分离回收铬钴的方法与流程

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1.本发明属于资源循环利用技术领域，具体涉及一种分离回收铬钴的方法。

背景技术：

2.钴金属是当今世界的重要战略金属，是制造锂电池、硬质合金领域的重要原料，它被行业称赞为“工业味精”。随着我国新能源产业的快速发展，对钴的需求也呈几何式增长。而我国钴资源缺乏，需要从国外进口大量钴产品。因此，对钴废料的资源化利用显得尤为重要。然而，钴废料的特点是成分复杂，含量差别大，处理工艺各不相同。因此，在实际生产过程中，会遇到钴与其他杂质元素的分离问题。钨钴热喷涂粉是一种重要的工业原料，在石油开采、造纸等领域具有广泛应用。钨钴热喷涂粉在生产及使用过程中会产生一定量的喷涂料废料，其主要成份为碳化钨、钴和铬，具有极大的回收价值。工业上一般采用酸浸法提取钴，但酸浸同时会使废料中的铬一并浸出，需要增加中和沉淀法除铬工艺，但除铬的同时会造成钴的损失，使钴的回收率降低。
3.因此，现有的分离回收铬钴的方法有待改进。

技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种分离回收铬钴的方法，该方法可以实现铬钴高效分离，且钴回收率高，经济效益显著。
5.在本发明的一个方面，本发明提出了一种分离回收铬钴的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
6.(1)伴随着超声，将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中，然后固液分离，以便得到氢氧化铬和沉铬后液；
7.(2)将第二碱溶液加入所述沉铬后液中，然后固液分离，以便得到氢氧化钴和废液。
8.根据本发明实施例的分离回收铬钴的方法，伴随着超声，通过将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中，然后固液分离，得到氢氧化铬和沉铬后液。由于铬离子与钴离子沉淀ph值相差不大，采用雾化后的第一碱溶液可以实现溶液终点ph的精准控制，同时可以避免铬钴溶液局部过碱而导致铬钴溶液中的铬离子和钴离子同时沉淀。超声可以振动破碎氢氧化铬，减少氢氧化铬上吸附的钴离子含量。然后将第二碱溶液加入得到的沉铬后液中，固液分离后得到氢氧化钴和废液。由此，该方法可以实现铬钴高效分离，且钴回收率高，经济效益显著。
9.另外，根据本发明上述实施例的分离回收铬钴的方法还可以具有如下附加的技术特征：
10.在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述铬钴溶液为高铬含钨废料的盐酸浸出液。
11.在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述铬钴溶液中，co
2+
浓度为40～83g/l，cr
3+
浓度为5～22g/l，ph为0～1。
12.在本发明的一些实施例中，所述第一碱溶液和第二碱溶液分别独立地包括氢氧化钠溶液、氢氧化铵溶液和氢氧化钾溶液中的至少之一。
13.在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述第一碱溶液的浓度为4～20wt％。由此，可以使得铬离子更好地沉淀，实现铬钴高效分离。
14.在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述第二碱溶液的浓度为20～50wt％。由此，有利于提升钴离子的回收率。
15.在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中的终点ph为4.5～5.5。由此，可以使得铬和钴较好地被分离。
16.在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述第二碱溶液加入所述沉铬后液中的终点ph为10～13。由此，有利于实现钴离子的高回收率。
17.在本发明的一些实施例中，该方法进一步包括：在步骤(1)中，在将所述雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中之前，预先将所述铬钴溶液加热至90～99℃。由此，防止氢氧化铬沉淀变成胶体，避免钴离子被吸附。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是根据本发明一个实施例的分离回收铬钴的方法流程示意图；
21.图2是根据本发明一个实施例的分离回收铬钴的工艺流程图。
具体实施方式
22.下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.在本发明的一个方面，本发明提出了一种分离回收铬钴的方法。根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
24.s100：伴随着超声，将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中，然后固液分离
25.该步骤中，伴随着超声，将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中，然后固液分离，得到氢氧化铬和沉铬后液。具体的，将铬钴溶液放入水浴装置中，开启超声波震动。第一碱溶液的雾化方式不受特别限制，例如可以用喷雾瓶将第一碱溶液雾化，同时铬钴溶液为高铬含钨废料的盐酸浸出液，且在铬钴溶液中，co
2+
浓度为40～83g/l，cr
3+
浓度为5～22g/l，ph为0～1。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对固液分离的方式进行选择，例如采用过滤的方式进行固液分离。同时第一碱溶液的具体类型并不受特别限制，例如第一碱溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化铵溶液和氢氧化钾溶液中的至少之一。
26.进一步地，第一碱溶液的浓度为4～20wt％。发明人发现，若第一碱溶液的浓度过高，第一碱溶液雾化时易形成液滴，使得铬钴溶液局部过碱而导致铬钴离子同时沉淀；若第
一碱溶液的浓度过低，则导致所需第一碱溶液的体积过多，造成资源浪费。
