本發(fā)明涉及有色金屬濕法冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種旋流電解浸出直接處理鎳鈷合金廢料的方法。
背景技術(shù)：
鎳和鈷作為合金化元素得到廣泛應(yīng)用，分別用于生產(chǎn)不銹鋼、高溫合金、磁性材料及催化劑等。如今鎳鈷在現(xiàn)代工業(yè)中的需求量不斷提高，而鎳鉆礦產(chǎn)資源卻日漸貧乏，因此，綜合開發(fā)利用各種含鎳、鈷的二次資源具有十分重要的意義。
高溫合金廢料含有大量的鎳、鈷和稀有元素如錸、鎢等。國(guó)外高溫合金廠憑借其先進(jìn)再生技術(shù)可實(shí)現(xiàn)廢舊高溫合金的再生利用，而國(guó)內(nèi)只能對(duì)其進(jìn)行降級(jí)使用或大量堆存，造成鎳鈷資源的大量浪費(fèi)。處理該類廢舊高溫合金的方法主要有火法和濕法。火法存在設(shè)備投資大、粉塵廢氣廢渣多、資金積壓嚴(yán)重、金屬回收率低等缺點(diǎn)。針對(duì)火法工藝的不足之處，近年來越來越重視開發(fā)具有資金周轉(zhuǎn)快、環(huán)境污染小、金屬直收率高的濕法工藝。
旋流電解技術(shù)是一種新興的電解技術(shù)，在電解過程中由于高速液流的傳質(zhì)作用，能極大地降低濃差極化，能夠高效高選擇性地完成電解。近年來，旋流電解技術(shù)在多金屬的提純與分離方面呈現(xiàn)出明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成為重金屬濕法生產(chǎn)與回收的一個(gè)重要發(fā)展方向。但其研究及應(yīng)用主要集中在凈化階段，即利用電解過程中陰極的還原作用對(duì)金屬離子進(jìn)行沉積，以達(dá)到凈化提純作用，而對(duì)于其陽極的強(qiáng)氧化作用在現(xiàn)階段仍沒有研究案例。而且在處理鎳鈷合金廢料漿料方面，仍然沒有采用旋流電解的先例。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種處理鎳鈷合金廢料的方法，該方法首次將旋流電解技術(shù)應(yīng)用于鎳鈷合金廢料漿料的電解浸出中，流程短，反應(yīng)速度快，反應(yīng)過程中傳質(zhì)均勻，是一種清潔高效的冶金工藝。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，
一種處理鎳鈷合金廢料的方法，包括以下步驟：
（1）將稀硫酸溶液與鎳鈷合金廢料按液固體積質(zhì)量比為6-12 ml:1g（優(yōu)選8-10ml:1g）混合均勻，得漿料；
所述稀硫酸濃度優(yōu)選為180-200g/L；
（2）將漿料置于漿料槽中，漿料通過氣動(dòng)泵進(jìn)入旋流電解系統(tǒng)（漿料的進(jìn)料速度優(yōu)選0.2-4.0 L/min，更優(yōu)選0.5-2.0 L/min），進(jìn)行旋流電解，旋流電解的條件為：溫度55-85℃，陰極電流密度為100-200A/m2；經(jīng)電解后漿料重新進(jìn)入漿料槽中，如此循環(huán)，直至電解浸出完全。
本發(fā)明的方法中，所用電解方法為旋流電解，使用一對(duì)同心管，而不是平面電極，在高電流密度條件下以目標(biāo)溶液的高速旋流方式極大的強(qiáng)化傳質(zhì)過程，克服傳統(tǒng)電解工藝中易產(chǎn)生“礦漿貧化區(qū)”的問題，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)金屬離子的高效傳遞。
與現(xiàn)有的隔膜電解相比較，本發(fā)明采用旋流的方式進(jìn)行電氧化過程。與旋流電積相比較，本發(fā)明是利用陽極的電氧化能力浸出礦物。
本發(fā)明利用電解過程中陽極的強(qiáng)氧化作用對(duì)礦物進(jìn)行氧化浸出，創(chuàng)新地將旋流電解應(yīng)用于礦物漿料的處理領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)在常規(guī)條件，即較低的溫度和壓力下，對(duì)鎳鈷合金廢料的高效處理，是一項(xiàng)高效、清潔的工藝。
