鈷冶煉生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)報(bào)告

1、3 鈷冶煉冶煉工藝3.1鈷冶煉工藝流程綜述金屬鈷或鈷鹽的生產(chǎn)，由于原料的不同，生產(chǎn)工藝也不同；而使用不同的輔料在一定程度上也影響鈷生產(chǎn)工藝流程的選擇。3.1.1國外鈷冶煉工藝（1）含鈷黃鐵礦處理工藝國外含鈷黃鐵礦的處理工藝基本上相近，僅在原料的預(yù)處理上有一定的差異。如芬蘭outokumpu oy公司的kokkola鈷廠，所處理的黃鐵礦含co 0.00.7%，是將黃鐵礦焙燒焙砂急冷后直接浸出，目的是使焙燒焙砂中的fe盡可能轉(zhuǎn)化為不溶于酸的鐵氧化物，這樣在浸出液的處理上可以簡(jiǎn)化，降低處理成本。德國的duisburger kupfer hütte黃鐵礦處理廠，采用黃鐵礦燒渣生產(chǎn)鈷，燒渣成分

2、為：cu 0.81.5%，co 0.30.5%，zn 2.03.5，fe 5458%，s 2.54.0%，pb 0.30.7%，將焙燒焙砂氯化，使含鈷等金屬易于浸出，使之與鐵盡可能分離開。美國the pyrite co.公司的wilmington cobalt plant廠也是采用含鈷黃鐵礦為原料，其黃鐵礦含鈷達(dá)1.5%，其生產(chǎn)工藝與德國的duisburger kupfer hütte工藝相似。（2）銅鈷礦的處理工藝以含鈷和銅為主的氧化礦或硫化礦也是世界鈷生產(chǎn)的主要原料，由該原料生產(chǎn)的鈷量每年約10000 t以上。其典型的生產(chǎn)流程是扎伊爾gecamines公司的panda smelt

3、er廠與比利時(shí)metallurgie hoboken-overpelt s.a.公司的olen usine廠處理氧化銅鈷精礦的聯(lián)合流程。含co 68%，cu 512%氧化銅鈷精礦在panda smelter加工成為銅鈷鐵合金，產(chǎn)出含co 45%、cu 15%、fe 39%和cu 89%、co 4.5%、fe 4%的合金，該合金送到olen usine廠加工生產(chǎn)出金屬鈷和鈷鹽。贊比亞zambia consolidated mines ltd.公司的chambishi cobalt plant，處理的銅鈷礦精礦成分：co 34%，cu 1830%。先將銅鈷硫化精礦進(jìn)行氧化焙燒，產(chǎn)出的焙燒礦再經(jīng)多膛

4、爐氯化焙燒，氯化焙燒礦經(jīng)濕法處理得到鈷鹽，鈷鹽經(jīng)鍛燒和電爐熔煉產(chǎn)出金屬鈷，金屬鈷經(jīng)電解精煉得到商品鈷。（3）砷鈷礦的處理工藝每年全世界以砷鈷精礦為原料生產(chǎn)的鈷估計(jì)為30005000 t。加拿大的deloro smelting and refining co.公司的deloro cobalt plant廠，處理摩洛哥的砷鈷礦和加拿大自產(chǎn)的銀砷鈷礦，電爐熔煉產(chǎn)出的黃渣先經(jīng)焙燒后成為可溶性的鈷，電爐渣則經(jīng)鼓風(fēng)爐熔煉產(chǎn)出砷冰銅，鼓風(fēng)爐和黃渣焙燒煙塵回收as2o3，砷冰銅和黃渣浸出后的浸出液合并采用化學(xué)法凈化，然后生產(chǎn)金屬鈷。（4）銅鎳鈷礦的處理工藝大量的鈷是從鎳生產(chǎn)系統(tǒng)中綜合回收的。每年全世界以此類含

5、鈷料為原料生產(chǎn)的鈷在10000 t左右。從鎳冶金工藝中回收鈷根據(jù)鎳冶金工藝的不同而不同。在鎳的電解工藝中基本上采用非常類似的工藝，只是在最近將新工藝溶劑萃取技術(shù)用于ni-co的分離上。加拿大international metals co.公司的port colborne cobalt plant廠，從含co 0.1 g/l，ni 50 g/l，cu 0.3 g/l，fe 0.1 g/l鎳電解廢液中回收鈷，先采用化學(xué)方法凈化含鈷溶液，然后綜合沉淀產(chǎn)出co(oh)3，經(jīng)鍛燒得到氧化鈷，氧化鈷經(jīng)反射爐還原熔煉得到陽極鈷，再經(jīng)電解精煉后產(chǎn)出商品鈷。是英國的international metals co

