镍冶炼钴渣回收车间设计(design of cobalt recovery in the nickel metallurgical plant)

以镍冶炼过程中产出的含钴中间产品(转炉渣和镍电解液净化钻渣)为原料，经火法和湿法处理，生产金属钴或氧化钴的镍冶炼厂车间设计。

工艺过程在火法炼镍过程中，镍矿中的钴一部分富集在转炉渣中，一部分富集在高镍锍中。高镍锍中的钴在镍电解净液过程中进入净液钴渣，再从钴渣回收钴。富集在转炉渣中的钴，可以通过电炉还原熔炼再回到高镍锍中。也可以将电炉还原熔炼产出的含钴镍锍加压浸出而回收钴。中国金川有色金属公司镍冶炼厂回收钴的工艺流程见图1。

图1 金川有色金属公司镍冶炼厂回收钴工艺流程图

从镍电解净液钴渣中提钴工艺是在常温常压下，以SO₂或.Na₂SO₃作还原剂，用硫酸或盐酸浸出钴渣，使钻转入溶液。同时，镍、铜、铁等也进入溶液。浸出液的净化通常采用中和法除铁，即先用氯气或氯酸钠等氧化剂将低价铁氧化成高价铁，加碱使其pH值调至3～5，除去95%的铁，再提高pH值至5～6，除去残余的铁和铜，或用硫化物除铜。近年来，采用黄钠铁矾法除铁。浸出液除铜铁后，再用中和法分离镍钴，即通入氯气氧化后，加碱调整其pH值，使钴以Co(OH)₃形式沉入渣中，而镍仍留在溶液中，经液固分离，浸出液中的镍和钴，如果原液Ni/Co为5：1，经两次中和沉淀后所得Co(OH)₃的Co/Ni达到350：1，经一次酸洗后可提高到1000：1。但用中和沉淀法分离镍钴，过程繁琐，且影响金属的回收率。用P₅₀₇萃取法分离镍钴可克服这些缺点，其成品的CO/Ni达到25000：1。

用中和法得到的Co(OH)₃沉淀，用反射炉在1100℃下煅烧成氧化钴，再用石油焦作还原剂进行电炉还原熔炼，得到含钴不低于95%的粗钴阳极，再经电解精炼，生产电解钴。钴渣用盐酸溶解，经萃取净化后得到的纯净COCl₂溶液，可采取不溶阳极电积生产电解钴，也可用草酸沉淀，再经煅烧生产精制氧化钴或其他钴盐。

主要设备转炉渣贫化采用矿热电炉，设备计算和炼镍电炉相同(见电炉镍锍熔炼车问设计)。加压浸出采用机械搅拌加压釜，压力为20Kg/c㎡左右，常压浸出采用机械搅拌槽。

车间配置钴回收系统包括电炉贫化、钴镍锍加压浸出和钴渣回收钴三个部分。电炉贫化和加压浸出一般设在镍生产车间内，钴渣回收钴为独立的车间，一般为两层厂房。(见图2)

主要技术经济指标镍冶炼厂钴的总回收率约为50%；钴渣回收钴车间回收率为86%～90%；每吨电解钴直流电耗为6500～8000kw•h。