硫酸鈷溶液除鎂試驗研究與應用

張軍（金川集團股份有限公司鎳冶煉廠，甘肅金昌737100）

硫酸鈷溶液除鎂試驗研究與應用

張軍（金川集團股份有限公司鎳冶煉廠，甘肅金昌737100）

金川集團股份有限公司鎳冶煉廠某生產線P507反萃鈷使用4mol/L硫酸，反萃液即硫酸鈷含鎂高于35g/L，下游工序無法接收。針對硫酸鈷含鎂問題，本文研究了室溫下利用氫氧化鈉、碳酸鈉調整pH值進行沉淀，利用鈷、鎂沉淀pH值不同，最終實現鈷鎂分離。試驗結果表明：碳酸鈉沉淀分離鈷鎂比氫氧化鈉效果更好，在室溫條件下，調整pH值至7.0-8.0，除鎂后液含鈷可以達到0.03g/L，除鎂率可達到98%以上。

硫酸鈷;除鎂;pH值

金川集團股份有限公司鎳冶煉廠某生產線P507反萃鈷原設計為1.0-1.2 mol/L硫酸。經過投產以來的觀察，硫酸反萃最佳濃度為4mol/L。但不論濃度高低，只要反萃酸使用硫酸，生成硫酸鈷后很快就有結晶出現。主要原因是CoSO4·7H2O在30℃時即從溶液中結晶析出，得到六水硫酸鈷CoSO4·6H2O。硫酸鈷結晶形成速度快，且易結塊，很容易將萃取箱導流管、混合室潛室內、攪拌以及混合室溢流堰等處堵塞，導致P507無法正常運行。結晶嚴重時甚至出現24小時即可將整個澄清室堵死，處理辦法就是通過人力將結晶一鍬一鍬鏟出，勞動強度大且存在滑跌、淹溺等隱患。

為解決硫酸鈷溶液含鎂問題，本文作者通過小型試驗研究，對比氫氧化鈉、碳酸鈉在不同pH值下分離鈷、鎂能力，以期找到解決鈷、鎂分離的方法。

1 試驗

1.1 試驗材料

試驗所用硫酸鈷成份見表1.

表1 硫酸鈷成份(g/L)

1.2 試驗設備及試劑

試驗主要設備：攪拌、燒杯、抽濾瓶、1000mL量筒、濾紙、廣泛試紙

試劑：氫氧化鈉（4mol/L）、碳酸鈉（120g/L）

1.3 試驗方法

用量筒量取一定體積的硫酸鈷溶液倒入燒杯中，開啟攪拌，分組緩慢加入氫氧化鈉、碳酸鈉調整pH值，分別針對pH值6.0-9.0進行試驗，達到終點pH后停止攪拌，使用濾布過濾，分析除鎂后液、除鎂渣中鈷、鎂成分，計算除鎂率，對比除鎂效果。

2 試驗結果

2.1 硫酸鈷除鎂（加入NaOH溶液）試驗

表2 NaOH除鎂分析結果（g）

2.2 硫酸鈷除鎂（加入Na2CO3溶液）試驗

表3 Na2CO3硫酸鈷除鎂分析結果（g）

3 試驗結果分析

(1)加入氫氧化鈉試驗：硫酸鈷除鎂試驗中加入NaOH溶液時，將pH調至7.0可達到除鎂目的，但除鎂率不高。每m3硫酸鈷鈷溶液消耗液堿150L～400L。

(2)加入碳酸鈉試驗：硫酸鈷除鎂試驗中加入Na2CO3溶液時，將pH調至7.0～8.0時可達到較好的除鎂效果，除鎂效果在53.34%～99.03%。每m3的硫酸鈷溶液消耗Na2CO30.3～0.4 m3。

(3)試驗過程中在加入氫氧化鈉時局部出現深藍色，逐漸變成淡藍色，分析原因應由于局部pH升高過快導致，同時將鈷、鎂沉淀下來，因此氫氧化鈉試驗除鎂率不高。

(4)試驗原液為粉紅色液體，加入NaOH或Na2CO3充分攪拌后，溶液中迅速產生沉淀，靜置后最上層均為無色透明液體。長時間放置后，沉淀由藍白色緩慢生成暗棕色。

[1]李秋菊,劉華彥,盧晗鋒等.pH值對氫氧化鎂晶體生長的影響[J].材料科學與工程學報，2007,609-611.

[2]許榮輝,李海民.氫氧化鎂沉淀熱力學、動力學及控制[J].中國科學院青海鹽湖研究所,1008-858X(2003)02-0040–04

張軍，男，中共黨員，2009年畢業于西安建筑科技大學冶金工程專業。大學本科學歷，濕法冶金工程師。參加工作以來，一直從事冶金工藝技術工作。