6、.公司的clydach nickel refinery廠，從鎳羰基法生產(chǎn)工藝的殘?jiān)谢厥这?，采用的生產(chǎn)工藝流程為：羰基鈷渣經(jīng)氧化焙燒，焙砂浸出，浸出經(jīng)化學(xué)凈化，naocl和蘇打沉鈷產(chǎn)出粗氫氧化鈷，粗氫氧化鈷又經(jīng)復(fù)溶、凈化和二次沉鈷，產(chǎn)出精氫氧化鈷，氫氧化鈷經(jīng)鍛燒得商品氧化鈷。這兩個(gè)工藝在一定程度上相似。首先將鈷轉(zhuǎn)化到富鈷溶液中，然后用化學(xué)的方法凈化處理，最后得到金屬鈷或氧化鈷。（5）鋅冶金含鈷料鈷回收工藝少數(shù)鈷處理廠以鋅冶金過程中凈化處理時(shí)得到的含鈷料為原料生產(chǎn)金屬鈷或氧化鈷。澳大利亞的elect. zinc corp. of audtralia ltd.公司的risdon zinc plan

7、t廠用亞硝基萘酚除鈷得到的鈷渣提鈷。這種鈷渣經(jīng)過選礦獲得鈷精礦后煅燒得到氧化鈷。而意大利的monteponie montevecchio spa公司的marghera zinc plant廠則用亞硝基萘酚除鈷得到的鈷渣經(jīng)過直接煅燒，然后用硫酸進(jìn)行調(diào)漿硫酸化焙燒浸出除鐵除銅、鋅、鎘沉coco3溶解電解的工藝得到電解鈷。從上述分析可知，世界上各國由于含鈷原料的不同采用的生產(chǎn)方法各不一樣。但基本上都是將含鈷的物料溶解使鈷進(jìn)入溶液(或已經(jīng)在各種廢液中)，然后采用化學(xué)凈化法或萃取等方法除去各種雜質(zhì)特別是fe、cu、as等，然后進(jìn)行ni、co分離，鎳鈷分離通常利用co(iii)有較低的溶度積，用各類氧化劑

8、將co(ii)氧化為co(iii)后與ni分離或萃取分離ni、co。分離過程有時(shí)要反復(fù)進(jìn)行，使得鈷中的雜質(zhì)能有效地被分離。3.1.2 國內(nèi)鈷冶煉工藝我國主要由鈷土礦、砷鈷礦、硫鈷礦、銅鎳鈷礦等含鈷原料提取鈷。（1）鈷土礦處理工藝我國鈷土礦主要在云南、江西、廣東、福建、浙江等地，隨著近年來的開采和冶金處理，礦源基本上枯竭。云南易門有色選冶廠的鈷土礦的處理工藝是硫酸浸出萃取凈化草酸沉鈷煅燒。（2）砷鈷礦的處理工藝我國砷鈷礦的處理廠以贛州冶煉廠處理工藝為代表。它所處理的砷鈷礦是從摩洛哥進(jìn)口。砷鈷礦火法焙燒使砷以as2o3形態(tài)從物料中揮發(fā)出來，鈷轉(zhuǎn)化為易于酸浸的氧化物，再進(jìn)行溶液凈化-分離除雜后得到鈷

9、鹽，然后還原鈷鹽得到金屬鈷。（3）硫鈷礦的處理工藝我國硫鈷精礦的處理廠較多，如山東淄博鈷業(yè)有限公司、海南金億新材料有限公司、葫蘆島鋅廠、湖北光化磷肥廠、老河口光磷化工有限公司。在我國的鈷資源中，硫鈷精礦的鈷占現(xiàn)有鈷資源總量的3040%，是重要的鈷資源之一。以硫鈷精礦為原料的生產(chǎn)處理廠所采取的工藝流程基本上相似，如圖3-1。圖3-1a是葫蘆島鋅廠的硫鈷精礦生產(chǎn)氧化鈷及金屬鈷的的工藝流程，多數(shù)以硫鈷精礦為原料的廠家采用這種工藝。圖3-1b是老河口光磷化工有限公司的處理工藝流程，它所處理的硫鈷精礦是湖北大冶的含鈷黃鐵礦。部分黃鐵礦用來焙燒生產(chǎn)硫酸，其產(chǎn)出的焙砂與黃鐵礦精礦再混合配成含硫12%的混合礦