一種適用于上述方法的裝置，由送漿系統(tǒng)和旋流電解系統(tǒng)兩部分組成，送漿系統(tǒng)由漿料槽和氣動(dòng)泵組成，漿料槽中設(shè)有攪拌槳，以保持漿料混合均勻的狀態(tài)，氣動(dòng)泵可以使?jié){料按照一定速度進(jìn)入電解系統(tǒng)。旋流電解系統(tǒng)中設(shè)有隔膜，將漿料和電解液分隔開，漿料經(jīng)電解后，重新回到漿料槽進(jìn)行循環(huán)電解。
本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：
1、首次將旋流電解浸出技術(shù)應(yīng)用于鎳鈷合金廢料的漿料電解中，相比傳統(tǒng)的生產(chǎn)提純過程，極大強(qiáng)化傳質(zhì)過程，能克服傳統(tǒng)電解工藝中易產(chǎn)生“礦漿貧化區(qū)”的問題，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)金屬離子的高效傳遞。
2、充分利用電解過程中陽極的強(qiáng)氧化作用，不需加入氧化劑，能極大縮短濕法冶金技術(shù)流程，充分利用資源，大大降低成本和能耗，大幅提高金屬回收率，產(chǎn)品質(zhì)量高。
3、漿料在送漿系統(tǒng)和電解系統(tǒng)中循環(huán)，傳質(zhì)過程非常充分，經(jīng)循環(huán)電解后，礦物中的鈷和鎳依次沉積在陰極，得到高效回收。
4、本發(fā)明流程閉路循環(huán)，三廢排放少，環(huán)境友好。
5、本發(fā)明所采用裝置的旋流電解系統(tǒng)和送漿系統(tǒng)分開，更換漿料時(shí)的操作簡(jiǎn)便快捷。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1為陽極，2為陰極，3為隔膜，4為漿料，5為電解液，6為氣動(dòng)泵，7為攪拌槳，8為漿料。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)原料為鎳基合金廢料，主要化學(xué)成分(％)：Ni 63.61、Co 8.53、W 7.11、Mo 5.10、Al 1.15、Cr 2.21、Ta 6.38、Nb 0.50。具有較高的回收價(jià)值。
本實(shí)施例之處理鎳鈷合金廢料的方法，包括以下步驟：
（1）將鎳鈷合金廢料磨細(xì)，過200目篩；將稀硫酸溶液與鎳鈷合金廢料按液固體積質(zhì)量比為8 ml:1g混合均勻，得漿料；
所述稀硫酸濃度為200g/L；
（2）將漿料置于漿料槽中，漿料通過氣動(dòng)泵（漿料的進(jìn)料速度為0.3L/min）進(jìn)入旋流電解系統(tǒng)，進(jìn)行旋流電解，旋流電解的條件為：溫度75℃，陰極電流密度為150A/m2。經(jīng)電解后漿料重新進(jìn)入漿料槽中，如此循環(huán)，電解時(shí)間1h。
本實(shí)施例電解完成后，鎳和鈷的浸出率分別達(dá)到95.13%和90.5%，陰極得到的鎳的純度達(dá)到98.74%。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)原料為鎳基合金廢料，主要化學(xué)成分(％)：Ni 63.61、Co 8.53、W 7.11、Mo 5.10、Al 1.15、Cr 2.21、Ta 6.38、Nb 0.50。具有較高的回收價(jià)值。
本實(shí)施例之旋流電解浸出直接處理鎳鈷合金肥料的方法，包括以下步驟：
（1）將鎳鈷合金廢料磨細(xì)，過200目篩；將稀硫酸溶液與鎳鈷合金廢料按液固體積質(zhì)量比為10 ml:1g混合均勻，得漿料；
所述稀硫酸濃度為180g/L；
（2）將漿料置于漿料槽中，漿料通過氣動(dòng)泵（漿料的進(jìn)料速度為0.5L/min）進(jìn)入旋流電解系統(tǒng)，進(jìn)行旋流電解，旋流電解的條件為：溫度85℃，陰極電流密度為160A/m2。經(jīng)電解后漿料重新進(jìn)入漿料槽中，如此循環(huán)，電解時(shí)間1.5h。
本實(shí)施例電解完成后，鎳和鈷的浸出率達(dá)到98.11%和95.20%，陰極鎳的純度達(dá)到97.47%。