发布时间 : 星期四 文章钴冶炼生产工艺设计报告更新完毕开始阅读452dbf1643323968001c9207
3 钴冶炼冶炼工艺
3.1钴冶炼工艺流程综述
金属钴或钴盐的生产，由于原料的不同，生产工艺也不同；而使用不同的辅料在一定程度上也影响钴生产工艺流程的选择。
3.1.1国外钴冶炼工艺 （1）含钴黄铁矿处理工艺
国外含钴黄铁矿的处理工艺基本上相近，仅在原料的预处理上有一定的差异。如芬兰Outokumpu Oy公司的Kokkola钴厂，所处理的黄铁矿含Co 0.0～0.7%，是将黄铁矿焙烧焙砂急冷后直接浸出，目的是使焙烧焙砂中的Fe尽可能转化为不溶于酸的铁氧化物，这样在浸出液的处理上可以简化，降低处理成本。德国的Duisburger Kupfer Hütte黄铁矿处理厂，采用黄铁矿烧渣生产钴，烧渣成分为：Cu 0.8~1.5%，Co 0.3~0.5%，Zn 2.0~3.5，Fe 54~58%，S 2.5～4.0%，Pb 0.3～0.7%，将焙烧焙砂氯化，使含钴等金属易于浸出，使之与铁尽可能分离开。美国The Pyrite Co.公司的Wilmington Cobalt Plant厂也是采用含钴黄铁矿为原料，其黄铁矿含钴达1.5%，其生产工艺与德国的Duisburger Kupfer Hütte工艺相似。
（2）铜钴矿的处理工艺
以含钴和铜为主的氧化矿或硫化矿也是世界钴生产的主要原料，由该原料生产的钴量每年约10000 t以上。其典型的生产流程是扎伊尔Gecamines公司的Panda Smelter厂与比利时Metallurgie Hoboken-Overpelt S.A.公司的Olen Usine厂处理氧化铜钴精矿的联合流程。含Co 6～8%，Cu 5～12%氧化铜钴精矿在Panda Smelter加工成为铜钴铁合金，产出含Co 45%、Cu 15%、Fe 39%和Cu 89%、Co 4.5%、Fe 4%的合金，该合金送到Olen Usine厂加工生产出金属钴和钴盐。
赞比亚Zambia Consolidated Mines Ltd.公司的Chambishi Cobalt Plant，处理的铜钴矿精矿成分：Co 3～4%，Cu 18～30%。先将铜钴硫化精矿进行氧化焙烧，产出的焙烧矿再经多膛炉氯化焙烧，氯化焙烧矿经湿法处理得到钴盐，钴盐经锻烧和电炉熔炼产出金属钴，金属钴经电解精炼得到商品钴。
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（3）砷钴矿的处理工艺
每年全世界以砷钴精矿为原料生产的钴估计为3000~5000 t。加拿大的Deloro Smelting and Refining Co.公司的Deloro Cobalt Plant厂，处理摩洛哥的砷钴矿和加拿大自产的银砷钴矿，电炉熔炼产出的黄渣先经焙烧后成为可溶性的钴，电炉渣则经鼓风炉熔炼产出砷冰铜，鼓风炉和黄渣焙烧烟尘回收As2O3，砷冰铜和黄渣浸出后的浸出液合并采用化学法净化，然后生产金属钴。
（4）铜镍钴矿的处理工艺
大量的钴是从镍生产系统中综合回收的。每年全世界以此类含钴料为原料生产的钴在10000 t左右。从镍冶金工艺中回收钴根据镍冶金工艺的不同而不同。在镍的电解工艺中基本上采用非常类似的工艺，只是在最近将新工艺溶剂萃取技术用于Ni-Co的分离上。加拿大International Metals Co.公司的Port Colborne Cobalt Plant厂，从含Co 0.1 g/l，Ni 50 g/l，Cu 0.3 g/l，Fe 0.1 g/l镍电解废液中回收钴，先采用化学方法净化含钴溶液，然后综合沉淀产出Co(OH)3，经锻烧得到氧化钴，氧化钴经反射炉还原熔炼得到阳极钴，再经电解精炼后产出商品钴。
