剛果金是中國主要的鈷原料進口來源國。以往當?shù)仄髽I(yè)會為了節(jié)約成本，通過碳酸鈉提取鈷，但成品碳酸鈷雜質(zhì)多，含有大量納鹽，也對環(huán)境會造成很大破壞。近年來，活性氧化鎂作為沉鈷劑得到大量應(yīng)用，用量少成本低，也可以節(jié)省物流和倉儲的費用，也是環(huán)保的生產(chǎn)鈷產(chǎn)品方案。我們試圖通過追蹤現(xiàn)工藝沉鈷用料及產(chǎn)出比例與活性氧化鎂出口量，確定粗制氫氧化鈷產(chǎn)量，進而對鈷原料供應(yīng)做出預判。
氧化鎂沉鈷工藝主要流程為除雜-一段沉鈷-二段沉鈷-過濾洗滌-閃蒸干燥流程制備高品位粗制氫氧化鈷產(chǎn)品。
1)現(xiàn)行的氧化鎂沉鈷工藝，沉鈷前液鈷濃度較高，普遍為2g/L-10g/L。下面我們以剛果(金)某銅鈷礦經(jīng)過磨礦、攪浸、萃取等工序處理后所得低銅硫酸鈷溶液作為生產(chǎn)原料，工業(yè)級生石灰、焦亞硫酸鈉、氧化鎂、壓縮空氣為輔料，探究沉鈷后粗制氫氧化鈷的鈷含量。
處理工藝主要由除雜、沉鈷等工序組成。除雜是通過向低銅含鈷萃余液中加入一定比例的焦亞硫酸鈉漿料與壓縮空氣，調(diào)節(jié)反應(yīng)氧化還原環(huán)境，將難水解沉淀的Fe2+氧化成更易水解沉淀的Fe3+，同時通入生石灰漿料調(diào)節(jié)溶液pH值，實現(xiàn)去除絕大部分鐵離子的目的，另外Cu、Mn等雜質(zhì)離子在除雜過程中也能部分去除。沉鈷主要是通過加入活性氧化鎂漿料，控制反應(yīng)pH值，使溶液中Co離子以Co(OH)2沉淀物析出，再通過壓濾機漿化洗滌、閃蒸干燥等工序獲得含水約8%的氫氧化鈷干料產(chǎn)品。
在生石灰濃度15%、反應(yīng)時間5h、反應(yīng)pH=4.5、電位420mV的優(yōu)化除雜條件下，除鐵率為99.5%;在反應(yīng)pH=8.0、反應(yīng)時間6h、氧化鎂加入量(tMgO/tCo)1.0的最優(yōu)條件下，氫氧化鈷Co品位達45.6%;二段沉鈷優(yōu)化的工藝條件為:反應(yīng)時間3h、反應(yīng)pH=9.0，此優(yōu)化條件下獲得的二段沉鈷渣Co含量達34.2%，并將此二段沉鈷渣全部返回一段沉鈷作為反應(yīng)晶種，鈷鹽產(chǎn)品Co含量達39.65%，鈷回收率達99%以上。據(jù)測算，此條件下1t MgO可沉粗制氫氧化鈷3.98t。
2)對于含鈷濃度在1g/L~2g/L的溶液，沉鈷產(chǎn)品質(zhì)量較不穩(wěn)定，所得氫氧化鈷中鈷品位則偏低。不過，一項研究表明，通過改善氧化鎂配置濃度、一段沉鈷反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)終點pH值等工藝條件，1-2g/L低鈷料液可制取鈷含量為33%左右，鈷回收率94%以上。此條件下1t MgO可沉粗制氫氧化鈷3t。