10、，然后進(jìn)入沸騰爐焙燒。硫鈷精礦和燒渣平均含鈷各為0.245%、0.258%。山東淄博鈷業(yè)有限公司生產(chǎn)工藝與老河口光磷化工有限公司的處理工藝相似，它所處理的礦為山東金嶺鐵礦的硫鈷精礦為主，外購海南、中條山、大冶等的硫鈷精礦，金嶺鐵礦的硫鈷精礦含鈷0.250.35%。硫鈷精礦硫酸化焙燒硫酸浸出焙 砂so2電弧爐還原陽極鈷電 解陰極鈷脂肪酸萃取除鐵、銅純凈硫酸鈷氯氣氧化沉鈷煅 燒氧化鈷硫鈷精礦硫酸化沸騰焙燒硫酸浸出焙 砂so2除 銅硫化沉鈷h2so4、naclo3浸出naf除鈣鎂p204萃取除雜p507萃取分離鎳鈷hcl反萃草酸沉鈷烘 干草酸鈷 a b 圖3-1 硫鈷精礦的處理工藝流程（4）鎳鈷礦的

11、處理工藝伴生鈷的銅鎳礦是我國重要的鈷資源之一，其占可供應(yīng)鈷資源量的50%以上。在鎳的冶金過程中，礦石在造锍熔煉時(shí)90%以上的鈷隨鎳一道進(jìn)入高鎳锍中，高鎳锍電解或加壓浸出時(shí)進(jìn)入溶液，溶液或電解液中的鈷用黑鎳氧化沉淀鈷得到鈷渣，這種含鈷渣即為提鈷的原料。鎳鈷渣的處理工藝如圖3-2。它是金川有色公司的處理工藝流程，采用純化學(xué)和萃取的方法處理鈷渣。虛線框中的工藝為萃取工藝。阜康冶煉廠也采用萃取工藝，但鎳鈷分離所使用的萃取劑不是p507，而是cyanex272，其它基本上相似。鎳鈷渣so2還原溶解na2clo3氧化除鐵反射爐燒結(jié)隔膜電解陰極鈷硫酸鈷溶液洗 滌naclo沉鈷p204溶劑萃取除鐵錳銅鋅純凈氯

12、化鈷草酸沉淀煅 燒氧化鈷p507溶劑萃取除鎳hcl反萃so2還原溶解naclo沉鈷電爐還原熔煉黃鈉鐵礬除鐵圖3-2 鎳鈷渣處理工藝流程四川銅鎳公司所采用的工藝與金川公司不同。在四川銅鎳公司中，鎳鈷渣用hcl還原溶解，黃鈉鐵礬(或仲辛醇萃取除鐵)除鐵，再用n235萃取分離鎳鈷，hcl反萃后的鈷溶液用330樹脂除鉛，717樹脂除鋅，再用330樹脂除鎳等一系列離子交換技術(shù)進(jìn)行深度凈化后電解得到電解鈷。重慶冶煉廠又與四川銅鎳公司、金川公司不同。鎳鈷渣用hcl還原溶解，用n235、tbp及溶劑油萃取除鐵，溶液濃縮后用n235萃取分離鎳鈷，反萃后的鈷溶液h2s除銅，氯氣氧化除as、fe，然后加高錳酸鉀除錳

13、，活性炭吸附有機(jī)物，330樹脂除微量鎳，最后電解得到金屬鈷。對(duì)于富鈷锍則采用加壓氧化浸出，然后硫代硫酸鈉除去部分銅，除銅后液用p204深度除銅，再用p507進(jìn)行鎳鈷分離，hcl反萃，反萃液氯化鈷用草酸沉淀，得到草酸鈷。草酸鈷用回轉(zhuǎn)窯煅燒得到氧化鈷。我國的鈷冶金工藝與國外的鈷冶金工藝相比，技術(shù)水平基本上相當(dāng)，所采取的工藝流程相似，僅原料相差比較大。綜合上述鈷生產(chǎn)工藝可知，不論采用何種鈷原料，鈷的生產(chǎn)工藝均可分解為三部分。1）可溶性鈷的制取。根據(jù)原料的不同，采用氧化或還原使鈷成為酸溶性的物質(zhì)。2）含鈷溶液的化學(xué)凈化或萃取凈化?；瘜W(xué)凈化是利用co(iii)的氫氧化物具有較低的溶度積，同時(shí)氫氧化鈷(i

