專利名稱：一種分解鈷合金的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種材料再生循環(huán)領域，尤其涉及一種鈷合金的分解工藝。
背景技術：
鈷、銅的合金作為非洲鈷資源的初產品在2005年出現(xiàn)在中國的鈷原料市場上，各 大學院校、科研院所都在針對這種原料進行研究，主要集中于兩種工藝路線一是常壓氧化 分解，即在常用的分解槽中進行分解；二是高壓氧化分解，即是在高壓反應釜中進行分解。 這兩種方法在國內的鈷冶煉廠都有運用，但是金屬鈷的浸出率只能達到95%，銅的浸出率 達到97%，而且生產成本很高。其原因是鈷合金各元素之間的結合不是簡單的相互融合， 而是以化學鍵結合在一起，一般是以共價鍵的形式結合，而且成分復雜，還含有少量的硅和 硫，通常的酸分解工藝很難對它起到作用，分解出一噸鈷的費用在35000元以上。這兩種工 藝都是在酸性(硫酸或是鹽酸)體系中，在高溫(> 90°C )下，加入氧化劑，通過氧化劑對 金屬的氧化作用，來破壞合金中各元素之間的化學鍵，之后被酸分解而進入溶液中。常壓氧 化分解所使用的是固態(tài)或液態(tài)氧化劑，如氯酸鈉，雙氧水等；高壓氧化分解所使用的是氣態(tài) 氧化劑，如氧氣，氯氣等。常壓分解工藝設備簡單，操作方便。但是在常壓分解過程中，由于分解的溫度(> 900C )和初始酸度(4M左右)相對較高，在這種情況下，不管是固體氧化劑還是液體氧化 劑，都是容易分解的。從微觀角度來分析，由于氧化劑的功能團ClO3-或H2O2的半徑相對于 金屬間的共價結構來說大很多，所以不能很快地進入到合金的微觀結構中將金屬氧化，造 成自分解的浪費，氧化劑的使用量大大超出理論量，生產成本高。在高壓分解中，由于在密閉環(huán)境中進行，而且氣體氧化劑都是單質，所以氧化劑的 利用率較高。但是由于設備是在高溫(> 120°C )高壓(> 0. 5MPa)和高酸度(初始酸度 在4M左右)下運轉，所以對設備的材質要求，使用要求和維護要求都很高，而且設備使用壽 命相對較短，也造成生產成本的升高。

發(fā)明內容
針對上述技術問題，本發(fā)明提供了一種有效打開鈷合金，使之能被酸徹底分解且 易于操作、成本較低的技術方案。本發(fā)明所采取的技術方案是一種分解鈷合金的工藝，在配好底酸的槽中，配入濃 度為5 20g/L的鐵離子，將鈷合金加入槽中，升溫致85°C以上，慢慢加入氧化劑，加入氧化 劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全(分解為浸出液和浸出渣)。進一步在上述分解鈷合金的工藝中，所述底酸是硫酸、硝酸、鹽酸中的一種或幾 種，酸度值的當量濃度是2 6N。所述的氧化劑是氯酸鈉、硝酸鈉、雙氧水、純氧或者空氣 中的一種，加入速度分別為固體氧化劑氯酸鈉或硝酸鈉是50 500kg/h，液體氧化劑雙氧 水是1 lOOL/min，氣體氧化劑純氧或者空氣是10 lOOOL/min。所述鐵離子的反應機理 為:Fe3++e = Fe2+ ；Fe2+_e = Fe3+。
再進一步在上述分解鈷合金的工藝中，所述的鈷合金分解完全后還包括將浸出 液和浸出渣進行固液分離的步驟。所述的鈷合金是鈷銅合金。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明綜合利用現(xiàn)有常壓和高壓兩種分解技術工藝的優(yōu)點常 壓設備的使用成本很低，而高壓分解的氧化劑利用率高。本發(fā)明的特點就是利用常壓設備， 加入鐵離子作為添加劑，提高氧化劑的利用率。鐵離子是一個很好的氧化傳播體，通過Fe2+、 Fe3+之間的轉換，來傳遞氧化、還原的電子。加入的氧化劑將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+ 由于其離子半徑與合金中的金屬半徑相當，很容易地就能侵入到合金的晶粒結構中，將他 們氧化，自己被還原成Fe2+，然后又被氧化成Fe3+。這個過程相對于由C103_或H2O2來完成 要快得多。而且由C103_或H2O2氧化Fe2+的速度更快，很好地解決了固體和液體氧化劑在高 溫、高酸度的情況下容易自分解的問題，有效地提高了氧化劑的利用率。綜上所述，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點常壓生產設備使用壽命長、氧化劑 利用率高、生產成本低、鈷合金分解徹底。
具體實施例方式本發(fā)明的主旨是選用鐵離子用于氧化功能的有效傳遞?，F(xiàn)在技術中由于缺少鐵離 子這個氧化功能的傳遞體，使得氧化效率很低，造成氧化劑的消耗很高。特別是在反應的初 期，如果有一定量的鐵離子存在于溶液中，能很好地誘導反應的進行，很快打開合金體的內 部結構，完成對合金的分解作用。在進行分解之前要在溶液中加入一定量的鐵離子。然后 再開始加入氧化劑進行分解，這樣才能有效快速地分解合金。下面結合實施例對本發(fā)明的 內容作進一步詳述，實施例中所提及的內容并非對本發(fā)明的限定，方法中的時間和溫度的 選擇可因地制宜而對結果并無實質性影響。首先簡述本發(fā)明基本技術方案一種分解鈷合金的工藝，在配好底酸的槽中，配入 濃度為5 20g/L的鐵離子，將鈷合金加入槽中，升溫致85°C以上，慢慢加入氧化劑，加入氧 化劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全，分解為浸出液和浸出渣。