富钴黄铁矿中钴微-纳米尺度赋存状态:以大横路铜钴矿为例

黄铁矿是重要的载钴矿物,自然界钴矿床中富钴黄铁矿的Co含量可达10%~20%,明显超出实验岩石学和理论计算获得的黄铁矿溶解Co的能力。目前,这些富钴黄铁矿溶解过饱和Co的机制以及Co过饱和黄铁矿是否出溶方硫钴矿尚不清楚。为探讨以上问题,本文选取吉林大横路Cu-Co矿中富钴黄铁矿为研究对象。能谱元素面扫描和电子探针分析结果显示,大横路富钴黄铁矿中Co呈不均匀分布且无规律,单颗粒Co含量变化范围较大(Py108为4.31%~9.74%、Py110为4.54%~8.83%),Co的不均匀很可能与黄铁矿的生长过程和结晶环境有关。透射电镜和原子探针分析结果显示,纳米尺度富钴黄铁矿中Co呈均匀分布,未见富Co的包裹体和方硫钴矿出溶体,Co以类质同象的形式替换Fe存在于富钴黄铁矿中。根据以上结果,我们认为大横路富钴黄铁矿中溶解过饱和的Co很可能与微晶尺寸效应有关,亚稳态Co过饱和FeS_(2)-CoS_(2)固溶体可以长期保持不变。

我国钴资源产业发展现状、问题与对策

钴金属是新能源行业发展所必需的材料。根据钴资源产业最新数据,本文通过分析全球及我国钴资源禀赋、钴精矿与精炼钴供需情况和钴资源产业政策,得出我国钴资源产业发展存在的问题为:我国钴矿资源极其稀缺,但却是全球第一大精炼钴生产国和消费国;超高的对外依存度叠加不可替代的单一进口来源,使得我国钴资源保障面临重大隐患。针对上述问题,提出下列钴资源保障对策:加强我国钴矿资源有效增储举措;拓展多元化钴资源进口渠道,确保稳定获取境外钴矿资源;实施扶持性政策,帮扶海外中资企业钴资源平稳产出;建立钴资源储备体系,提高钴资源保障能力;提升钴资源综合利用技术水平,增加可利用钴资源量;重视海底铁锰结核(结壳)等潜在钴资源开采方案研究。

滇中地区新发现高品位氧化物型钴矿点

我国西南地区(尤其是云南省)已报道岩浆型、热液型、风化型和沉积型等多种类型Co矿床/点,资源潜力很大,是我国重要的Co矿资源找矿远景区。最近,笔者在滇中地区发现了一种新类型Co矿点,钴氧化物呈粉红色-桃红色稠密浸染状、(细)脉状或团斑状等赋存于元古界硅化浅变质岩中,与石英、云母、磷灰石、碳酸盐矿物和硫化物等共生,受构造控制。这些钴氧化物主要为钴华,少量为水钴矿。地球化学分析结果显示,5件捡块样品的Co平均含量为0.23%,最高可达0.92%,同时富集Cu、As和Ni等元素;2件刻槽(1.5米/段)样品的Co含量为0.15%和0.22%。这一高品位氧化物型Co矿点的发现,具有重要的理论意义和现实价值。

镍钴资源及冶炼技术现状

分析了全球镍钴资源分布状况,归纳总结了镍钴冶炼技术现状。近年来,新发现的大型硫化镍钴矿较少,红土镍矿冶炼技术进步比硫化镍矿要快,特别是回转窑—电炉(RKEF)生产镍铁技术和高温高压浸出技术(HPAL)得到推广应用以来,红土镍矿获得大规模开发利用。钴产量主要来源于铜钴矿和红土镍矿湿法冶炼副产的钴,铜钴分离和镍钴富集技术也已得到广泛应用。最后对我国镍钴冶炼技术未来发展趋势进行了预测。

