钴土矿提钴(extraction of cobalt from cobalt earth ore)

钴土矿经还原熔炼或还原浸出回收其中的钻的过程。钴土矿在中国俗称“碗花”，主要由钴、锰、镍、铁的氧化物和氢氧化物组成，通常存在于地壳表层，一般成分(质量分数ω／％)为：钴0.2～3.0，锰0.7～25，镍0.2～2.5，铜0.1～1.5，铁3～30。钴土矿具有锰含量高、钴品位和成分变化大的特点，主要产于新喀里多尼亚、赞比亚、前苏联等国家，中国云南、江西、广东也有产出。

还原熔炼   通常在鼓风炉或电炉中进行，以焦粉为还原剂，通过控制炉内适当的还原气氛能选择性地将钴氧化物还原成钴铁合金，大部分铁还原成FeO入渣。钴铁合金的主要成分(质量分数ω／％)为：钴5.5～12，铁65～80，锰0.8～1.0，铜1～2，镍1～3。还原熔炼的主要特点是可除去大量的锰，钴的回收率比较高。

钴土矿采用电炉进行还原熔炼时，设备生产能力比较大，钴的回收率比鼓风炉还原熔炼高10％～15％，炉寿命也比较长，炉渣含钴可低到0.08％以下，但电能消耗比较大。中国采用鼓风炉或电弧炉还原熔炼钴土矿均有工业实践。采用电弧炉还原熔炼时，炉料的配料组成为钴土矿：石灰石：焦粉：铁矿石=100：6：8：10。加铁矿石的目的旨在减少MnO的还原，提高钴铁合金中的含钴量。钴的回收率在90％以上，炉渣产出率70％左右，吨矿电耗1000kW•h。

新喀里多尼亚采用还原硫化熔炼法熔炼，过程中钴土矿的大部分锰、铁与脉石和熔剂一起造渣，而钴、镍进入锍相。

还原浸出   钴土矿中的钴、镍、锰以高价氧化物状态存在，如果在溶液中加入硫酸和某种还原剂(如SO₂、甲醛、铁粉等)，钴土矿中的有价金属就会以硫酸盐形式进入溶液。以铁粉作还原剂时的主要化学反应为：

浸出液通常含钴0.8～1.5g／L、锰3～6g／L、铜0.5g／L。浸出液可采用氧化中和法使铁生成氢氧化物沉淀除去。过滤所得溶液用硫化钠沉淀钴得到黑色的硫化钴沉淀。利用金属硫化物不同的溶度积和开始生成硫化物的不同酸度，可以通过控制溶液的酸度优先沉淀出硫化钴和硫化镍，而使Mn²⁺、Fe²⁺留在溶液中。硫化钴沉淀物的主要成分(质量分数ω／％)为：钴30～34，锰0.6～5.0，铜0.4～0.9，铁5～7。从硫化钴回收钴既可采用氧化焙烧一硫酸化焙烧，也可采用加压氧化浸出。

还原浸出法对钴土矿适应性较强，可以处理品位低、二氧化硅含量高的钴土矿，钴的回收率较还原熔炼法的高。