DOC《UDC》

UDC 中华人民共和国国家标准 P GB50XXX―201X 钴冶炼工厂工艺设计规范 Code for process design of cobalt smelters ( 征求意见稿 ) 201X―XX―XX 发布 201X―XX―XX 实施 中华人民共和国住房和城乡建设部 联合发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准 钴冶炼工厂工艺设计规范Code for process design of cobalt smelters GB50XXX―201X 主编部门:中国有色金属工业协会 批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期:201X年X月X日XXXX 出版社 201X年 .

北京 前言根据住房和城乡建设部《关于印发2015年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》(建标【2014】189号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结了近年钴冶炼行业的实践经验,参考国内有关标准,并在广泛征求意见的基础上,制定本规范. 本规范共分10章,主要技术内容包括:总则,术语,原料、辅助原料、燃料,物料的贮存与准备,钴冶炼工艺,冶金计算,主要设备选择,总平面和车间配置,辅助生产设施,有价金属回收等. 本规范由住房和城乡建设部负责管理,由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理,由中国恩菲工程技术有限公司负责具体技术内容的解释.执行过程中如有意见和建议,请寄送中国恩菲工程技术有限公司(地址:北京市复兴路12号,邮政编码:100038). 本规范主编单位、参编单位、主要起草人员和主要审查人员: 主编单位:中国恩菲工程技术有限公司 参编单位: 主要起草人员: 主要审查人员: 目次1总则

1 2 术语

2 3 原料、辅助原料及燃料

4 3.1 原料

4 3.2 辅助原料

4 3.3 燃料

5 4 物料的贮存与准备

6 4.1 物料的贮存

6 4.2 物料的准备

6 5 钴冶炼工艺

7 5.1 一般规定

7 5.2 电炉熔炼和硫酸化焙烧

7 5.3 浸出

7 5.4 溶液净化

7 5.5 钴产品制备

8 5.6 废液处理

9 6 冶金计算

10 6.1 一般规定

10 6.2 计算的主要参数

10 7 主要设备选择

17 7.1 一般规定

17 7.2 磨矿及雾化设备

17 7.3 火法设备

17 7.4 浸出、净化及固液分离设备

17 7.5 萃取设备

17 7.6 钴产品制备设备

18 7.7 废液处理设备

19 8 总平面和车间配置

20 8.1 一般规定

20 8.2 物料的贮存与准备

20 8.3 电炉熔炼和硫酸化焙烧

20 8.4 浸出、净化及固液分离

21 8.5 萃取

21 8.6 钴产品制备

22 8.7 废液处理

22 9 辅助生产设施

23 10 有价金属回收

24 本规范用词说明

25 引用标准目录

26 CONTENT

1 General…1

2 Terms…2

3 Raw materials, auxiliary materials, fuels…4 3.1 Raw materials…4 3.2 Auxiliary materials…4 3.3 Fuels…5

4 Storage and preparation of materials…6 4.1 Material storage…6 4.2 Material preparation…6

5 Cobalt smelting process…7 5.1 General rules…7 5.2 Cobalt smelting…7 5.3 Leaching…7 5.4 Solution purification…7 5.5 Cobalt product…8 5.6 Waste-liquid treatment.9

6 Metallurgical calculation…10 6.1 General rules…10 6.2 Main parameters…10

7 Main equipment selection…17 7.1 General rules…17 7.2 equipment…17 7.3 Roasting equipment…17 7.4 Leaching and deposition-purificating equipment…17 7.5 Solvent extraction equipment…17 7.6 Cobalt product equipment

18 7.7 Waste-liquid treating equipment…19

8 General layout and plant arrangement…20 8.1 General rules…20 8.2 Storage and Preparation of Materials…20 8.3 Electric Furnace Plant…20 8.4 Leaching and deposition-purificating

21 8.5 Solvent extraction…21 8.6 Cobalt product…22 8.7 Waste-liquid treating…22

9 Auxiliary Facilitates…23

10 Precious metals recovery…24 Explanation of Wording in this code…25 List of quoted standards…26

1 总则1.0.1 为了统一钴冶炼工厂工艺设计的技术标准,促进技术进步、节能环保、安全生产,提高设计质量及效率,制定本规范. 1.0.2 本规范适用于新建、改扩建项目的钴冶炼工厂工艺设计.工艺设计应由基本(初步)设计和详细(施工图)设计组成. 1.0.3 钴冶炼工厂工艺设计开始前应取得下列协议及资料:

1 项目的供电、供水资料及供应协议.

