鈷礦資源基本上都是分布在非洲大陸和美洲大陸,其中非洲贊比亞- -剛果(金)銅鉆礦帶聞名于世,是僅次于南美洲安第斯山(智利、秘魯和阿根廷)和北美洲美國西南部一墨西哥的世界第三大銅礦帶,且鈷儲量高度集中在剛果(金),獨占世界鰲頭。
鈷及氧化物其合金廣泛應用于新能源行業、機械、化工、航空和航天等領域。鈷主要在銅或鎳的氧化礦和硫化礦中伴生,世界上約90%的鈷資源來自銅鈷礦,而5%~ 10%的鈷來自鎳鈷礦。中國經濟的快速發展增加了對鈷的強勁需求,尤其是在新能源電池材料領域,并成為全球最大的鈷消耗國。
目前剛果(金)開采使用的銅礦石主要為地表氧化的銅鈷多金屬共生礦石,因此,生產多采用濕法工藝。隨著國內外礦山冶金企業在剛果(金)的投資進一步加大,濕法冶煉產量有進一步大幅增長趨勢。從銅鈷礦中回收鈷的工藝通常包括酸性還原浸出,銅鈷浸出液經過萃銅—-除鐵錳得到含鈷萃余液,含鈷萃余液通過調節pH,沉淀出產品粗制氫氧化鈷。
試驗原理:沉鈷前液(主要成分為CoS04溶液)中加入氧化鎂,有如下反應:
Mg0+H20-→Mg(OH)2↓
(1)
Mg (OH) 2-→Mg2++20H-
(2)
Mg (OH) 2+CoS04→Co(0H)2↓+MgS04
(3)
Mg0水解產生的Mg (OH)2在水中可電離產生0H-。常溫下,Mg(OH)2 的lgKsp--11.5, Co(OH)2 的1gKsp--14.2,由于Mg(OH)2、Co(0H)2的溶度積相差甚多,溶液中的Co2+會和Mg(OH)2電離產生的0H-反應,沉淀成Co(OH)2,促進反應(2)向正方向進行,使Mg0不斷溶解,Co(OH)2 不斷沉淀出來。
結果表明,氧化鎂沉鈷用量約為碳酸鈉的1/2 ,因此沉鈷這一步驟消耗輔料成本接近,但可以節省部分物流及倉儲成本。是更為環保的生產粗制鈷產品的方案,同時沉鈷所產生的硫酸鎂廢液容易處理。
綜上所述。
(1)得出氧化鎂沉鈷的最佳條件為: pH值8.0-9.0,溫度40-50C,反應時間4h,采用氧化鎂漿液沉鈷。
(2)在最佳工藝條件下,鉆回收率99%以上,渣中Co品位36%以上,高于碳酸鈉沉鈷所得25%左右品位的碳酸鈷,氧化鎂單耗為0.8tMg0/tCo左右,利用率可達94%。
無錫弘利鑫建議氧化鎂指標要求:
氧化鎂:
(1)主含量:主含量≥95%以上;
(2)篩余物:100目通過率96.5%或325目通過率99.5%
(3)微量元素:氧化鈣≤0.8,二氧化硅≤0.3,三氧化二鐵≤0.15,氯≤0.2,硫≤0.01,
(4)活性值:水合法活性≥85或水合法活性≥92(根據客戶生產工藝)
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