14、ii)可以還原溶解于酸溶液中，這樣反復(fù)可以得到比較純凈的鈷鹽溶液；萃取除雜是利用不同的萃取劑對(duì)不同金屬離子的選擇性溶解而使得鈷溶液得到凈化。3）凈化得到的鈷鹽溶液可直接生產(chǎn)各類鈷鹽，或草酸沉淀得到草酸鈷，然后煅燒得到各類氧化物，或不溶陽極電解得到電解鈷，或?qū)Φ玫降难趸掃€原，然后進(jìn)行可溶陽極電解得到電解鈷。凈化后的鈷鹽溶液可根據(jù)市場(chǎng)需求的不同有效地調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以滿足市場(chǎng)的需求。3.2 冶煉工藝流程選擇3.2 流程選擇根據(jù)前面的不同鈷物料的處理工藝和現(xiàn)有處理鈷銅精礦的處理工藝，結(jié)合永平縣彌勒山鈷銅精礦及老爐渣的物料特點(diǎn)，我們采用圖1的處理工藝流程。該工藝一方面使廢的老爐渣和銅鈷精礦中的鈷和現(xiàn)有的

15、銅鈷精礦中的鈷得以回收，使含鈷資源得以充分利用，也使物料中的其它有價(jià)金屬如銅得以回收，資源得到綜合利用，另一方面，該工藝流程簡(jiǎn)短，適合地方工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)，該鈷處理工藝流程也適合處理砷鈷礦、鋅生產(chǎn)過程的鈷渣及各類鈷的中間物料，具有較強(qiáng)的鈷原料的實(shí)應(yīng)性，拓寬企業(yè)的生產(chǎn)原料的來源，有利于企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)。硫酸化焙燒使老爐渣中的鈷和鈷銅中的鈷轉(zhuǎn)化為可溶性的鈷鹽或化合物，并充分利用物料中元素硫，使有價(jià)金屬和脈石礦物形成可分離的不同物相。硫酸化焙燒的回轉(zhuǎn)窯可根據(jù)鈷原料的不同性質(zhì)，可進(jìn)行氧化焙燒或還原焙燒，使鈷轉(zhuǎn)化為酸可溶的鈷鹽或鈷化合物。浸出過程由二段逆流浸出組成。浸出過程實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬與脈石礦物的分離，也

16、使鈷轉(zhuǎn)化到溶液中，實(shí)現(xiàn)提取鈷或鈷鹽的第一步。一段采用低酸浸出，浸出液的ph值23，這樣減少或消除浸出液凈化時(shí)堿的消耗，二段浸出采用高酸浸出，使物料中的有價(jià)金屬能充分溶解，提高焙砂中的有價(jià)浸出率，從而提高該工藝的鈷等金屬的回收率。焙砂浸出液主要由co、cu有價(jià)金屬和fe、zn等雜質(zhì)的硫酸鹽和砷酸鹽和銻酸鹽所組成。為了使產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量符合產(chǎn)品的質(zhì)量要求，必須脫除雜質(zhì)fe和砷酸鹽及銻酸鹽。砷和銻是使其形成穩(wěn)定的砷酸鹽和銻酸鹽而從溶液中分離脫除，fe是使其氧化成高價(jià)鐵，然后高價(jià)鐵水解和與砷酸或銻酸形成穩(wěn)定的化合物的方法將其從溶液中脫除，為此我們采用廉價(jià)的氧化劑空氣進(jìn)行氧化低價(jià)的鐵。浸出液的凈化采用空

17、氣氧化進(jìn)行凈化處理，使溶液中影響銅電積的鐵、砷、銻等脫除，滿足電積過程對(duì)溶液中雜質(zhì)的要求。凈化后的溶液含有比較高的銅，與部分電積返回的后液混合后得到銅電積的電積液的要求，其中的少量的雜質(zhì)不影響電積過程和電積陰極銅的質(zhì)量，溶液中的鈷也不影響銅的電積，實(shí)際上在銅的電積過程中還需要添加硫酸鈷作為電積添加劑。電積銅后的廢電積液還含有較高的銅，為了使其中的銅充分回收，我們利用銅和鈷水解性能的差異。我們用廉價(jià)的中和劑石灰乳中和溶液，使溶液的中和終點(diǎn)的ph為6.07.5，使銅轉(zhuǎn)化為堿式鹽沉淀，然后從溶液中分離，實(shí)現(xiàn)與鈷分離的目的。產(chǎn)出的含銅渣返回二段浸出，使該渣中的銅得以回收。石灰中和除銅后的溶液主要由鈷等