2 项目使用场地的工程地质勘察报告.

3 土地使用批文. 1.0.4 钴冶炼工厂工艺设计前应具备下列条件:

1 项目的核准或备案.

2 环境影响报告书及批复.

3 安全预评价报告及备案等. 1.0.5 钴冶炼工厂工艺设计应符合下列要求:

1 钴冶炼工厂分期建设时应做好厂区规划设计.冶炼工艺流程系统设计既要满足于前期生产需要,又要考虑分期建设的合理性.

2 采用的新工艺、新装备应具有鉴定报告. 1.0.6 节约能源,宜回收利用生产过程中的余热.单位产品综合能耗应符合现行国家标准《有色金属冶炼厂节能设计规范》GB 50919的有关规定. 1.0.7 钴冶炼工厂工艺设计所涉及的各种原料、辅助材料、中间产品及能源等应设有计量设施. 1.0.8 特种设备、管道应由有相关资质的单位设计、制造及施工. 1.0.9 环保、消防、职业安全卫生设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用. 1.0.10 钴冶炼工厂工艺设计除应符合本规范外,尚应符合现行国家标准的有关规定.

2 术语2.0.1 含钴氧化物 Cobalt Oxide 钴以氧化物、氢氧化物或碳酸盐形态存在的含钴原料或中间产品,包含氧化钴矿、氢氧化钴、碳酸钴等. 2.0.2 含钴硫化物 Cobalt Sulphide 钴以硫化物形态存在的含钴原料或中间产品,包含钴硫精矿、硫化物中间产品、铜钴锍等. 2.0.3 含钴合金 Cobalt Alloy 钴主要以金属形态存在的含钴中间产品,包含红合金、白合金等. 2.0.4 再生钴物料 Reproducible Cobalt 可二次回收利用的含钴物料,包括含钴电池材料、钴盐、钴催化剂、钴渣等. 2.0.5 电炉熔炼 Electric Furnace Smelting 以颗粒或粉状物料为原料,利用电热进行熔炼的过程. 2.0.6 电炉贫化 Electric Furnace Cleaning 将含钴炉渣加入电炉,利用电热进行还原和硫化的过程. 2.0.7 硫酸化焙烧 Sulphating Roasting 将某些金属硫化物和其他化合物转变成水溶性硫酸盐的焙烧过程. 2.0.8 合金水雾化 Water Atomization of Alloy 通过高压水喷嘴将熔融合金粒化,产出合金粉末的过程. 2.0.9 电渗析 Electrodialysis process 在直流电场的作用下,使电解质中阴、阳离子选择性地透过离子交换膜而实现分离或富集的过程. 2.0.10 机械式蒸汽再压缩(MVR) Mechanical vapor recompression 利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽,经蒸汽压缩机压缩做功,提升二次蒸汽的焓值,作为热源重新对系统进行加热的过程. 2.0.11 磁性异物(MI) Magnetic impurity 用于电池材料的钴产品中具有磁性的金属异物杂质(MI),包含Fe、Ni、Zn、Cr四种金属. 2.0.12 硫化物中间产品 Sulfide intermediate product 采用硫化物沉淀钴溶液中的钴、镍、铜等金属离子,过滤后产出的物料. 2.0.13 铜钴锍 Copper matte with Cobalt 铜、钴的硫化物与铁的硫化物的共熔体. 2.0.14 闪蒸 高压釜内高压高温的饱和流体进入到较低压力的容器后,由于压力的突然降低使这些饱和流体迅速沸腾汽化,变成较低压力下的饱和蒸汽和流体,并进行两相分离的过程.

