从各种含有色金属的废料中回收铜锌钴镍的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及资源的循环再生领域，特别涉及从各种含有色金属的废料中回收铜锌钴镍的技术。
[0002]
【背景技术】
[0003]冶金行业每年都产生大量固体废料，这些固体废料都含有铜、钴、镍、锌等有价元素。一般铜、镍冶炼炉渣含铜可从千分之几到百分之十甚至更高，含钴、镍可从千分之几到百分之几，精矿中的钴甚至90%以上都进入熔炼渣或吹炼渣中。湿法炼锌厂焙砂中性浸出渣与电弧炉尘含锌百分之十至二十。这些冶金废料既因为含有有价金属而具有经济价值，同时也因为这些元素的存在而被列入有害废料。由于数量巨大，加之逐年还在增加，其中资源的循环再生既有巨大的经济价值，又有迫切的环保意义。
[0004]还有每年产生大量的回收废电池及废催化剂，经生产厂家初略回收后的废渣等仍旧含有铜钴镍锌等贵金属，如果不能提取干净，不仅损失经济价值还污染环境。
[0005]在现有技术中，从处理各种废料的方法也很多:
(I)、无害化处理处置类:进行水泥化固化、高温无害化热处理、填埋。此处理处置方法未进行各种废料中有价金属资源化回收，不符合资源节约和循环经济政策。
[0006](2)、简单材料化利用类:用作水泥原料、改性塑料、陶瓷色料。此处理处置方法未进行各种废料中有价金属资源化回收。
[0007](3)、火法处理处置类:高温还原焙烧回收镍铜合金或低冰镍。此处理处置方法只回收铜镍，且铜镍产品档次低、附加值小，还须进行深加工；工艺高耗能，产生烟气二次污染，不符合节能减排政策。
[0008](4)、酸浸湿法工艺:回收镍、铜等有价金属。资源化利用的成熟工艺，但一般的处理处置方法除杂、分离工艺复杂，铜、镍总收率偏低，回收成本偏高，产品档次较低，经济效益不是太好。
[0009](5)、氨浸湿法工艺:回收镍、铜等。氨浸法提取金属的技术虽然有一定的历史，但与酸浸法相比，采用氨浸法处理电镀污泥的研究报道相对较少，且以国内研究报道居多。
[0010]随着技术的发展，电镀污泥的处理处置逐渐向回收利用有价资源的方向发展。酸浸法作为目前最成熟的工艺，国内外的研究和应用比较多，如中国专ZL201010117128.8公开了一种从冶金废料(主要是其中有铁硅酸盐和铁酸盐含铜、钴、镍、锌等有价金属的冶炼渣、浸出渣和烟尘)中回收有价金属的方法，包括下述步骤:1)酸解:将冶金废料与水、硫酸混合，使其反应分解以释放出其中结合的有价金属;2)焙烧:将酸解后的物料与硫料混合得混合料，然后通入空气焙烧;其中所述硫料为含有非氧化态硫组分的物料，焙烧温度控制在450°C?800°C;3)浸出:焙烧后，焙砂加水浸出;4)回收:浸出后的矿浆固液分离后，得到含有价金属的溶液供回收其中有价金属。此回收方法浸出效率高，且经济、简便。但使用的硫化物焙烧会产生大量的硫化物污染环境，而且有价金属分离不彻底。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种能经济有效地从各种废料如含有镍、钴、铜、锌等的槽液、污泥、废液、废电池材料、废渣、废矿、废催化剂及烟尘等中回收铜与钴、镍、锌等有价金属的方法。
[0012]从各种含有色金属的废料中回收铜锌钴镍的方法，包括下述步骤:
(1)、溶解浸出:
将各种含有有色金属的废料混合，用球磨将废料磨细，细度要求200目-400目，然后加入到30%的硫酸中，同时加入氯酸钠，搅拌强度40?10rpm，第一次升温到50 °C以上，反应浸出I?3小时，然后，开始滴加水或步骤(2)、(4)的洗涤水，会产生大量的热量，温度控制在60?90°C，当温度过高时用冷却水降温，升温的冷却水可以用来第一次升温，可以两套设备联产以便节约能源;滴加洗涤水的时间I?2小时，加洗涤水完毕，搅拌2?3小时，以便可溶解的有色金属充分溶解浸出;废料、硫酸、水的质量比为1: 0.5?2:0.5?5;