18、組成，考慮目前的投資規(guī)模，我們將其處理生產(chǎn)出粗堿式碳酸鈷。如果將來資金容許和市場(chǎng)需要，再將堿式碳酸鈷進(jìn)行溶解化學(xué)深度凈化萃取的工藝處理，生產(chǎn)出工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的各類鈷鹽和氧化鈷等產(chǎn)品。沉鈷是是采用蘇打或碳銨沉淀溶液中的鈷，使鈷轉(zhuǎn)化為溶解度不高的堿式碳酸鈷。沉鈷時(shí)溶液中的部分雜質(zhì)元素如mg、cu、zn、ni等也和鈷一同沉淀，因此堿式碳酸鈷產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量高，該產(chǎn)品需要經(jīng)過進(jìn)一步的處理特別是凈化除去少量的雜質(zhì)后才能產(chǎn)出滿足市場(chǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的各類鈷產(chǎn)品。將來，如果需要生產(chǎn)市場(chǎng)需要的各類鈷鹽時(shí)，石灰除銅后液采用氧化的方法使鈷氧化為三價(jià)的鈷與溶液中的mg、ni、zn、cu等大部分雜質(zhì)分離，產(chǎn)出的氫氧化高鈷再還原

19、溶解，萃取分離少量的雜質(zhì)后得到純凈的氯化鈷溶液，或草酸沉淀得到草酸鈷，或草酸鈷焙燒產(chǎn)出氧化鈷等市場(chǎng)需要的各類鈷鹽。圖 鈷銅礦生產(chǎn)碳酸鈷工藝流程圖從工藝分析可知，該工藝流程簡(jiǎn)短，所需要的原材料消耗少，價(jià)值低，從而生產(chǎn)成本低，保障企業(yè)將具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。3.3 產(chǎn)品方案根據(jù)上述的生產(chǎn)流程，目前生產(chǎn)的產(chǎn)品為電積銅和粗碳酸鈷。銅已經(jīng)達(dá)到最終的產(chǎn)品，鈷仍然為中間物料，將來如果資金等允許，對(duì)粗碳酸鈷進(jìn)行進(jìn)一步的處理或從流程的最后進(jìn)行漂水或氯氣氧化沉淀，然后由該沉淀物生產(chǎn)各類鈷鹽或氧化鈷等產(chǎn)品。生產(chǎn)的電積銅達(dá)到gb的標(biāo)準(zhǔn)，碳酸鈷為中間物料，含鈷為45%。該工藝每天和全年產(chǎn)出的產(chǎn)品量如表表 每天或每年的產(chǎn)品

20、產(chǎn)出量名稱單位日產(chǎn)出量年產(chǎn)出量 1電解銅噸3.5491064.700 2碳酸鈷（折合金屬鈷）噸0.20160.3003.4過程3.4過程主要技術(shù)指標(biāo)和物料流量計(jì)算在該工藝過程中，鈷的回收率為68.50%，銅的回收率為91.5%。所處理的老爐渣和鈷銅精礦的成分見表。生產(chǎn)廠年工作300天，老爐渣和鈷銅精礦按1:1使用，年生產(chǎn)120噸碳酸鈷需要鈷銅精礦為(混合后的平均含鈷0.45%)：120×45%÷0.45%÷68.50%=8759.12(t/a)老爐渣由于在破碎細(xì)磨工序中有損失，其直收率和回收率尾99%，則老爐渣需要量為：8759.12÷99%=8847.

21、60(t/a)各工序的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和物料流量見下3.4.1破碎細(xì)磨工序老爐渣首先進(jìn)行破碎，破碎后粒度<50m，破碎后的老爐渣和回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出沉降室煙塵一同在球磨機(jī)中進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨后的粒度為-120目。破碎細(xì)磨工序物料各元素直收率和回收率為99%。該工序的日物料流量見表3.4.2混料工序混料過程是將老爐渣和鈷銅精礦及旋風(fēng)收塵器煙塵一同混均勻，目的是使該物料在焙燒過程中充分相互反應(yīng)，是物料中的鈷等有價(jià)金屬轉(zhuǎn)化為可酸溶的物質(zhì)?；炝线^程中物料有一定的飛揚(yáng)損失，飛揚(yáng)損失為物料量锝0.2%，各元素的回收率和直收率99.80%。混料過程的物料流量見表。3.4.3制粒工序制粒的目的是將混均勻的物料加入少量的

22、水分后形成顆粒，這樣在回轉(zhuǎn)窯焙燒時(shí)隨煙氣所帶到收塵系統(tǒng)的數(shù)量少，收塵系統(tǒng)符荷小，返料少，減少過程中循環(huán)的物料和過程損失。制粒顆粒大，不利用硫酸化焙燒的進(jìn)行，制粒的顆粒小，返料多，因此制粒后的物料粒徑為36mm，水分810%(選擇10%)，損失率0.2%，該工序的各元素的回收率和直收率為99.8%。該過程的物料流量見表。3.4.4焙燒工序焙燒是在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)將物料中的硫化物及氧化為硫酸鹽，同時(shí)也將老爐渣中的鈷硅酸鹽分解，使鈷也轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。焙燒溫度650680，物料高溫停留時(shí)間120150min，焙砂產(chǎn)率80%，空氣過剩系數(shù)160%。鈷、銅的硫酸化轉(zhuǎn)化率>95%。焙燒過程主要利用物料中的元素硫

