磨，细磨后的粒度为 120 目。 破碎－细磨工序物料各元素直收率和回收率为 99%。 该工序的日物料流量见表 混料工序 混料过程是将老炉渣和钴铜精矿及旋风收尘器烟尘一同混均匀，目的是使该物料在焙烧过程中充分相互反应，是物料中 的钴等有价金属转化为可酸溶的物质。 混料过程中物料有一定的飞扬损失，飞扬损失为物料量锝%，各元素的回收率和直收率 %。 混料过程的物料流量见表。 10 制粒工序 制粒的目的是将混均匀的物料加入少量的水分后形成颗粒，这样在回转窑焙烧时随烟气所带到收尘系统的数量少，收尘系统符荷小，返料少，减少过程中循环的物料和过程损失。 制粒颗粒大，不利用硫酸化焙烧的进行，制粒的颗粒小，返料多，因此制粒后的物料粒径为 3~6mm，水分 8~10%(选择 10%)，损失率 %，该工序的各元素的回收率和直收率为 %。 该过程的物料流量见表。 焙烧工序 焙烧是在回转窑内将物料中的硫化物及氧化为硫酸盐，同时也将老炉渣中的钴硅酸盐分解，使钴也转化为硫酸盐。 焙烧温度 650~680℃，物料高温停留时间 120~150min，焙砂产率 80%，空气过剩系数 160%。 钴、铜的硫酸化转化率 95%。 焙烧过程主要利用物料中的元素硫燃烧作为热源，如果该燃烧热不足，利用回转窑的燃烧室煤燃烧补充不足的热源。 焙烧脱硫率 %， As 的挥发率 %， Sb 的挥发率 %，钴和铜的直收率 %，回收率 %。 焙烧过程的投入产出如表。 一段浸出工序 将回转窑产出的焙砂进行湿磨，细磨后的焙砂颗粒粒度为 120 目，细磨后矿浆打入中间槽，然后低流用砂泵打入一段浸出槽。 用二段浸出液及二段浸出渣洗涤后液进行调浆，液固比为 :1，浸出温度 50~70℃，浸出时间 120~150min。 一段浸出时钴的浸出率 30%，铜的浸出率 70%，锑的浸出率 10%，砷的浸出率 75%， Ni、 Fe、 Mg、 S、 Zn 的浸出率分别为 40%、 5%、30%、 %、 30%。 浸出终点 pH=~。 一段浸出过程的物料流量如表。 二段浸出工序 一段浸出料浆经板框压滤后的渣送入二段浸出槽，二段浸出用其前面的浸出渣洗涤水并补充部分新水后调浆，然后补加适量的硫酸进行浸出。 液固比为： :1，浸出温度 60~70℃，浸出时间 150~180min。 一段浸出时钴 11 的浸出率 %，铜的浸出率 %， Sb、 As、 Ni、 Fe、 Mg、 S、 Zn 的浸出率分别为 %、 %、 %、 %、 %、 %、 %，浸出终点 pH。 浸出工序的各元素浸出率为： %、 %、 %、%、 %、 %、 %、 %、 %。 氧化除铁砷等工序 氧化是将溶液中的铁氧化为高价的铁，其然后与溶液中的砷酸离子等结合为稳定的砷酸铁和高价铁水解，从而脱除溶液中的砷铁等杂质。 脱砷时首先采用空气氧化溶液中的铁，氧化时间 150~180min，氧化温度 60~80℃，氧化终点。