是英国的International Metals Co.公司的Clydach Nickel Refinery厂，从镍羰基法生产工艺的残渣中回收钴，采用的生产工艺流程为：羰基钴渣经氧化焙烧，焙砂浸出，浸出经化学净化，NaOCl和苏打沉钴产出粗氢氧化钴，粗氢氧化钴又经复溶、净化和二次沉钴，产出精氢氧化钴，氢氧化钴经锻烧得商品氧化钴。
这两个工艺在一定程度上相似。首先将钴转化到富钴溶液中，然后用化学的方法净化处理，最后得到金属钴或氧化钴。
（5）锌冶金含钴料钴回收工艺
少数钴处理厂以锌冶金过程中净化处理时得到的含钴料为原料生产金属钴或氧化钴。澳大利亚的Elect. Zinc Corp. of Audtralia Ltd.公司的Risdon Zinc Plant厂用α—亚硝基β萘酚除钴得到的钴渣提钴。这种钴渣经过选矿获得钴精矿后煅烧得到氧化钴。而意大利的Monteponie Montevecchio SPA公司的Marghera Zinc Plant厂则用α—亚硝基β萘酚除钴得到的钴渣经过
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直接煅烧，然后用硫酸进行调浆－硫酸化焙烧－浸出－除铁－除铜、锌、镉－沉CoCO3－溶解－电解的工艺得到电解钴。
从上述分析可知，世界上各国由于含钴原料的不同采用的生产方法各不一样。但基本上都是将含钴的物料溶解使钴进入溶液(或已经在各种废液中)，然后采用化学净化法或萃取等方法除去各种杂质特别是Fe、Cu、As等，然后进行Ni、Co分离，镍钴分离通常利用Co(III)有较低的溶度积，用各类氧化剂将Co(II)氧化为Co(III)后与Ni分离或
萃取分离Ni、Co。分离过程有时要反复进行，使得钴中的杂质能有效地被分离。
3.1.2 国内钴冶炼工艺
我国主要由钴土矿、砷钴矿、硫钴矿、铜镍钴矿等含钴原料提取钴。 （1）钴土矿处理工艺
我国钴土矿主要在云南、江西、广东、福建、浙江等地，随着近年来的开采和冶金
处理，矿源基本上枯竭。云南易门有色选冶厂的钴土矿的处理工艺是硫酸浸出－萃取净化－草酸沉钴－煅烧。
（2）砷钴矿的处理工艺
我国砷钴矿的处理厂以赣州冶炼厂处理工艺为代表。它所处理的砷钴矿是从摩洛哥进口。砷钴矿火法焙烧使砷以As2O3形态从物料中挥发出来，钴转化为易于酸浸的氧化物，再进行溶液净化-分离除杂后得到钴盐，然后还原钴盐得到金属钴。
（3）硫钴矿的处理工艺
我国硫钴精矿的处理厂较多，如山东淄博钴业有限公司、海南金亿新材料有限公司、葫芦岛锌厂、湖北光化磷肥厂、老河口光磷化工有限公司。在我国的钴资源中，硫钴精矿的钴占现有钴资源总量的30～40%，是重要的钴资源之一。以硫钴精矿为原料的生产处理厂所采取的工艺流程基本上相似，如图3-1。
图3-1a是葫芦岛锌厂的硫钴精矿生产氧化钴及金属钴的的工艺流程，多数以硫钴精矿为原料的厂家采用这种工艺。图3-1b是老河口光磷化工有
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限公司的处理工艺流程，它所处理的硫钴精矿是湖北大冶的含钴黄铁矿。部分黄铁矿用来焙烧生产硫酸，其产出的焙砂与黄铁矿精矿再混合配成含硫12%的混合矿，然后进入沸腾炉焙烧。硫钴精矿和烧渣平均含钴各为0.245%、0.258%。山东淄博钴业有限公司生产工艺与老河口光磷化工有限公司的处理工艺相似，它所处理的矿为山东金岭铁矿的硫钴精矿为主，外购海南、中条山、大冶等的硫钴精矿，金岭铁矿的硫钴精矿含钴0.25～0.35%。
硫钴精矿 硫钴精矿 硫酸化焙烧 硫酸化沸腾焙烧 SO2 焙 砂 SO2 焙 砂 硫酸浸出 硫酸浸出 脂肪酸萃取除铁、铜 除 铜 纯净硫酸钴 硫化沉钴 氯气氧化沉钴 H2SO4、NaClO3浸出 煅 烧 NaF除钙镁 氧化钴 P204萃取除杂 电弧炉还原 P507萃取分离镍钴 阳极钴 HCl反萃 电 解 草酸沉钴 阴极钴 烘 干 a 草酸钴 b
图3-1 硫钴精矿的处理工艺流程
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