中非新元古代造山带钴超常富集研究进展与展望

钴被誉为“低碳能源金属”,是我国乃至全球急缺的关键金属矿产。中非新元古代铜钴矿带内的沉积岩容矿型铜钴矿床每年为全球提供了60%以上的钴金属产量,是研究钴超常富集的最佳区域。前人对该矿带的研究主要聚焦于铜的成矿作用,然而该矿带内的铜矿床并非都伴生钴,目前对伴生钴的来源-富集过程及其与沉积、成岩、造山作用的成因联系仍缺乏系统研究。本文综述了中非铜钴矿带内沉积岩容矿型铜钴矿床主要研究进展及存在问题,认为超大陆裂解过程改变了中非铜钴矿带的沉积盆地环境,使得钴在沉积地层中发生初始预富集,此外古气候条件,包括增氧事件和冰川事件,也可能对该矿带内的大规模钴的聚集产生了积极作用。新元古代造山作用重新活化沉积地层呈分散分布的钴元素,导致钴的进一步富集。因此,中非铜钴矿带中的钴超常富集是大气-地球-水圈-生物圈之间长期相互作用而形成的成矿效应。在矿床尺度,深入理解沉积岩容矿型铜钴矿床的形成过程,有助于在中非铜钴矿带,甚至在全球其他有利沉积盆地内,勘探更多的钴资源。

山西中条山宋家山钴铁矿床钴的赋存状态及成矿规律

宋家山钴铁矿床位于中条山地区东南缘“同善天窗”的中部,容矿岩石主要为古元古代宋家山群绛道沟组火山-沉积岩系。钴铁矿体受地层岩性控制,呈SN向层状展布。金属矿物主要为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、硫铜钴矿和硫钴矿,非金属矿物主要为石英、方解石、绢云母和绿泥石。矿石构造以块状、似条带状、浸染状、团块状和细脉状为主。黄铁矿和黄铜矿多呈浸染状和细脉状分布。围岩蚀变主要包括硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化和绿泥石化等。钴铁矿体的形成主要包括沉积、变质和热液三个期次。矿石显微镜观察、硫化物扫描电镜和电子探针分析,表明钴元素主要赋存在硫铜钴矿、硫钴矿和黄铁矿中。黄铁矿特征元素Co/Ni比值主要集中在100~1000之间,个别比值小于100,反映硫化物的形成主体与热液活动有关。硫化物原位硫同位素组成δ^(34) S在12‰~16‰之间,低于元古代海水硫酸盐的δ^(34) S值(15‰~20‰),揭示热化学还原(TSR)在海水硫酸盐还原过程中起到关键作用。综合研究表明宋家山矿床富钴矿体的形成经历了初始火山-沉积、造山期间含钴变质流体沿片理构造充填交代、造山后期热液活动的叠加等过程。由此认为宋家山矿床成因类型属沉积-变质热液叠加型钴铁矿床。

中非赞比亚成矿带卢安夏盆地富钴矿物特征及其指示意义

中非铜钴成矿带是全球规模最大、平均品位最高的沉积型铜钴成矿带,在全球钴矿产供应中占有极其重要的地位。卢安夏矿床是中非赞比亚成矿带一超大型铜(钴)矿床,但目前对于其钴的富集机制及成因模式尚不清楚。本研究聚焦于卢安夏铜钴矿床中硫铜钴矿、黄铁矿等富钴矿物,对其开展电子探针、微区X射线荧光光谱分析和S同位素分析。电子探针与微区X射线荧光光谱分析显示,卢安夏矿床中存在沉积期(Py1)、成岩期(Py2)、热液期(Py3)、表生期(Py4)四期黄铁矿。其中,钴主要富集在硫铜钴矿-黄铁矿-黄铜矿-石英脉的Py3中,其钴含量最高可达10.5%;其次为表生期黄铁矿(Py4),但其钴富集程度有限。黄铁矿Co、As含量显示富钴Py3的形成与含As流体不断与围岩发生作用有关。尽管卢安夏硫化物S同位素组成变化范围较大,但富钴的黄铁矿δ^(34)S为负值(-9.6‰~-2.8‰),且全岩钴含量与单矿物δ^(34)S值呈负相关关系。这一结果指示富钴硫化物的形成源于在热液提供热量的条件下,有机质热分解产生大量强还原性物质与硫酸盐发生反应,由此促进了硫酸盐的还原过程和硫化物的沉淀。结合近年来中非铜钴成矿带的地质演化史和钴富集机制方面的研究成果,卢安夏矿床钴的主要成矿期应为卢菲利安造山期(540~490Ma),在此造山阶段释放的氧化性高温高盐热液是钴的主要载体,而卢安夏矿床钴的富集可能源于赋矿地层中丰富的有机质成分为钴的富集成矿提供了有利条件,热液注入后由于氧逸度的降低,钴在相对低温的条件下发生沉淀而形成矿床。

