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收藏词条   编辑词条 钴冶炼厂设计

创建时间:2008-08-02

钴冶炼厂设计(engineering design of cobalt metallurgical plant)

以含钴矿石或其精矿为原料,经火法和湿法生产金属钴或其他钴产品的重金属冶炼厂设计。其特点是规模较小但工艺复杂

简史   19世纪以前,只有小规模钴的生产。1920年,扎伊尔和赞比亚开始大规模建厂生产钴,现在仍居世界钴生产的第一、二位。后来,前苏联和加拿大从镍矿中提取钴,摩洛哥从砷钴矿中提钴,芬兰从含钴黄铁矿中提钴。中国于20世纪50年代建厂,从钴土矿中提钴,60年代金川有色金属公司从硫化镍铜矿中提钴,同时葫芦岛锌厂从钴硫精矿中提钴,赣州钴冶炼厂从砷钴矿中回收钴。

原料   自然界中钴多与铜、镍、铁、砷等多种元素共生,一般炼钴原料有:(1)含钴铜矿、铜镍矿及其选矿富集的精矿;(2)含钴黄铁矿及其精矿;(3)砷钴矿精矿;(4)钴土矿(一种含氧化钴的红土矿)。现代世界钴产量中80%来自含钴铜矿和铜镍矿。

产品   钴产品可分为电解钴、氧化钴(含精制氧化钴)和钴盐三类,根据市场需求确定。电解钴用以炼制合金钢或有色金属合金。氧化钴粉用于粉末冶金生产,钴盐用作化工原料。

设计规模   主要根据资源情况和需求情况确定。全世界年产钴约25000t,其中扎伊尔约产10000t,除一个工厂的规模约4000~5000t外,其余一般在1000t以下。

工艺流程   所有提钴工艺流程都是将含钴原料先经火法处理,使钴富集或转化为可溶状态,再用湿法处理,过程包括浸出、净液和电解(电积)等工序(图1、图2和图3)。

 

从镍冶炼中间产品回收钴工艺流程见镍冶炼钻渣回收车间设计。

车间组成   钴冶炼厂一般由火法富集、浸出净液、溶液提钴等生产车间以及辅助和公用设施组成。

主要设备   火法车间有鼓风炉、电炉或沸腾焙烧炉等设备。鼓风炉和电炉与镍、铜冶炼厂的设备相同(见鼓风炉镍锍熔炼车间设计及电炉镍锍熔炼车间设计)。沸腾焙烧炉和锌冶炼厂的设备相同(见锌焙烧车间设计)。浸出净液车间一般采用常压反应釜和压滤机。按溶液的体积和反应时间确定反应釜的容积和台数。按每平方米每小时过滤的溶液量确定压滤机的面积和台数。过滤Co(OH)3时,一般为0.12m3/(m2•h),空气搅拌槽的空气消耗量一般为0.1m3/(m2•min)。常用的萃取设备有混合澄清器、萃取塔和离心萃取器。萃取设备选型时要考虑萃取级数、处理能力、混合时间和两相的流比。萃取级数少,一般选用混合澄清器,若理论级数较多,可采用萃取塔。流通量大,通常选用离心萃取器。混合澄清器计算如下:

混合室有效容积

式中Q为料液体积,m3α为相比,O/A;t为停留时间,min。

澄清室面积

式中Q为料液和有机相体积之和,m3•h;SR为澄清速率,m3/(m2•h)。

溶液提钴车间,由于工艺不同,设备也不同。电解法有阳极制备电炉和电解槽等。生产精制氧化钴有沉钴槽和煅烧炉等。

主要技术经济指标   如表。

 

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