钴矿资源基本上都是分布在非洲大陆和美洲大陆,其中非洲赞比亚- -刚果(金)铜钻矿带闻名于世,是仅次于南美洲安第斯山(智利、秘鲁和阿根廷)和北美洲美国西南部一墨西哥的世界第三大铜矿带,且钴储量高度集中在刚果(金),独占世界鳌头。
钴及氧化物其合金广泛应用于新能源行业、机械、化工、航空和航天等领域。钴主要在铜或镍的氧化矿和硫化矿中伴生,世界上约90%的钴资源来自铜钴矿,而5%~ 10%的钴来自镍钴矿。中国经济的快速发展增加了对钴的强劲需求,尤其是在新能源电池材料领域,并成为全球最大的钴消耗国。
目前刚果(金)开采使用的铜矿石主要为地表氧化的铜钴多金属共生矿石,因此,生产多采用湿法工艺。随着国内外矿山冶金企业在刚果(金)的投资进一步加大,湿法冶炼产量有进一步大幅增长趋势。从铜钴矿中回收钴的工艺通常包括酸性还原浸出,铜钴浸出液经过萃铜—-除铁锰得到含钴萃余液,含钴萃余液通过调节pH,沉淀出产品粗制氢氧化钴。
试验原理:沉钴前液(主要成分为CoS04溶液)中加入氧化镁,有如下反应:
Mg0+H20-→Mg(OH)2↓
(1)
Mg (OH) 2-→Mg2++20H-
(2)
Mg (OH) 2+CoS04→Co(0H)2↓+MgS04
(3)
Mg0水解产生的Mg (OH)2在水中可电离产生0H-。常温下,Mg(OH)2 的lgKsp--11.5, Co(OH)2 的1gKsp--14.2,由于Mg(OH)2、Co(0H)2的溶度积相差甚多,溶液中的Co2+会和Mg(OH)2电离产生的0H-反应,沉淀成Co(OH)2,促进反应(2)向正方向进行,使Mg0不断溶解,Co(OH)2 不断沉淀出来。
结果表明,氧化镁沉钴用量约为碳酸钠的1/2 ,因此沉钴这一步骤消耗辅料成本接近,但可以节省部分物流及仓储成本。是更为环保的生产粗制钴产品的方案,同时沉钴所产生的硫酸镁废液容易处理。
综上所述。
(1)得出氧化镁沉钴的最佳条件为: pH值8.0-9.0,温度40-50C,反应时间4h,采用氧化镁浆液沉钴。
(2)在最佳工艺条件下,钻回收率99%以上,渣中Co品位36%以上,高于碳酸钠沉钴所得25%左右品位的碳酸钴,氧化镁单耗为0.8tMg0/tCo左右,利用率可达94%。
无锡弘利鑫建议氧化镁指标要求:
氧化镁:
(1)主含量:主含量≥95%以上;
(2)筛余物:100目通过率96.5%或325目通过率99.5%
(3)微量元素:氧化钙≤0.8,二氧化硅≤0.3,三氧化二铁≤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(根据客户生产工艺)
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