含钴三元硫化物常压硫酸浸出钴的动力学研究

开展含钴三元硫化物常压硫酸浸出的实验研究。考察搅拌速度、浸出温度、硫酸浓度和粒度对钴浸出率的影响,并分析从含钴三元硫化物中浸出钴的动力学。结果表明,在最佳条件下,钴和铁被选择性浸出,且浸出率均大于99%,而钼和铜则富集于浸出渣。通过对实验数据的分析可知,钴的浸出符合由固体产物层产生的收缩核模型,且浸出过程受内扩散控制。浸出反应的活化能为49.86k J/mol,硫酸浓度和粒度的反应级数分别为0.57和-1.4。

刚果(金)地区超大型铜钴矿资源选冶工艺研究与实践

非洲铜钴矿床主要分布于赞比亚—刚果(金)铜矿带,具有储量大、品位高、矿石性质复杂等特点,这些铜钴矿石按氧化程度与脉石矿物的特性差异,可分为原生硫化铜钴矿石、低钙混合铜钴矿石、高钙混合铜钴矿石、低钙氧化铜钴矿石和高钙氧化铜钴矿石,指出应根据矿石氧化率、脉石矿物的类型(对于碱性脉石矿物必须关注Ca、Mg含量)、矿石中铜钴矿物的赋存状态、金属回收率及加工成本等因素确定其开发利用工艺,并列举了这5类代表性矿石的生产工艺及生产指标。概括说,除低钙氧化铜钴矿石宜采用直接浸出工艺外,其余各类矿石均宜采用选冶联合工艺,但浮选工艺各有特色。研究与生产实践表明,针对不同性质的矿石选用不同的选冶工艺,是获得理想分选指标的关键。

刚果(金)某铜钴矿浸出新工艺

这是一篇冶金工程领域的文章。刚果(金)某铜钴矿为氧化矿,铜钴含量分别为Cu 3.43%和Co 0.42%。本文采用浸出液五级循环浸出工艺浸出铜和钴,在硫酸用量为矿石质量的7.4%、亚硫酸钠用量为理论量的1.68倍、磨矿粒度-74μm 75%、浸出温度45℃、浸出液固体积质量比2/1~3/1、单级浸出时间4 h的实验条件下,铜浸出率96.85%、钴浸出率95.67%。该工艺在确保铜钴浸出率的情况下,比一级浸出降低硫酸用量6 kg/t、浸出过程总溶液量减少约1/4,降低了酸耗、减少了后续钴沉淀和铜萃取处理液量。

钴含量对Ni-W-Co合金镀层耐蚀性的影响

[目的]研究镀层Co含量对Ni-W-Co合金镀层耐蚀性的影响。[方法]通过调节镀液的钴盐(Co SO_(4)·7H_(2)O)用量,在N80钢表面直流电沉积得到不同Co含量的Ni-W-Co合金。通过镀层厚度测量、成分分析、形貌观察、全浸腐蚀试验、动电位极化曲线测试等方式研究了钴盐质量浓度对沉积速率及合金镀层成分、形貌和耐蚀性的影响。[结果]随着镀液中钴盐质量浓度的增大,沉积速率增大,镀层的Co质量分数增大,表面变得粗糙,耐蚀性先变好后变差。Co SO_(4)·7H_(2)O的质量浓度为2.0 g/L时获得的Ni-W-Co合金镀层在5%Na Cl溶液和土酸溶液(由10%盐酸与5%氢氟酸组成)中的腐蚀速率最低,耐蚀性最佳。[结论]通过调整镀液的钴盐用量可电沉积得到适用于油田环境的耐腐蚀Ni-W-Co合金镀层。

浅谈湿法冶炼锌中上清液净化沉钴方法与应用

本文主要介绍了湿法炼锌硫酸锌溶液中钴的沉淀方法、工艺及生产现状,对传统的沉钴方法及工艺存在的优势、缺陷进行了分析,综述了近几年来沉钴技术上的研究进展及取得的进步,有助于提高企业技术水平及经济效益。

价态与晶型对镍钴氢氧化物超级电容性能的影响

镍钴氢氧化物(羟基氧化物)的金属价态和晶型结构均具有多变性,研究金属价态和晶型结构对其超级电容性能的影响具有重要意义。通过调控强氧化剂过硫酸铵((NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)),制备一系列不同价态(Ni^(2+),Ni^(3+),Co^(2+),Co^(3+))比例和晶型结构的镍钴氢氧化物活性材料。采用XRD,TEM,Raman,XPS等方法对材料价态、微观形貌和物相组成进行表征,明确其结构和价态性质。在1 A/g电流密度下,NiOOH-Co(OH)_(2)活性材料比容量高达260 C/g,远优于其他价态比例和晶型结构的3种电极材料性能。在2 A/g电流密度下充放电循环测试2000次后,比容量保持率为70.7%。经分析发现,NiOOH-Co(OH)2性能较优可归结于γ-NiOOH优良的导电性和α-Co(OH)_(2)较高的电容性能。

