从含钴磁钢渣中制取镍钴制品

    一、概述     金属磁性材料广泛应用于国防和国民经济各部门，如雷达、电表、电机、自动化仪表及医疗器械等，特别是含有镍、钴14％～34％合金的永磁材料。冶炼、浇涛、加工过程中产出的废渣、废品和磨屑是很好的提钴、镍的原料。处理这些原料与处理原矿相比，冶炼方法简单，加工成本低，金属回收率高。     目前处理含钴、镍磁钢废料的工艺如下：     （一）硫酸溶解、加入硝酸以提高溶解速度，溶后液用黄铁矾法除铁，深化除铝等杂质、氯气或次氯酸钠法沉钴，实现钴镍分离。可以生产相应的镍、钴氧化物、碳酸盐，或深加工成相应的镍钴盐类。磁钢渣处理工艺流程图见图1。 

 图1  磁钢渣处理工艺流程     （二）采用萃取法代替氯气沉钴工艺，如P204－Na盐萃取除杂质，P204－Na盐萃取分离镍、钴。亦可采用脂肪酸萃取除铁、铝、P204－Na盐萃取分离工艺。由于萃取工艺有价金属回收率高，劳动条件好，产品质量优良，操作技术条件易掌握等特点，越来越得到生产厂家重视。     P204－Na盐萃取除杂质，P204－Na萃取分离镍、钴以及制取相应的镍钴制品的工艺类同于可伐合金处理工艺，请参见本网站的（从废可伐合金中制取钴镍制品）。     镍钴含量低的废磁钢渣可与镍磷铁一起用火法冶炼，经吹炼制成镍阳极板后再电解精炼，请参见本网站的（用镍磷铁生产电解镍）。     二、原料     （一）五号磁钢废料、坩埚皮等成分如下（％）： 

Co	Ni	Fe	Cu	其它
～20	13	50	2	15

    （二）磁钢磨屑成分如下（％） 

Co	Ni	Fe	Cu
15～17	9～16	25～50	2～3
SiO2	CaO	Al2O3	H2O
4	0.5	7～8	21

     三、技术操作条件     （一）酸溶     磁钢渣磨屑含有砂轮碎屑及少量油污，处理前须先行除油，通过磁选机去掉磨屑中非磁成分。     1、除油     将磨屑置于炉中直火加热，直到无油烟冒出即为合格。     温度   300℃±    时间1～2h     2、磁选     磁钢磨屑为钴、镍、铁等永磁体细末，具有磁性，其中夹杂着少量砂轮磨屑碳化硅和机械夹杂的其它非磁性物质。磁选机的磁场强度为95493A/m，根据情况可磁选1～2次，选后磁性物质组成实例如下（％）： 

Co	Ni	Fe	Cu	Al2O3	SiO2
20	12	45	2	15	3

     磁选后磁性部分钴、镍含量与磁钢种类有关。     3、酸浸     液固比，一般控制溶后液金属离子浓度总和为120g/L，液固比取（8～10）∶1。     配酸，硫酸、盐酸用量为理论量的1.2倍。     温度，反应是放热反应，温度控制在90～95℃。     硝酸加入量，在酸溶温度下，硝酸分解成Nox（即黄烟），硝酸加入量和加入速度一般取决于物料性质及硝酸回收返回溶解的量，通常每吨磁钢废料加入95％浓硝酸100～200kg。     反应时间，视磁钢废料粒度及硝酸用量为4～8h。     终占pH值，1.0～1.5。     氮氧化物吸收一般方法如下：     （1）水吸收，空气氧化，Nox气体经过多段吸收，操作得当，烟囟排气看不见黄色。吸收后稀硝酸返回溶解。既消除环境污染又节省了硝酸。     （2）用稀碱液吸收，生成亚硝酸钠，可减轻Nox危害，但吸收后液不能返回重用。     通常酸溶时镍、钴回收率右达到95％～98％。     （二）黄钠铁矾法除铁     氯酸钠用量，为含铁量的0.35～0.4倍。     氧化温度   85℃     氧化时间   1h，保持2h。     沉矾控制温度  ≥95℃     沉矾pH值    1.5～2     沉矾时间     3～4h     中和剂Na₂CO₃浓度  7％～10％     矾渣过滤速度   0.5m³/（m²·h）     热水洗涤次数   2次     热水∶矾渣  2L∶1kg     钴镍回收率   97％～98％     （三）综合除杂质     控制pH值  4～5。     温度   70～80℃     Na₂CO₃中和剂浓度   80g/L     过滤速度0.3～0.5m³/（m²·h）     （四）镍钴制品生产     1、沉淀氢氧化钴     采用次氯酸钠法氧化沉淀钴，镍分离，次氯酸钠沉钴条件如下：     酸度   开始   pH＝1.5～2.5            过程中pH＝2.0            终点pH＝2～2.5     温度，50～60℃，终点提高至60～70℃（驱氯）     时间  4～6h     产品  Co（OH）₃，经过滤、洗涤后Co/Ni≥7∶1，沉钴后液含Co，0.4～0.5g/L。     钴渣干燥后其成分实例如下（％）： 

Co	Ni	Fe	Cu	Al
45	≤4.5	≤0.5	≤1	≤1

     2、沉淀碱式碳酸镍     沉钴后液用Na₂CO₃直接沉淀碱式碳酸镍。     温度，85℃     终点pH值，8～9     Na₂CO₃浓度150g/L     时间   4h     趁热过滤，热水洗涤2次，洗水∶碱式碳酸镍2L∶1kg     干燥后碱式碳酸镍成分实例如下（％） 

Ni	Co	Fe	Al	Cu
45	≤1	≤0.1	≤1	≤1

     四、产物     （一）粗氢氧化钴     实例，Co   45％   Ni≤4.5％     （二）粗氢氧化镍     实例，Ni   45％   Co≤1％     五、技术经济指标     （一）回收率，Ni   86.35％    Co   85.17％     （二）主要材料消耗（以处理每吨磁钢渣计）     H₂SO₄（93％）1t     HCL（35%）1.5t     HNO₃（65%）0.25t     Na₂CO₃  0.32t     NaOH    0.5t     NaClO₃  0.1t     液氯    0.1t     （三）水、电、汽消耗     水     200t     电     2000kW·h     蒸气   70t