3 原料、辅助原料及燃料 3.1 原料3.1.1 碳酸钴的化学成分钴含量宜大于15%. 3.1.2 氢氧化钴的化学成分钴含量宜大于20%. 3.1.3 氧化钴矿的化学成分钴含量宜大于5%. 3.1.4 钴硫精矿的质量宜符合现行行业标准《钴精矿》YS/T 301的有关规定.其中,铅、砷、镉、汞四类有害金属应符合现行国家标准《重金属精矿产品中有害元素的限量规范》GB20424中4.7节的相关要求.天然放射性核素活度浓度应符合现行国家标准《有色金属矿产品的天然放射性限值》GB 20664的有关规定. 3.1.5 硫化物中间产品钴含量宜大于5%. 3.1.6 钴锍的化学成分钴含量宜不小于1%. 3.1.7 含钴合金粒度宜小于5mm,钴含量宜为4%~35%. 3.1.8 再生钴物料钴含量宜大于5%. 3.2 辅助原料 3.2.1 化学品应符合下列规定:

1 硫酸应符合现行国家标准《工业硫酸》GB/T 534的有关规定.

2 盐酸应符合现行国家标准《工业用合成盐酸》GB 320的有关规定.

3 氯酸钠应符合现行国家标准《工业氯酸钠》GB/T 1618的有关规定.

4 次氯酸钠应符合现行国家标准《次氯酸钠》GB 19106的有关规定.

5 碳酸钠(纯碱)应符合现行国家标准《工业碳酸钠》GB 210.1的有关规定.

6 氢氧化钠(烧碱)应符合现行国家标准《工业用氢氧化钠》GB 209的有关规定.

7 草酸应符合现行国家标准《工业用草酸》GB/T 1626的有关规定.

8 液氨应符合现行国家标准《液体无水氨》GB 536的有关规定.

9 硫化钠应符合现行国家标准《工业硫化钠》 GB 10500的有关规定.

10 亚硫酸钠应符合现行行业标准《工业无水亚硫酸钠》 HG/T 2967的有关规定.

11 焦亚硫酸钠应符合现行行业标准《工业焦亚硫酸钠》 HG/T 2826的有关规定.

12 亚硫酸铵应符合现行行业标准《工业用亚硫酸铵》 HG/T 2784的有关规定.

13 液体二氧化硫应符合现行国家标准《液体二氧化硫》 GB/T 3637的有关规定.

14 碳酸氢铵应符合现行国家标准《工业用碳酸氢铵》 GB/T 6275的有关规定.

15 过氧化氢应符合现行国家标准《工业过氧化氢》 GB/T 1616的有关规定.

16 P204萃取剂的纯度宜大于等于95%.

17 P507萃取剂的纯度宜大于等于95%.

18 铜萃取剂宜选用酮肟、醛肟类萃取剂.

19 稀释剂应符合现行国家标准《油漆及清洗用溶剂油》GB 1922中对260号溶剂油的有关规定. 3.2.2 熔剂应符合下列规定:

1 石灰石应符合现行行业标准《石灰石》YB/T 5279的有关规定.

2 硅石(石英石)应符合现行行业标准《硅石》YB/T 5268的有关规定.

3 焦炭(粉)应符合现行国家标准《冶金焦炭》GB/T 1996的有关规定.焦炭的反应性指标(NR值)宜小于1.2. 3.3 燃料3.3.1 原煤灰分宜小于20%,低发热值宜大于21MJ/kg. 3.3.2 粉煤的质量指标宜符合表3.3.2的规定. 表3.3.2 粉煤质量指标 挥发分 (%) 灰分 (%) 灰分熔点 (℃) 水分 (%) 低发热值 (MJ/kg) 粒度 ( 25.0

1200 25 80~

85 3.3.3 天然气宜符合现行国家标准《天然气》GB 17820的有关规定. 3.3.4 液体燃料质量应符合下列规定:

1 重油应符合现行国家标准《燃料油》SH/T 0356的有关规定.

2 柴油应符合现行国家标准《普通柴油》GB 252的有关规定.