23、燃燒作為熱源，如果該燃燒熱不足，利用回轉(zhuǎn)窯的燃燒室煤燃燒補(bǔ)充不足的熱源。焙燒脫硫率68.25%，as的揮發(fā)率49.79%，sb的揮發(fā)率34.26%，鈷和銅的直收率89.32%，回收率98.02%。焙燒過程的投入產(chǎn)出如表。3.4.5一段浸出工序?qū)⒒剞D(zhuǎn)窯產(chǎn)出的焙砂進(jìn)行濕磨，細(xì)磨后的焙砂顆粒粒度為-120目，細(xì)磨后礦漿打入中間槽，然后低流用砂泵打入一段浸出槽。用二段浸出液及二段浸出渣洗滌后液進(jìn)行調(diào)漿，液固比為2.5:1，浸出溫度5070，浸出時(shí)間120150min。一段浸出時(shí)鈷的浸出率30%，銅的浸出率70%，銻的浸出率10%，砷的浸出率75%，ni、fe、mg、s、zn的浸出率分別為40%、5%、

24、30%、96.67%、30%。浸出終點(diǎn)ph=2.03.5。一段浸出過程的物料流量如表。3.4.6二段浸出工序一段浸出料漿經(jīng)板框壓濾后的渣送入二段浸出槽，二段浸出用其前面的浸出渣洗滌水并補(bǔ)充部分新水后調(diào)漿，然后補(bǔ)加適量的硫酸進(jìn)行浸出。液固比為：2.0:1，浸出溫度6070，浸出時(shí)間150180min。一段浸出時(shí)鈷的浸出率93.30%，銅的浸出率96.65%，sb、as、ni、fe、mg、s、zn的浸出率分別為83.62%、69.83%、68.67%、10.61%、59.22%、97.46%、83.88%，浸出終點(diǎn)ph<0.5。 浸出工序的各元素浸出率為：co95.22%、cu98.12%、

25、fe15.08%、sb85.23%、mg71.03%、s97.80%、ni80.74%、as92.12%、zn88.51%。3.4.7氧化除鐵砷等工序氧化是將溶液中的鐵氧化為高價(jià)的鐵，其然后與溶液中的砷酸離子等結(jié)合為穩(wěn)定的砷酸鐵和高價(jià)鐵水解，從而脫除溶液中的砷鐵等雜質(zhì)。脫砷時(shí)首先采用空氣氧化溶液中的鐵，氧化時(shí)間150180min，氧化溫度6080，氧化終點(diǎn)的ph為2.53.5，空氣氧化后再攪拌30min。氧化后的渣進(jìn)行漿化洗滌，使渣中吸附的有價(jià)金屬盡可能被洗滌下來。氧化過程中鈷的損失率5%，銅的損失率3%，砷的脫除率98%，鐵的脫除率99%，sb、mg、s、ni、zn的脫除率分別為98%、5%

26、、0.05%、8%、5%，鈷的回收率92%，銅的回收率98%。氧化工序的物料流量如表。3.4.8電積工序氧化除雜后的溶液與部分的電積后液混合，調(diào)整電積前的溶液含銅4550g/l。電積的添加劑為硫脲，添加量為40g/t銅，電積的陰極電流密度160a/m2，電積溫度4555，同極間距100mm，槽電壓2v，電流效率85%，電耗21502250度/噸銅。陽極為鉛合金板。電積過程銅的直收率59.97%。種板槽的電積同銅電積，陰極為316l的不銹鋼。電積過程的物料流量如1表。3.4.9石灰中和沉銅電解后液含有較高的銅，在該溶液回收鈷以前必須將其中的銅回收。銅的回收采用中和沉銅的方法。石灰中和時(shí)首先將石灰

27、調(diào)漿，然后加入溶液中。中和過程的溫度6080，中和時(shí)間160210min，中和終點(diǎn)的ph=6.07.5，中和后再攪拌30min。中和渣用熱水洗滌，洗滌液和中和后液一同進(jìn)入下一工序。中和過程中，銅的沉淀率96.52%，元素fe、sb、mg、s、ni、as、zn的沉淀率分別為60.96%、91.44%、5.08%、99.5%、5.08%、81.28%、5.08%，鈷的直收率為94.92%。石灰中和過程的物料流量如表。3.3.10蘇打沉淀鈷蘇打沉鈷是利用蘇打與溶液中的硫酸鈷反應(yīng)生產(chǎn)在溶液中溶解度較小的堿式碳酸鈷沉淀，使鈷與其它部分雜質(zhì)和溶液分離。蘇打沉鈷過程中，程度溫度5070，沉鈷時(shí)間120150