實例1一種分解鈷合金的工藝，在配好底酸的槽中，槽中的底酸是硫酸，其酸度為6N，配 入濃度為7g/L的鐵離子，將鈷合金加入槽中，升溫致85 90°C，慢慢加入氯酸鈉做氧化劑， 加入速度50 500kg/h，加入氧化劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全(分解為浸 出液和浸出渣)。在生產用20M3的分解槽內，用電位滴定法測浸出液中的鈷濃度。以浸出 液中的鈷金屬量/投入鈷合金的鈷金屬量X 100%方式計算出浸出率，得出鈷的浸出率> 99%。實例2一種分解鈷合金的工藝，將鈷合金放在配好底酸的槽中，槽中的底酸是硝酸，其酸 度為6N，再在槽中配入濃度為7g/L的鐵離子，升溫致85 90°C，慢慢加入硝酸鈉做氧化 劑，加入速度50 500kg/h，加入氧化劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全(分解為 浸出液和浸出渣)。在生產用20113的分解槽內，用電位滴定法測浸出液中的鈷濃度。以浸 出液中的鈷金屬量/投入鈷合金的鈷金屬量X 100%方式計算出浸出率，得出鈷的浸出率 > 99%。實施例3
一種分解鈷合金的工藝，將鈷合金放在配好底酸的槽中，槽中的底酸是鹽酸，其酸 度為6N，再在槽中配入濃度為7g/L的鐵離子，升溫致85 90°C，慢慢加入雙氧水做氧化 劑，加入速度1 lOOL/min，加入氧化劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全(分解為 浸出液和浸出渣)。在生產用20M3的分解槽內，用電位滴定法測浸出液中的鈷濃度。以浸 出液中的鈷金屬量/投入鈷合金的鈷金屬量X 100%方式計算出浸出率，得出鈷的浸出率 > 99%。實施例4一種分解鈷合金的工藝，將鈷合金放在配好底酸的槽中，槽中的底酸是硫酸，其酸 度為6N，再在槽中配入濃度為7g/L的鐵離子，升溫致85 90°C，慢慢加入純氧做氧化劑， 加入速度10 lOOOL/min，加入氧化劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全(分解為浸 出液和浸出渣)。在生產用20M3的分解槽內，用電位滴定法測浸出液中的鈷濃度。以浸出 液中的鈷金屬量/投入鈷合金的鈷金屬量X 100%方式計算出浸出率，得出鈷的浸出率> 99%。實施例5一種分解鈷合金的工藝，將鈷合金放在配好底酸的槽中，槽中的底酸是鹽酸，其酸 度為4N，再在槽中配入濃度為15g/L的鐵離子，升溫致90°C以上，慢慢通入空氣做氧化劑， 加入速度10 lOOOL/min，加入氧化劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全(分解為浸 出液和浸出渣)。在生產用20M3的分解槽內，用電位滴定法測浸出液中的鈷濃度。以浸出 液中的鈷金屬量/投入鈷合金的鈷金屬量X 100%方式計算出浸出率，得出鈷的浸出率> 99%。
權利要求
一種分解鈷合金的工藝，其特征在于在配好底酸的槽中，配入濃度為5～20g/L的鐵離子，將鈷合金加入槽中，升溫致85℃以上，慢慢加入氧化劑，加入氧化劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全，分解為浸出液和浸出渣。
2.根據(jù)權利要求1所述的分解鈷合金的工藝，其特征在于所述底酸是硫酸、硝酸、鹽 酸中的一種或幾種，酸度值的當量濃度是2 6N。
3.根據(jù)權利要求2所述的分解鈷合金的工藝，其特征在于所述的氧化劑是氯酸鈉、硝 酸鈉、雙氧水、純氧或者空氣中的一種或幾種，加入速度分別為固體氧化劑氯酸鈉或硝酸鈉 是50 500kg/h，液體氧化劑雙氧水是1 lOOL/min，氣體氧化劑純氧或者空氣是10 1000L/min。
4.根據(jù)權利要求3所述的分解鈷合金的工藝，其特征在于所述鐵離子的反應機理為 Fe3++e = Fe2+ ；Fe2+_e = Fe3+。
5.根據(jù)權利要求1-4中擇一所述的分解鈷合金的工藝，其特征在于所述的鈷合金分 解完全后還包括將浸出液和浸出渣進行固液分離的步驟。
6.根據(jù)權利要求1-4中擇一所述的分解鈷合金的工藝，其特征在于所述的鈷合金是 鈷銅合金。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分解鈷合金的工藝，在配好底酸的槽中，配入濃度為5～20g/L的鐵離子，將鈷合金加入槽中，升溫致85℃以上，慢慢加入氧化劑，加入氧化劑的時間大于1小時，直至鈷合金分解完全，分解為浸出液和浸出渣。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點常壓生產設備使用壽命長、氧化劑利用率高、生產成本低、鈷合金分解徹底。
文檔編號C22B15/00GK101906537SQ20101022296
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權日2010年7月8日
發(fā)明者鐘輝 申請人:英德佳納金屬科技有限公司