4 物料的贮存与准备 4.1 物料的贮存 4.1.1 原料贮存应设置矿仓,贮存时间宜为20d~30d.交通运输条件较差或寒冷地区的冶炼厂,应适当增加贮存时间. 4.1.2 原料宜贮存于厂房内. 4.1.3 袋装物料堆高不宜超过5m. 4.1.4 寒冷地区的原料贮存厂房,宜设置采暖、防冻、解冻设施. 4.1.5 贮存区域应配备装卸、倒运等设施. 4.1.6 不同类型、不同批次的再生钴物料宜分区存放. 4.1.7 化学品贮存应符合现行国家标准《常用化学危险品贮存通则》GB 15603的有关规定. 4.1.8 粉料、石灰及细粒熔剂宜贮存于室内,块状熔剂可露天堆存. 4.2 物料的准备 4.2.1 氧化钴矿、钴硫精矿宜进行混料. 4.2.2 氧化钴矿磨矿后粒度宜为-100目>

80%;

钴硫精矿磨矿后粒度宜为-200目>

90%. 4.2.3 含钴合金制粉后粒度宜为-80目>

95%. 4.2.4 碳酸钴、氢氧化钴、硫化物中间产品和预处理后的再生钴物料可直接浆化. 4.2.5 氧化钴矿、含钴硫化物采用还原电炉熔炼工艺时应进行干燥,干燥后含水应为1%~2%. 4.2.6 产生粉尘及酸雾等处应采取除尘、通风和酸雾处理措施. 4.2.7 物料的加入应设置计量装置.

5 钴冶炼工艺 5.1 一般规定 5.1.1 钴冶炼工艺应根据原料性质、化学成分等,经综合技术经济比较、论证后确定. 5.1.2 生产过程产出的危废宜进行无害化处理.未经无害化处理的应设置专用渣库堆存,并应同时送相关资质的企业进行无害化处理. 5.1.3 渣库的设计应符合现行国家标准《危险废物填埋污染控制标准》GB18598的有关规定. 5.2 电炉熔炼和硫酸化焙烧 5.2.1 采用电炉熔炼工艺生产含钴合金或铜钴锍时,应符合下列规定:

1 干燥后的物料宜采用埋刮板或气力输送上料.

2 干燥后的物料和返回的烟尘应计量配料,物料应密封输送.

3 电炉应采用微负压操作,产出的炉渣可冷却破碎或水碎. 5.2.2 采用硫酸化焙烧工艺处理钴硫精矿时,应符合下列规定:

1 宜采用上部扩大型焙烧炉.

2 精矿含水小于8%时宜采用干式加料,含水大于12%时宜采用浆 式进料.

3 焙烧温度应控制在600℃~700℃.

4 出炉焙砂应冷却至60℃~180℃.

5 焙烧炉产出的烟气应设余热回收装置. 5.3 浸出 5.3.1 常压浸出工艺应符合下列规定:

1 含钴氧化物、再生钴物料宜采用硫酸还原浸出工艺.

2 含钴合金宜采用硫酸氧化浸出工艺.

3 焙砂可采用硫酸直接浸出.

4 浸出设备应设废气处理系统. 5.3.2 氧压浸出工艺应符合下列规定:

1 含钴硫化物宜采用硫酸氧压浸出工艺.

2 闪蒸系统产生的热量宜回收利用.

3 闪蒸尾气应采取洗涤措施.排放尾气应满足国家现行大气污染物排放标准的规定. 5.4 溶液净化 5.4.1 除铁宜采用黄钠铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法或氧化中和法等.除铁后液进萃取工序前宜设置冷却和过滤工序. 5.4.2 含钴溶液中铜离子浓度大于2g/l时宜采用萃取工艺回收铜.萃余液含铜宜小于0.2g/l.萃取回收铜工艺应符合现行国家标准《铜冶炼厂工艺设计规范》GB 50616的有关规定. 5.4.3 采用萃取法除锰、铜、锌、铝、铁等时应符合下列规定:

1 萃取原液pH宜大于3.5,悬浮固含量宜小于50ppm.

2 萃取除杂工序应包含皂化段、萃取段、洗涤段、反萃段.

3 萃取后液中锰、铜、锌、铝、铁含量应小于2mg/L. 5.4.4 采用萃取法镍钴分离主要包含........