28、min，蘇打或配成溶液加入沉鈷液中或直接加入沉鈷液中，蘇打分多次加入。蘇打加入完后，再攪拌30min。沉鈷過程中，鈷的回收率90%。 沉鈷后液送廢水進(jìn)行凈化，除去溶液中的重金屬，使溶液的派放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。3.4.11全流程的各種原材料和輔料消耗根據(jù)流程的物料流量計(jì)算，我們得到該工藝的全流程各中原材料和輔料的消耗如表。表 全流程的原材料和輔料消耗序號(hào)名稱單位日消耗年消耗 1煤噸10.500 2電萬度2.3000690.000 3硫酸噸9.8702961.000 4石灰（85%）噸10.731 5蘇打噸0.420126.000 6硫脲kg0.14242.600 7老爐渣噸29.4928847.60

29、0 8鈷銅精礦噸29.19708759.100 9鈷銅精礦噸30.1970 10鈷銅精礦噸31.1970 11鈷銅精礦噸32.1970 12鈷銅精礦噸33.1970 13鈷銅精礦噸34.1970 14鈷銅精礦噸35.19703.3 冶金計(jì)算3.4主要設(shè)備選型計(jì)算3.6.1老爐渣破碎按冶金計(jì)算，年處理老爐渣8847.6 t，物料粒度50140 mm，排料粒度要求小于20 mm，工作制度為：300 d/a，采用一班制作業(yè)，每班有效作業(yè)時(shí)間為6 h 。選用顎式破碎機(jī)：日處理物料量：8847/300=29.5（t/d）老爐渣堆比重：2.5 t/m3老爐渣體積：29.5/2.5=11.8 m3選用：pe

30、-150型顎式破碎機(jī)一臺(tái)，其最大生產(chǎn)能力為3m3/h，可滿足破碎要求。配套電機(jī)功率：5.5 kw。3.6.2磨礦年處理物料量9987.1 t，包括破碎后的老爐渣，硫酸化焙燒的返回料。要求干式磨礦、排料粒度小于0.5 mm；磨礦工作制度為：300 d/a，采用三班連續(xù)作業(yè)。日處理物料量：9987.1/300=33.29 （t/d）選用1500×1500 mm 干式球磨機(jī)一臺(tái)，生產(chǎn)能力為13 t/h，排料粒度0.4 mm，可滿足要求。配套電機(jī)功率：60 kw。3.6.3混料進(jìn)制粒機(jī)前的物料有磨細(xì)后的老爐渣和返回料及浮選銅精礦，制粒前須進(jìn)行混料，以保證物料化學(xué)成分均勻，并提高無聊的成球性能

31、，設(shè)計(jì)選用水泥攪拌機(jī)進(jìn)行混料?；炝瞎ぷ髦贫葹椋?00 d/a，采用三班連續(xù)作業(yè)。日處理物料量：63.4 t/d混料時(shí)間：5 min/次選用：j1-400型混凝土攪拌機(jī)一臺(tái)。攪拌機(jī)主要性能如下：額定裝料容量：400 l；額定出料容量：260 l；攪拌筒尺寸：1447×1178 mm；攪拌筒轉(zhuǎn)速：18 rpm；配套電機(jī)功率：7.5 kw。3.6.4制粒為保證焙捎質(zhì)量，要求物料經(jīng)制粒機(jī)制粒，選用圓筒制粒機(jī)制粒。制粒工作制度為：300 d/a，采用三班連續(xù)作業(yè)。日處理物料量：63.3 t/d；選用：1000×2200 mm圓筒制粒機(jī)一臺(tái)。制粒機(jī)生產(chǎn)能力：24 t/h；配套電機(jī)功率為

32、：10 kw。3.6.5硫酸化焙燒物料的硫酸化焙燒采用回轉(zhuǎn)窯，焙捎溫度630660，焙燒時(shí)間為4 h。焙燒工作制度為：300 d/a，采用三班連續(xù)作業(yè)。日處理物料量：63.3 t/d；回轉(zhuǎn)窯直徑計(jì)算：式中：g 生產(chǎn)能力，g=63.2/24=2.64（t/h）； v煙每噸產(chǎn)品離窯時(shí)的煙氣量，1501 m3/h； t尾煙氣離窯時(shí)的溫度，450； t窯尾排煙速度，1.2 m/s； 爐料在窯內(nèi)的填充系數(shù)，0.006。 =1.75（m）回轉(zhuǎn)窯有效內(nèi)徑為1800 mm?；剞D(zhuǎn)窯長度計(jì)算：l=式中：物料在窯內(nèi)的停留時(shí)間，5 h； 物料在窯內(nèi)的軸向移動(dòng)速度。 =5.78×d××n式