27.进一步地，雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中的终点ph为4.5～5.5。由此，可以实现铬钴溶液中铬离子的沉淀，而避免钴离子的沉淀，实现铬钨离子的高效分离。
28.进一步地，参考图2，在将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中之前，预先将铬钴溶液水浴加热至90～99℃。具体的，将铬钴溶液置于水浴装置中进行加热，升温至90～99℃，然后再将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中，终点ph值至4.5～5.5时，保温10～20min，防止氢氧化铬变成胶体后吸附钴离子，从而提高铬钴的分离效率。
29.s200：将第二碱溶液加入沉铬后液中，然后固液分离
30.该步骤中，将第二碱溶液加入沉铬后液中，然后固液分离，得到氢氧化钴和废液。具体的，在将第二碱溶液加入沉铬后液中后，搅拌60min，然后进行固液分离，得到的废液主要为钠盐废液。需要说明的是，第二碱溶液的具体类型并不受特别限制，例如第二碱溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化铵溶液和氢氧化钾溶液中的至少之一。固液分离的方式同于上文描述，此处不再赘述。进一步地，第二碱溶液的浓度为20～50wt％。进一步地，第二碱溶液加入所述沉铬后液中的终点ph为10～13。发明人发现，若终点ph过高，部分氢氧化钴开始溶解，造成钴损失，且增大成本；若终点ph过低，钴离子沉淀不完全，则会减少经济效益。
31.根据本发明实施例的分离回收铬钴的方法，伴随着超声，通过将铬钴溶液进行加热，升温至90～99℃，然后将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液终点ph至4.5～5.5，保温10～30min，然后进行固液分离，得到氢氧化铬和沉铬后液。铬离子与钴离子沉淀ph值相差不大，将第一碱溶液雾化可以避免铬钴溶液局部过碱而导致铬钴溶液中的铬离子和钴离子同时沉淀；将铬钴溶液进行加热，并且在铬钴溶液终点ph至4.5～5.5时保温，则可以避免氢氧化铬变成胶体后吸附钴离子；超声可以破碎氢氧化铬，减少氢氧化铬上吸附的钴离子含量。然后将第二碱溶液加入得到的沉铬后液中，调节沉铬后液的终点ph值为10～13，固液分离得到氢氧化钴和废液。由此，该方法可以实现铬钴高效分离，且钴回收率高，经济效益显著。
32.下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
33.以高铬含钨废料的盐酸浸出液作为研究对象，经过测定，其主要成分和相应含量如下：
34.成分co
2+
cr
3+h+
浓度83g/l22g/l0.2mol/l
35.实施例1
36.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃，同时开启超声波振动。然后将10wt％氢氧化钠溶液通过雾化器雾化后加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至5.0。然后保温20min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为0.87wt％。
37.(2)除铬滤液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％，钴回收率
为99.72％。
38.实施例2
39.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃，同时开启超声波振动。将10wt％氢氧化钠溶液通过雾化器雾化后加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至4.5。保温30min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为0.71wt％。
40.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.11wt％。钴回收率为99.78％。
41.实施例3
42.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃，同时开启超声波振动。将10wt％氢氧化钠溶液通过雾化器雾化后加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至5.5，然后保温10min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为1.82wt％。
43.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％。钴回收率为99.42％。
44.实施例4
45.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃，同时开启超声波振动。将10wt％氢氧化钠溶液通过雾化器雾化后加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至5.0。保温20min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为1.42wt％。
46.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％。钴回收率为99.55％。
47.实施例5
48.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至95℃，同时开启超声波振动。将10wt％氢氧化钠溶液通过雾化器雾化后加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至5.0。保温20min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为1.03wt％。
49.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％。钴回收率为99.67％。
