一种用超声波分离湿法炼锌除钴渣中锌和钴的方法

所属技术领域

本实用新型涉及一种炼锌除钴渣中锌和钴的方法，特别涉及一种用超声波分离湿法炼锌除钴渣中锌和钴的方法。

背景技术

钴在湿法炼锌中是一种有害的杂质，目前工厂通常是采用锌粉加锑盐的方法将溶液中的钴除去。为了达到深度净化钴的工艺要求，通常锌粉的用量为理论量的150-200倍，因此实际产出的钴渣中含有大量的锌，其中锌含量为60％-70％，钴的含量约为0.3％-1.2％，其余为硫酸根和氧化物。为了回收钴渣中的锌和钴，有人做了一些研究，提出一些回收利用钴渣的方法，但都存在技术或经济上的问题，至今仍没有一种方法投入工业应用，工厂产出的钴渣仍在堆放。

目前提出钴渣处理的方法有：选择性浸出工艺，既控制一定条件使钴渣中的锌优先溶解，而将钴留在渣中。达到锌钴分离的目的。但实际操作中在溶解锌时总有部分钴进入溶解，难以达到高效分离的目的。第二种方法是氨-硫酸铵浸出法，用氨水和硫酸铵浸出钴渣，使锌进入溶液，而钴留在渣中。该法存在的问题是含有大量氨的锌溶液处理困难。第三种是溶剂萃取法，该法可以有效地分离锌和钴，但萃取剂优先萃取锌，大量萃取锌经济上有问题。第四种方法是加拿大Hodson Bay矿业公司采用Caro酸氧化沉淀法，该法可以将锌溶液中的钴氧化沉出，但Caro酸不稳定，且成本高，因此在工厂推广困难；钴渣锌钴分离的难点是：钴渣中钴的含量很低，浸出后溶液中的钴含量不足35mg/L，把含量这样低的钴从溶液中氧化沉淀出是困难的。而且在分离钴的过程中不能带入对锌回收的有害杂质，否则锌的回收将很困难。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种将含锌的钴渣溶液中的钴氧化沉出，在分离过程中不带入有害杂质的炼锌除钴渣中锌和钴的方法。

本发明解决的技术方案是：将含锌的钴渣浸入硫酸溶液中，得到含有锌和钴的混合溶液，在超声波的作用下，在得到含有锌和钴的混合溶液中加入氧化剂，使混合溶液中的Co(II)氧化为Co(III)，并以Co(OH)₃的形式沉淀，经煅烧后可生产氧化钴产品；经常规处理后，得到的硫酸锌溶液可生产金属锌。

氧化剂主要包括过硫酸钠。氧化沉钴反应釜的底部装有超声波发生器，超声波发生器频率为20-80KHz。氧化沉钴时溶液的PH值保持为2～7。本实用新型的有益效果是：

(1)溶液中绝大部分的钴能很好的沉淀出，达到高效分离锌钴的目的。

(2)没有带入对锌的回收有害杂质。

(3)在超声波作用下氧化剂的用量可减少，使处理成本降低。

附图说明

图1为钴渣处理的工艺流程图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

如图1所示，当湿法炼锌除钴渣中锌和钴的含量分别为60.01％和0.82％时，用超声波分离湿法炼锌除钴渣中锌和钴的操作步骤如下：

(1)、在带机械搅拌的反应釜中，在温度为40C条件下，液固比为3∶1的条件下，反应0.5小时，得到含有锌和钴的混合溶液；混合溶液经过滤后，酸不溶物的滤渣弃去，得到含锌和钴的滤液中锌的浓度为2.75mol/l，钴的浓度为0.046mol/l，溶液的PH值为2.5。

(2)、将过硫酸钠用水溶解后，形成浓度为0.1mol/L的过硫酸钠溶液；

(3)、将浓度为0.1mol/L的过硫酸钠溶液滴加到温度为80℃的含锌钴滤液中，在频率为20KMz、功率为15W/L的超声波的作用下，反应2小时，使92.4％的Co(II)氧化为Co(III)，并以Co(OH)₃的形式沉淀。

(4)、氧化沉钴后进行过滤，滤渣为Co(OH)₃，经煅烧后可生产氧化钴产品；滤液为含有少量硫酸钠的含锌溶液，该滤液进行常规净化炼锌，净化后电解出金属锌。

实施例2：

钴渣成分与实例1相同，且操作步骤相同，当浸出条件温度为60℃；液固重量为比4∶1；反应时间0.5小时，得到含有锌和钴的混合溶液，溶液终点PH值为4.5；混合溶液浸过滤。

与应用实例1同样的方式将过硫酸钠溶液加入60℃的锌钴溶液中，在30KHz频率、150W/L超声作用下，反应时间为3小时，使97.2％的Co(II)氧化为Co(III)，并以Co(OH)₃的形式沉淀。与实例1相同的方式，得到氧化钴产品及金属锌。

实施例3：

当钴渣中锌和钴的含量分别为70.23％和1.12％时，在实例1的条件下浸出，得到含锌和钴的滤液中锌的浓度为3.48mol/l，钴的浓度为0.063mol/l，溶液的PH值为3.5。

与应用实例1同样的方式将过硫酸钠溶液加入80℃的锌钴溶液中，在60KHz频率、80W/L超声作用下，反应时间为2小时，使98.2％的Co(II)氧化为Co(III)，并以Co(OH)₃的形式沉淀。与实例1相同的方式，得到氧化钴产品及金属锌。