33、中：d回轉(zhuǎn)窯有效內(nèi)徑，1.8 m；回轉(zhuǎn)窯傾斜角，1.5°；n回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，0.5 rpm。l=5×5.78×1.8×1.5×0.5=39.015（m）取回轉(zhuǎn)窯長度為40 m，長徑比（l/d）為22.22?；剞D(zhuǎn)窯主要技術(shù)參數(shù)為：回轉(zhuǎn)窯有效內(nèi)徑：1800 mm；砌體厚度：200 mm；回轉(zhuǎn)窯外徑：2500 mm；回轉(zhuǎn)窯長度：40 mm；電機(jī)功率：30 kw。3.6.6一段浸出日處理焙砂45.4718 t/d，焙砂假比重為1.5，液固比2.5，浸出槽有效容積80%，作業(yè)率80%，操作周期5 h，日總?cè)莘e：45.4718×2.5+45.4718

34、/1.5=143.994（m3/d）選擇50 m3浸出槽，則需要的槽數(shù)為：143.994/80%/（24/5）/50=0.937（個(gè)）選擇50 m3機(jī)械攪拌槽1個(gè)，配80 m2板框壓濾機(jī)1臺(tái)。3.6.7二段浸出二段浸出液固比2.0，操作周期5 h。日處理量：40.92463+12.13996=53.06459（t/d）選擇50 m3機(jī)械攪拌槽2個(gè)，配80 m2板框壓濾機(jī)2臺(tái)，其中一套作為清洗渣和備用。3.6.8氧化除雜氧化除as、fe等雜質(zhì)的溶液量為：96.1404 m3，凈化槽有效容積取80%，作業(yè)率80%，操作周期7 h。選擇50 m3凈化槽，則需要的槽數(shù)為：96.1404/80%/（24

35、/7）/50=0.876（個(gè)）選擇50 m3機(jī)械攪拌槽2個(gè)，配80 m2板框壓濾機(jī)2臺(tái)。其中一套作為清洗渣用。3.6.9電解經(jīng)計(jì)算，銅電積的主要技術(shù)指標(biāo)如下：電流密度：160 a/mm2；電解溫度：5055；電流效率：85%；槽電壓：2 v。采用標(biāo)準(zhǔn)電解槽，尺寸為：2980×850×1460。陽極板尺寸：850×620×4陰極板尺寸：890×630電解槽同極距：100 mm每槽陽極片數(shù)：26片每槽陰極片數(shù)：25片每槽日產(chǎn)出電解銅：25×0.89×0.63×2×160×24×63.5&#

36、215;106×3600÷2÷96487=0.12753（t/d）日生產(chǎn)電解銅：3.54856 t/d，作業(yè)率90%，電流效率85%，共需電解槽數(shù)為：3.54856÷0.96÷0.85÷0.12753=36（槽） 種片槽：4個(gè)電解槽總數(shù)：40個(gè)。需要電流強(qiáng)度：25×2×0.89×0.63×160=4485.6（a）槽電壓：40×2=80（v）選擇4500a×100 v的可控硅整流器（恒流）1臺(tái)。3.6.10石灰中和石灰中和時(shí)日處理溶液106.1207 m3/d，操作周期為6

37、h，槽利用率80%，有效容積80%，需要50 m3反應(yīng)槽數(shù)量：106.1207÷80%÷80%÷（24/6）÷50 = 0.829（個(gè)）選擇50 m3機(jī)械攪拌槽1個(gè)，配80 m2板框壓濾機(jī)1臺(tái)。3.6.11碳酸鈉中和日處理溶液106.7762 m3/d，操作周期為6 h，槽利用率80%，有效容積80%，需要50 m3反應(yīng)槽數(shù)量：106.7767÷80%÷80%÷（24/6）÷50 = 0.829（個(gè)）選擇50 m3機(jī)械攪拌槽1個(gè)，配80 m2板框壓濾機(jī)1臺(tái)。3.5 冶煉收塵綜合利用車間冶煉收塵主要是對(duì)硫酸化焙燒回轉(zhuǎn)窯煙氣進(jìn)行凈化處理，最大程度地提高鈷回收率