氧化沉淀法從稀溶液中分離鋅鈷

1、氧化沉淀法從稀溶液中分離鋅鈷氧化沉淀法從稀溶液中分離鋅鈷徐曉輝，常耀超，王云，靳冉公（北京礦冶研究總院，北京100160）摘要：摘要：以過硫酸鈉為氧化劑，采用氧化沉淀法從除鐵后液中分離鋅鈷，探討了各因素對氧化沉淀的影響。結果表明，在過硫酸鈉用量為鈷理論耗量4倍、溫度80℃、pH4.8~5.0、氧化時間3h的最佳條件下，鈷完全氧化沉淀，酸洗后渣中鈷含量達15.6%，鈷富集了近9倍。沉鈷后液用碳酸鈉中和沉淀可得到含鋅51.78%的堿式碳酸鋅

2、。關鍵詞：關鍵詞：鋅鈷分離；過硫酸鈉；氧化沉淀；富集中圖分類號：中圖分類號：TF813；TF816文獻標志碼：文獻標志碼：A文章編號：文章編號：10077545（2013）09000000SeparationofZincCobaltfromDiluteSulfateSolutionbyOxidationPrecipitationXUXiaohuiCHANGYaochaoWANGYunJINRangong(BeijingGeneralRe

3、searchInstituteofMiningMetallurgyBeijing100160China)Abstract:Anewprocessofoxidationprecipitationwasdevelopedtoseparatecobaltfromdilutezincbearingdeironingsolutionwithsodiumpersulfateasoxidant.Theeffectsofparametersonoxid

4、ativeprecipitationrateofmetalswereinvestigated.Theresultsshowthatafteracidwashingcobaltcontentinresidueis15.6%whichisnearly9timestothatinexistingresidueundertheoptimumconditionsincludingdosageofsodiumpersulfateof4timesof

5、theeticalcobaltconsumptionstemperatureof80℃pHof4.8~5.0oxidationtimeof3h.Postprecipitationsolutioncontainingexclusivelyzinccanbeneutralizedbysodiumcarbonatetoprecipitatebasiczinccarbonateproductwithzinccontentof51.78%.Key

6、wds:separationofzinccobaltsodiumpersulfateoxidativeprecipitationenrichment某企業(yè)采用焙砂酸浸—萃取電積—除鐵沉鈷工藝流程回收銅鈷，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)由于原料燒渣中鋅含量高，用碳酸鈉沉鈷后所得渣中含有大量鋅（含Zn46.7%、Co1.77%），由于含鈷低，鈷不能計價，只能按鋅計價，從而造成經(jīng)濟損失。要想使鈷富集回收，關鍵是實現(xiàn)鋅鈷元素的分離。本文參考處理濕法煉鋅中凈化渣的相

7、關方法[14]，提出了氧化沉淀法從除鐵后液（稀溶液）中分離鋅鈷的工藝方案。1試驗原理試驗原理1.1CoH2O系EpH圖分析圖分析從CoH2O系電位pH圖[5]可知，Co2的穩(wěn)定區(qū)域隨溶液pH增大而減小，即Co2的水解電位減小，同時Co(OH)3的穩(wěn)定存在區(qū)域隨著pH的提高而不斷變大；而隨著鈷離子濃度的下降，所需氧化電位逐漸升高；隨著溫度的升高，所需氧化電位不斷下降，但幅度很小。酸度越高，Co2越不容易氧化為Co3，從熱力學角度而言，應在

8、較高pH下進行氧化沉鈷操作，其上限pH應該是不使溶液中的鋅沉淀。氧線在pH4時穿過Co2的穩(wěn)定區(qū)域，也就是說，在此pH范圍內，溶液電位低于氧線，氧可以將Co2氧化。1.2氧化劑的選擇氧化劑的選擇工業(yè)上常見的可供選擇的氧化劑主要有H2O2、NaClO、NaClO3、Cl2、KMnO4、MnO2、O2和Na2S2O8等，文獻[1]比較了標準狀態(tài)下各氧化劑的電位，其中H2O2、NaClO、KMnO4、NaClO3的氧化能力均隨著pH的增大而降

9、低，唯有過硫酸鈉的電位最高且始終不變。因為Na2S2O8的電位（2.08V）比鈷的氧化電位大，二者的電位差隨pH的增大而增加，說明過硫酸鈉氧化二價鈷的能力增強，最終將鈷完全沉淀。且過硫酸鈉反應后的產(chǎn)物為硫酸根。因此選擇過硫酸鈉為氧化劑可以保證獲得高的鈷氧化沉淀率，還不會帶入其它雜質。由于過硫酸鈉氧化性強，不僅可以氧化Co2，還可氧化電位更低的Fe2、Mn2、Ni2等，使其分別轉化為Fe(OH)3、MnO2和NiOOH沉淀。2試驗原料試驗

10、原料試驗原料為從現(xiàn)場流程中取得的除鐵后液，為含鋅和鈷的稀溶液，pH~3.5，成分（gL）：Zn3.10、Co0.25、Mn0.15、Fe0.015、Cu0.05。收稿日期：收稿日期：20130626作者簡介：作者簡介：徐曉輝（1979），男，安徽合肥人，工程師，碩士.doi：10.3969j.issn.10077545.2013.09.006基本氧化完全。進一步提高溫度對氧化沉淀率影響較小，反而增加能耗，因此，確定溫度為80℃。3.3p

11、H的影響的影響CoSO4氧化動力學研究表明[1]，鈷氧化沉淀率隨pH的增大不斷上升。但是pH過高，就會產(chǎn)生堿式硫酸鋅沉淀，從而影響分離效果。試驗條件：氧化溫度80℃，過硫酸鈉加入量為4倍鈷理論消耗量，攪拌轉速400rmin，過硫酸鈉以10%濃度溶液加入，反應時間3h，用5%NaOH調pH。結果如圖3所示。圖3pH對沉淀率的影響對沉淀率的影響Fig.3EffectofpHonoxidationprecipitationrate圖3表明，隨

12、著pH的增大，鈷的氧化沉淀率也隨之增加，當pH達到5左右時，鈷接近完全氧化沉淀。再進一步提高pH則會造成鋅的大量水解，降低渣的鈷含量。因此，氧化pH確定為5左右。3.4氧化時間的影響氧化時間的影響根據(jù)上述條件確定的最佳過硫酸鈉用量，氧化溫度和pH，考察氧化時間對鈷氧化沉淀率的影響。試驗條件：氧化溫度80℃，過硫酸鈉加入量為4倍鈷理論消耗量，攪拌轉速400rmin，過硫酸鈉以10%濃度溶液加入，用5%NaOH調pH至4.8~5.0。結果如

13、圖4所示。圖4氧化時間對沉淀率的影響氧化時間對沉淀率的影響Fig.4Effectofreactiontimeonoxidationprecipitationrate由圖4可知，Zn、Mn、Fe沉淀率隨反應時間延長增加不大，而鈷的氧化沉淀率在0~3h內基本呈直線增加，3h以后沉淀接近完全，所以氧化時間確定為3h。3.5酸洗試驗酸洗試驗氧化沉淀時鋅會隨鈷、錳等的沉淀而造成大量夾帶，影響了鈷渣的品位，因此可將上述最佳條件下的沉鈷渣用稀酸進行洗