砷钴矿提钴(extraction of cobalt from arsenic cobalt ore)

用火法和湿法冶金方法使砷钴矿中的钴与其他元素分离并获得钻产品的过程，砷钴精矿经熔炼和氧化焙烧后，焙砂进行浸出，浸出液净化后，即可用以生产电钴、钴粉、钴盐及氧化钴等产品，20世纪20年代加拿大德洛诺(Deloro)钴厂最先从砷钴矿中生产氧化钴。

砷钴矿主要产于摩洛哥，经浮选易获得高品位精矿。砷钻精矿通常含钴5％～12％，含砷15％～60％。由砷钴精矿提取钴在20世纪40年代以前广泛采用全火法流程，现代大多采用火法和湿法相结合的联合流程，但由于环境保护和安全防护上的需要，全湿法流程正在得到迅速发展。

全火法流程 一般采用熔炼一焙烧的流程，目的在于使钴、镍富集在砷钴锍(俗称黄渣)中，脉石和部分铁、锰造渣。当砷钴精矿含硫很高时，在熔炼之前要经过氧化焙烧脱去硫和一部分砷，熔炼可在电炉、反射炉或鼓风炉中进行。

金属对氧的亲和势按铜、镍、钴、铁顺序递增，对砷的亲和势铵镍、钴、铜、铁顺序递减，而对硫的亲和力则按铜、镍、钻、铁顺序递减。在熔炼时，镍和钴对砷的亲和势较大，优先与砷结合，炉料中剩余的砷再与铁结合。当熔炼含硫低的砷钴精矿时，生成的金属硫化物量少，且溶解在黄渣中，不会出现锍相。当炉料中含硫较高时，锍相单独析出，贵金属和钴分散在锍和黄渣中，须分别从铳和黄渣中回收有价组分，而使下一步的处理过程复杂化。黄渣一般含钴20％左右，含砷20％～50％。锍的主要组分(质量分数ω／％)为：Co  8～10，Cu10～12，．As 3～5，S 20～23。

加拿大德洛诺钴厂采用鼓风炉熔炼法处理摩洛哥和加拿大的砷钴精矿。鼓风炉的熔炼产品锍、黄渣和粗银合金按密度分成上中下三层，冷却后很容易分开。

火法一湿法联合流程 这种流程的特点一般是先用火法后用湿法。中国曾于1960～1968年采用反射炉熔炼法处理从摩洛哥进口的砷钴精矿，1969年改用电炉熔炼法。砷钴精矿成分(质量分数ω／％)为：Co 9～14，As 50～60，Fe 5～10，S1～2。所用电炉为三相圆形固定式，功率1500kVA，日处理砷钴精矿20～27t，熔炼周期4h。炉料配比为砷钴矿：无烟煤粉：萤石=100：(2～3)：(0～1)，有时需补加少量石灰石，进炉物料块度小于8mm。电炉熔炼脱砷率60％～65％，黄渣产出率40％～42％，钴实收率98．5％～99％，吨矿的电能消耗650～720kw•h。电炉熔炼所得黄渣的组成(质量分数ω／％)为：Co 24～26，As 45～50，Fe l5～20。黄渣经破碎后于1093～1113K温度下在流态化炉中进行自热氧化焙烧，砷氧化成易挥发的As2O3脱除，而镍、钴等金属转变成易溶于酸的氧化物。焙砂用稀硫酸浸出。浸出液经氧化中和除去铁、砷，再沉淀得氢氧化钴。此沉淀物经还原熔炼得粗钴，铸成阳极板送电解精炼生产电解钴。全流程钴的总回收率达到89．9％。

采用流态化焙烧处理砷钴精矿以法国尤琴(Ugine)钴厂为代表。焙烧中砷化物的主要氧化反应是：Co5As2+4O2=5CoO+As2O3焙砂采用湿法处理回收钴，该厂除生产电解钴外，还生产氧化钴和氢还原钴粉。

全湿法流程 湿法处理砷钴矿按所用浸出剂可分为酸浸出、碱浸出和氨浸出等。在较强酸的浸出条件下，砷和重有色金属钴、镍、铜等均进入溶液；当用弱酸浸出时，砷呈砷酸铁沉淀，铜、钴、镍等重有色金属进入溶液。碱浸出时，砷以砷酸钠进入溶液，铜、镍、钴等重有色金属存在于浸渣中。当砷钴精矿中含碱性脉石较高时可采用氨性溶液浸出。砷钴精矿湿法处理由于对环境污染的程度轻，钴回收率较高，而获广泛应用。

法国诺贝尔•鲍杰尔(Nobel Bozel)钴厂采用硫酸加硝酸的浸出方法处理摩洛哥的砷钴精矿，钴的浸出率为88％～92％。浸出液冷却时，砷以As。0。结晶析出，经过滤并用368K温度的热水洗涤，再冷却，可产出纯净的As2O3结晶。浸出液采用氧化中和法除铁，然后沉淀出氢氧化钴。氢氧化钴再经过煅烧即产出氧化钴粉。此法适于处理含硫低于1．7％的砷钴精矿。

美国加菲尔德(GARfield)钴厂采用加压硫酸浸出法处理砷钴矿。浸出器为卧式压煮器，长12m，直径1．8m，有6个隔室，每个隔室都装有搅拌器。浸出时通空气氧化，操作压力3～4MPa，温度463～478K，浸出周期3～4h，钴的浸出率可达95％～97％。初期产品为氢还原钻粉，后改用电解法生产金属钴。

美国纽伯(Newburgh)钴厂采用加压碱浸出法处理加拿大的砷钴精矿。这种浸出法又称为西尔法(SillMethod)。所处理的砷钴精矿的组成(质量分数ω／％)为：Co 12，Ni 3．0，As 45，S20，Fe 19，Cu1．0。压煮器长8m，直径2．4m，用普通碳钢制造。浸出时通空气氧化，操作压力0．82MPa，温度388K，浸出周期4h。产品为氧化钴粉，全流程钴的回收率为94％～95％。

采用湿法处理砷钴精矿，环境污染少，钴回收率较高，因此得到了广泛应用。