50.实施例6
51.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃，同时开启超声波振动。将15wt％氢氧化钠溶液通过雾化器雾化后加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至5.0。保温30min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为2.85wt％。
52.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％。钴回收率为99.08％。
53.实施例7
54.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃，同时开启超声波振动。将
20wt％氢氧化钠溶液通过雾化器雾化后加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至6.0。保温20min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为5.32wt％。
55.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％。钴回收率为98.23％。
56.对比例1
57.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃。将40wt％氢氧化钠溶液通过雾化器雾化后加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至5.0。保温20min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为9.72wt％。
58.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％。钴回收率为96.62％。
59.对比例2
60.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃，同时开启超声波振动。将10wt％氢氧化钠溶液逐滴加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至5.0。保温20min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为11.56wt％。
61.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％。钴回收率为95.89％。
62.对比例3
63.(1)取200ml铬钴溶液放置于水浴中加热，升温至99℃。将10wt％氢氧化钠溶液逐滴加入铬钴溶液中，调节铬钴溶液ph值至5.0。保温20min后进行热过滤，得到氢氧化铬和除铬后液。经测定，氢氧化铬中钴的含量为24.21wt％。
64.(2)除铬后液中滴加50wt％氢氧化钠溶液，调节除铬后液ph值为12，搅拌60min后进行过滤，得到氢氧化钴和钠盐废液。经测定，氢氧化钴中铬的含量为0.01wt％。钴回收率为89.96％。
65.表1为实施例1-7和对比例1-3在不同条件下得到的氢氧化铬中钴含量和钴回收率结果
[0066][0067]
从表1中结果可知，实施例1-7中，分离得到的氢氧化铬中钴含量(wt％)相对较低，同时分离得到的氢氧化钴中钴回收率较高。对比例1-3中，分离得到的氢氧化铬中钴含量(wt％)相对较高，同时分离得到的氢氧化钴中钴回收率较低。综合来看，本技术的分离回收铬钴的方法可以实现铬钴的高效分离，且钴回收率高，经济效益显著。
[0068]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0069]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种分离回收铬钴的方法，其特征在于，包括：(1)伴随着超声，将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中，然后固液分离，以便得到氢氧化铬和沉铬后液；(2)将第二碱溶液加入所述沉铬后液中，然后固液分离，以便得到氢氧化钴和废液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述铬钴溶液为高铬含钨废料的盐酸浸出液。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述铬钴溶液中，co
2+
浓度为40～83g/l，cr
3+
浓度为5～22g/l，ph为0～1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一碱溶液和第二碱溶液分别独立地包括氢氧化钠溶液、氢氧化铵溶液和氢氧化钾溶液中的至少之一。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一碱溶液的浓度为4～20wt％。6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第二碱溶液的浓度为20～50wt％。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中的终点ph为4.5～5.5。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第二碱溶液加入所述沉铬后液中的终点ph为10～13。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在步骤(1)中，在将所述雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中之前，预先将所述铬钴溶液加热至90～99℃。

技术总结

本发明公开了一种分离回收铬钴的方法，该方法包括：(1)伴随着超声，将雾化后的第一碱溶液加入铬钴溶液中，然后固液分离，以便得到氢氧化铬和沉铬后液；(2)将第二碱溶液加入沉铬后液中，然后固液分离，以便得到氢氧化钴和废液。由此，该方法可以实现铬钴高效分离，且钴回收率高，经济效益显著。经济效益显著。经济效益显著。