Hydrometallurgy Process for Copper-cobalt Ore

Proceso hidrometalúrgico para mineral de cobre y cobalto

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Como metal básico y metal de gran volumen a nivel mundial, el cobre es uno de los principales metales de consumo a nivel mundial y se utiliza ampliamente en la industria eléctrica, electrónica, de maquinaria, construcción, defensa nacional y otros sectores industriales. El cobre es el más utilizado en las industrias eléctrica y electrónica, y las bobinas, alambres y cables de los generadores están hechos de cobre. El cobre se puede utilizar para fabricar diversas balas, armas, intercambiadores de calor para aeronaves y barcos, así como para fabricar cojinetes, pistones, interruptores, válvulas y equipos de vapor de alta presión, entre otros. También se utilizan ampliamente el cobre y sus aleaciones en ingeniería térmica, dispositivos de refrigeración y equipos civiles.

El cobalto metálico posee ferromagnetismo y ductilidad, así como buenas propiedades electroquímicas. En comparación con otras aleaciones metálicas, se caracteriza por su resistencia a altas temperaturas, buena resistencia al calor, alta dureza y resistencia a la corrosión. Es una materia prima importante para aleaciones de alta calidad, aleaciones anticorrosivas, aleaciones magnéticas y diversas sales de cobalto.

En 2019, el tamaño del mercado global de la industria del cobalto superó las 120.000 toneladas y se espera que se acerque a las 200.000 toneladas para 2025. Entre 2016 y 2020, el consumo mundial de cobalto aumentó en 56.900 toneladas, de las cuales las baterías eléctricas representaron el 48,9% y las baterías 3C el 30,8%. Con la recuperación de los envíos de teléfonos inteligentes, el rápido desarrollo de los vehículos de nueva energía y la creciente incorporación de la tecnología de baterías de litio a la industria del almacenamiento de energía, la industria de las baterías de litio seguirá expandiéndose y los envíos totales de la industria aumentarán significativamente en los próximos 3 a 5 años, lo que conducirá a un crecimiento constante de la demanda de cobalto metálico.

¿Por qué elegir el proceso hidrometalúrgico?

  • 01La tasa de extracción de cobre y cobalto es alta, al igual que la tasa de recuperación de metales asociados.
  • 02El proceso de la línea de producción es más flexible.
  • 03El proceso hidrometalúrgico está totalmente automatizado y es fácil de operar, gestionar y mantener.
  • 04El consumo energético del equipo de extracción es bajo, lo que resulta en un mayor ahorro energético y un mayor respeto por el medio ambiente.
  • 05El método hidrometalúrgico tiene buenos resultados, un bajo costo de inversión y una alta tasa de retorno.

El proceso de hidrometalurgia del mineral de cobre y cobalto

01Proceso de molienda

El mineral de óxido de cobre y cobalto a cielo abierto se extrae y se transporta al patio de almacenamiento mediante un camión volquete para su mezcla. El mineral preparado ingresa al primer proceso de trituración gruesa desde el puerto de alimentación. Después de que el mineral pasa por el alimentador, se controla la capacidad de procesamiento de la trituradora de mandíbulas para triturarlo al tamaño de partícula requerido. El mineral triturado grueso se transporta a la tolva de transferencia a través de la cinta transportadora. El mineral en la tolva de transferencia es alimentado por el alimentador a la cinta transportadora y luego enviado al molino de bolas. El molino de bolas muele el mineral en húmedo hasta alcanzar el tamaño de partícula requerido. Luego, lo envía al espesador para su concentración y, posteriormente, ingresa al proceso de filtración para la separación líquido-sólido.

02Proceso de lixiviación

Add sulfuric acid to the leaching tank to neutralise the calcium and magnesium in the ore, and control the terminal PH at 1.5 to 2.0. According to the amount of cobalt metal leached, pass pure sulphur dioxide reductant continuously, and control the redox potential of the solution at less than 400 millivolt, and leach for at least 5 hours. After reaching the end point of leaching, it is discharged into a thickener to concentrate, and the supernatant overflows to the extraction buffer pool, and the cobalt leaching solution enters a multi-stage buffer pool for natural sedimentation and separation, removing the suspended large particles in the solution and then sending it to the extraction system to remove copper

3.1Proceso de extracción

El líquido de cobalto ingresa a la cámara de mezcla de extracción, se mezcla con la fase orgánica y luego el cobre se transfiere a la fase orgánica. Después de la reacción, la imagen mezclada ingresa a la cámara de clarificación para sedimentar y separarse. El cobre se transfiere al líquido rico en electrolitos y se envía al proceso de electrodeposición, y el líquido restante se envía al proceso de eliminación de hierro.

3.2Proceso de electroobtención

El líquido rico en cobre obtenido mediante electroobtención se envía al proceso de electroobtención. El líquido rico en cobre mediante electroobtención pasa por el intercambiador de calor, mantiene la temperatura y se bombea al tanque de nivel superior, donde se deposita el cobre en el cátodo. Tras un ciclo de electrolisis, el cobre se precipita.

04Proceso de desferrización

Añadir cal hidratada a la solución de cobalto tras la extracción de cobre y ajustar el pH a 4.0. Simultáneamente, pasar la mezcla de aire y dióxido de azufre, oxidar los iones de hierro a iones de hierro trivalentes y, a continuación, hidrolizar y precipitar, con un potencial de control superior a 550 milivoltios.

05Proceso de precipitación de cobalto

Tras la eliminación del hierro, el líquido se envía a una sección de proceso de hundimiento de cobalto tras una filtración de precisión. Este proceso afecta el índice de producto, es decir, el contenido de magnesio. La actividad del óxido de magnesio es al menos superior al 85%, preferiblemente superior al 90%, para que la calidad del cobalto supere el 40%. La suspensión de óxido de magnesio debe estar lista para su uso, para garantizar que se agote en 2 horas. Además, el proceso de hundimiento de cobalto también requiere un estricto control del valor de pH final. Precipitación de cobalto antes del líquido, la concentración de cobalto en 6 gramos de litros aproximadamente, el control del pH del punto final en 7,4, el valor de pH de la precipitación de diferente concentración de cobalto tiene una pequeña fluctuación, la sección de precipitación de cobalto retiene al menos 0,3 gramos de litros de concentración de cobalto, puede garantizar que la precipitación de cobalto tenga una mayor calidad, el tiempo de precipitación de cobalto debe controlarse en 6 horas.

06 Proceso de lavado

La humedad de la torta de filtración del hidróxido de cobalto contiene una gran cantidad de iones de magnesio libres, y estos iones se lavan y eliminan mediante lavados repetidos, al menos tres veces.

07Proceso de secado

Tras la deshidratación, la torta de filtración aún contiene más del 40 % de humedad, y el coste del transporte de exportación es elevado, por lo que es necesario secarla para eliminar la mayor parte de la humedad. Es recomendable mantener el contenido de humedad en torno al 10 %. Una vez que la humedad alcance el estándar, se obtendrá un producto terminado de hidróxido de cobalto de calidad.

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