Study on Recovering Cobalt from the Congo Cobalt-containing Copper Oxide Ore by Reduction Leaching-Impurities Removal-Cobalt Precipitation with Active Magnesium Oxide
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摘要:
采用还原浸出—除杂—活性氧化镁沉钴工艺从刚果（金）某氧化铜钴矿中回收钴，考察了还原剂焦亚硫酸钠加入方式、用量、浸出反应时间，除杂反应时间，沉钴活性氧化镁加入方式、用量及沉钴反应时间的影响。结果表明，当磨矿细度74μm含量70%、矿浆质量浓度33%、加入硫酸控制终点pH值在1.5~1.8、硫酸加入30 min后，加入焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钠用量8 kg/t矿、搅拌浸出5 h时，钴浸出率可达90.38%；浸出液萃取铜后的萃余液采用石灰石+石灰配合除杂，常温下搅拌反应6 h，控制终点pH在5.8左右，石灰加入3 h后溶液中铜可降低至0.04 g/L，铜沉淀率90.51%，铁沉淀率99.23%，钴沉淀率7.39%，沉淀渣返回浸出工序再回收铜钴；除杂后的溶液采用活性氧化镁沉钴，活性氧化镁乳化5 min之内加入，当MgO用量与Co质量比为1.03、沉钴时间5 h时，钴沉淀率达90.13%，所得氢氧化钴沉淀符合行业二级品标准要求。
Abstract:In order to recover cobalt from the Congo cobalt-containing copper oxide ore, the process of reduction leaching-impurity removal-cobalt precipitation with active magnesium oxide has developed. The effects of adding methods and dosages of sodium metabisulfite, leaching reaction time, impurity removal reaction time, the adding methods and dosages of active magnesium oxide, precipitation reaction time were studied. The results showed that under conditions of particle size 74 μm 70%, pulp density 33%, pH 1.5~1.8, sodium metabisulfite 8 kg/t ore, added 30 minutes after sulfuric acid, reaction time 5 h, the cobalt leaching rate is 90.38%; After copper SX, limestone and lime were used to remove impurities from raffinate, 6 hours at room temperature, and the endpoint pH was controlled at about 5.8, the copper precipitation rate was 90.51%. The iron precipitation rate was 99.23%, the cobalt precipitation rate was 7.39%.The precipitated residue was returned to the leaching process to recover copper and cobalt; The solution after impurity removal were sent to precipitate cobalt by active magnesium oxide. The active magnesium oxide was added within 5 minutes of emulsification. Under conditions of the mass ratio of MgO and Co 1.03, reaction time 5 h, the cobalt precipitation rate was 90.13%.The cobalt hydroxide precipitation meets the requirements of the industry's secondary product standards.
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表 1 样品多元素分析
Table 1. Multi-element analysis of sample
/% 元素 Cu Co Fe Mn CaO MgO 含量 5.99 0.21 1.77 0.37 0.14 10.90 
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表 2 样品的矿物组成与含量/%
Table 2. Mineral composition of samples
矿物 含量 矿物 含量 矿物 含量 孔雀石
[Cu2(OH)2CO3]4.14 水钴矿
[CoO(OH)]0.02 钾长石 0.58 假孔雀石
[Cu5(PO4)2(OH)4)]1.96 黄铁矿 1.25 绿帘石 3.06 富铜钴硬锰矿
[(Li, Al, Cu, Co)MnO2(OH)]5.37 磁黄铁矿 0.64 电气石 2.86 硅孔雀石
[(Cu, Al)2H2Si2O5(OH)4·nH2O)]0.01 闪锌矿 - 透闪石 0.96 赤铜矿(Cu2O) 0.05 方铅矿 0.02 金红石 1.69 自然铜 ＜0.01 褐铁矿 4.98 磷灰石 0.01 黄铜矿(CuFeS2) 0.23 白云石 16.1 锆石 0.10 辉铜矿(Cu2S) 0.01 方解石 0.01 斜长石 4.44 铜蓝(CuS) ＜0.01 石英 32.41 绿泥石 7.87 硫砷铜矿(Cu3AsS4) ＜0.01 绢云母 11.23 合计 100.00
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表 3 主要试验药剂
Table 3. Main reagents
药剂 纯度 厂家 石灰 ≥70% 矿山提供 石灰石 ≥95% 矿山提供 硫酸 98% Axishouse 焦亚硫酸钠 ≥95% 山东凯龙 活性氧化镁 分析纯，≥98.5% 镁神