(2)、压滤:
将溶解浸出液降温至50°C以下，压滤，滤渣经洗涤后去废渣处理车间进行烧结处理，滤渣需要多次洗涤，直到滤渣中金属含量低于0.1%，洗涤水返回步骤(I)溶解浸出工序，压滤母液进入下一道工序；
(3)、铜萃取:
浸出压滤母液送往铜萃取工序，经过萃取提取母液中的铜化合物，萃取液由萃取剂和稀释剂组成，萃取剂为LIX984和M5640的复合萃取剂，稀释剂为260#溶剂油，在室温下多级萃取，并通过多级油液分离器，萃取液即有机相收集在一起，水相进入下一道萃取，直至水相中铜化合物含量少于1%，最后的水相进入除铁压滤工序，有机相用配制的10%稀硫酸分段反萃得硫酸铜溶液;硫酸铜溶液采用电积回收铜；萃取液可多次重复使用;压滤母液、萃取液的质量比为1: 0.1?I;萃取液中萃取剂、稀释剂的质量比1: 8?10;萃取剂中LIX984、M5640的质量比1: 0.5?1.5;
(4)、除铁压滤:
铜萃取后的水相先用碱调节pH值为2.5?3.0，加入氧化剂，温度控制在20?50°C，反应
0.5?I小时，再加碱将pH调至3.5?3.8，压滤，压滤后的母液进入下一道工序，压滤母液要求Fe2+<0.05g/L;滤质即铁渣用温水进行洗涤，以提高镍收率，洗渣水返回步骤(I)溶解浸出工序;铁渣去废渣处理车间进行烧结处理；
(5)、粗锌萃取:
除铁压滤滤液即水相送往粗锌萃取工序，用10%硫酸微调pH值，pH值控制在I?3，经过萃取提取母液中的锌化合物及少量的Cu、Mn、Ca、Mg等杂质元素，萃取液由萃取剂和稀释剂组成，萃取剂为P204，稀释剂为260#溶剂油，在室温下多级萃取，直至水相中金属离子含量少于1%，水相进入下一道萃取，最后的水相进入钴镍分离工序，有机相用配制的10%稀硫酸分段反萃得含锌溶液，通过油液分离器后，加入碳酸钠中和沉淀得到粗制碳酸锌;萃取液即有机相可多次循环使用；除铁压滤滤液、萃取液的质量比为1: 0.1?I;萃取液中萃取剂、稀释剂的质量比1: 8?10;pH值控制在I?3;
(6)、镍钴分离: 粗锌萃取水相送往镍钴分离工序，用碳酸钠微调pH值，pH值控制在4?7，经过萃取提取水相中的钴化合物，萃取液由萃取剂和稀释剂组成，萃取剂为P507，稀释剂为260#溶剂油，在室温下多级萃取，直至水相中金属离子含量少于1%，水相进入下一道萃取，最后的水相进入镍沉淀工序，加入碳酸钠中和沉淀得碳酸镍或水相浓缩后用于电解生产电积镍;有机相用配制的10%稀硫酸分段反萃得含钴溶液。萃取液即有机相可多次循环使用；粗锌萃取水相、萃取液的质量比为1: 0.1?I;萃取液中萃取剂、稀释剂的质量比1: 8?10; pH值控制在4?7 ；
(7)、电积铜、电积镍。
[0013]所述步骤(I)中所述的含有有色金属的废料是指含有镍、钴、铜、锌等的槽液、污泥、废液、废电池材料、废渣、废矿、废催化剂及烟尘。
[0014]所述步骤(I)中所述的加水产生的热量用于加酸时的升温，热量循环利用。
[0015]所述步骤(2)中所述的洗涤水可以多次重复洗涤，洗涤水返回步骤(I)溶解浸出工序。
[0016]所述步骤(3)中所述的萃取液由萃取剂和稀释剂组成，萃取剂为LIX984和M5640的复合萃取剂，稀释剂为260#溶剂油;所述的多级萃取、多级油液分离的多级为3级以上。
[0017]所述步骤(4)中所述的碱为碳酸钠、碳酸氢钠中的一种;所述的氧化剂为双氧水、氯酸钠、高氯酸钠中的一种。
[0018]所述步骤(4)中所述的滤质即铁渣用温水进行洗涤，洗渣水返回步骤(I)溶解浸出工序;所述的铁渣去废渣处理车间进行烧结处理。
[0019]所述步骤(5)中所述的萃取液由萃取剂和稀释剂组成，萃取剂为P204，稀释剂为260#溶剂油;所述的多级萃取、多级油液分离的多级为3级以上。
[0020]所述步