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表 4 焦亚硫酸钠用量试验结果
Table 4. Testresults ofsodium metabisulfite dosage
焦亚用量
/(kg·t-1)渣产率/% 终点
pH电位
/mV渣金属含量/% 浸出率/% Cu Co Cu Co 4 86.15 1.6 572 0.25 0.077 96.40 68.41 6 84.14 1.6 465 0.25 0.029 96.49 88.38 8 84.37 1.7 436 0.30 0.024 95.77 90.36 10 83.93 1.6 388 0.28 0.023 96.08 90.81
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表 5 焦亚硫酸钠不同添加方式试验结果
Table 5. Testresults of different addition methods of sodium metabisulfite
添加方式 渣产率/% 终点
pH电位
/mV渣金属含量/% 浸出率/% Cu Co Cu Co 1 84.68 1.5 400 0.31 0.032 95.62 87.10 2 84.30 1.7 426 0.30 0.024 95.78 90.37 3 84.20 1.7 433 0.32 0.025 95.50 89.98 4 84.49 1.6 442 0.31 0.028 95.63 88.73 5 83.81 1.6 436 0.27 0.029 96.22 88.43 6 84.78 1.6 436 0.33 0.027 95.33 89.10
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表 6 不同浸出时间试验结果
Table 6. Testresults ofdifferent leaching time
浸出时间/h 渣率/% 终点
pH电位
/mV渣含量/% 浸出率/% Cu Co Cu Co 3 85.07 1.6 453 0.26 0.029 96.31 88.25 5 84.14 1.6 465 0.24 0.024 96.49 90.38 7 87.42 1.7 445 0.31 0.023 95.48 90.43 9 85.74 1.8 462 0.31 0.020 95.56 91.83
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表 7 萃余液多元素分析
Table 7. Multi-element analysis of raffinate
元素 Cu Co Fe Mg Mn H2SO4 含量/(g·L-1) 0.43 1.52 0.43 4.34 3.13 12.13
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表 8 不同反应时间除铁沉铜试验结果
Table 8. Testresults for removing iron and copper in different reaction times
反应时间/h 沉淀后溶液金属含量/(g·L-1) 沉淀率/% pH Cu Co Fe Cu Co Fe 1 3.3 0.43 1.53 0.09 0.00 0.00 49.00 2 3.5 0.42 1.52 0.08 0.37 0.00 54.67 3 3.7 0.41 1.54 0.06 2.74 0.00 66.00 4 5.5 0.11 1.38 0.001 73.91 7.39 99.23 5 5.7 0.06 1.36 0.001 85.77 8.74 99.23 6 5.8 0.04 1.38 0.001 90.51 7.39 99.23
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表 9 除杂后溶液多元素分析
Table 9. Multi-element Analysis of Liquid after Impurity Removal
元素 Co Cu Fe Mg Mn pH 含量/(g·L-1) 1.38 0.04 0.01 3.90 2.96 5.80
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表 10 活性氧化镁加入方式影响试验结果
Table 10. Testresults of activated magnesium oxide adding methods
MgO乳化时间/min 干粉 5 10 60 180 渣Co含量/% 28.81 27.74 25.53 21.42 18.43
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表 11 活性氧化镁用量影响试验结果
Table 11. Testresults ofactivated magnesium oxide Dosage
MgO/Co 沉淀产品金属含量/% 残液Co含量/(g·L-1) Co沉淀率/% Co Mn Mg 0.67 27.41 3.23 3.12 0.52 65.69 0.77 28.25 4.59 3.33 0.41 73.03 0.87 28.33 5.28 4.31 0.23 85.10 1.03 29.28 6.29 5.16 0.15 90.13 1.30 26.51 6.87 7.32 0.10 93.23
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表 12 沉钴反应时间试验结果
Table 12. Testresults ofcobalt precipitation reaction time
反应时间/h 终点
pH沉淀产品金属含量/% 残液Co含量/(g·L-1) 钴沉淀率/% Co Mn Mg 2 6.7 25.24 5.73 7.31 0.31 79.61 4 7.6 28.83 6.25 6.29 0.18 88.16 5 7.7 29.28 6.29 5.16 0.15 90.13 8 7.8 28.79 8.09 4.85 0.11 92.76 12 8.3 26.66 9.21 4.77 0.07 95.39
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表 13 氢氧化钴渣多元素分析
Table 13. Multi-element analysis of cobalt hydroxide
/% 元素 Co Cu Fe Mg Mn Ca 含量 29.46 1.80 1.96 3.48 4.96 0.081 二级品标准 ≥25 - ≤3 ≤6 ≤6 ≤2
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