锌电池中钴基正极材料的应用现状与挑战

受益于丰富的矿产资源、超高的理论容量和卓越的安全性,水系锌电池成为下一代储能设备的有力竞争者。作为锌电池理想的正极材料候选者,近年来钴基电极材料因其高输出电压、高理论容量和优异的氧化还原能力(Co^(2+)←→Co^(3+)←→Co^(4+))而受到越来越多的关注。虽然研究者对应用于锌空气电池的钴基催化剂进行了文献综述,但是主要集中在单一催化方向,缺乏关于钴基电极材料多功能特性的系统总结。本文介绍了钴基正极材料在锌电池中的多功能特性,结合其氧化还原和氧催化两方面能力,从锌钴电池拓展到复合锌钴电池体系。然后,从两种电池体系中的充放电机理出发,详细介绍了当前锌钴电池中钴基材料的优化策略,以及复合锌钴电池中电极/电解液三相界面的设计方案。最后,本文介绍了当前研究的不足,并对未来研究方向进行了展望。

富钴铜冶炼渣预浸—氧压浸出工艺研究

铜冶炼过程中产生的冶炼渣含有较多的铜、钴等有价金属,从冶炼渣中回收这些有价金属具有重要经济价值和环保意义。以Cu含量8.26%、Co含量1.52%的富钴铜冶炼渣为原料,采用预浸——氧压浸出工艺对其进行处理。系统考察了酸矿比、反应温度、反应时间、氧分压、液固比对Co、Cu、Fe浸出率浸出效果的影响,得出最佳工艺条件为:液固比3、反应温度230℃、反应时间1.5 h、酸矿比350 kg t、磨矿细度—0.074 mm占75%、氧分压0.2 MPa,在该条件下,Co、Cu、Fe浸出率分别达到98.38%、95.34%和2.07%。相较于常压浸出,该工艺能有效降低酸耗和浸液中铁离子浓度。

峨眉大火成岩省攀西钒钛磁铁矿矿集区钴、镓、钪资源及综合利用潜力

峨眉大火成岩省内带攀西地区的攀枝花、红格、白马、太和等矿床的钒钛磁铁矿矿石量约100亿t,V_(2)O_(5)储量1580万t、TiO_(2)储量8.7亿t,此外还蕴含着丰富的Co、Ga、Sc、Cr等十多种稀有金属。尽管自20世纪八九十年代V和Ti逐渐得到了利用,但是Co、Ga、Sc、Cr等元素尚未得到综合利用,这些矿床的尾矿中还有巨量的各种金属元素。本文对近年来获得的磁铁矿、钛铁矿、单斜辉石电子探针和激光等离子质谱原位分析数据进行了系统分析,发现Ga和Cr主要赋存在磁铁矿中,Co主要赋存在硫化物和磁铁矿中,Sc主要赋存在单斜辉石和钛铁矿中;而且不同岩体中的磁铁矿、钛铁矿和单斜辉石中各种元素的含量存在差异。这些分析为矿石、尾矿甚至某些岩石中这些元素的综合利用提供了重要信息。

钐钴永磁漂移管出气及质谱分析

文章系统地阐述了同步气路法测量材料出气率的实验原理,首先实验测得钐钴永磁铁室温下不同时刻的出气率并给出及其拟合曲线,可预测更长时间钐钴所对应的出气率。其次,实验测得钐钴永磁铁漂移管样机的整体出气量,并与钐钴样品总出气量进行比对,分析夹气是导致漂移管样机出气量下降缓慢的主要原因,并提出改进方案。然后,对比不同状态下的残余气体成分,分析结果对于后续漂移管的加工提供改进思路。最后,计算了钐钴永磁漂移管应用于DTL1#物理腔引起的压强变化,为钐钴永磁漂移管的应用提供数据支持。

NaFeS_(2)强化褐铁矿型红土镍矿固态还原富集镍钴的研究

以NaFeS_(2)为添加剂,研究了NaFeS_(2)用量对红土镍矿固态还原-磁选富集镍、钴及红土镍矿还原行为的影响。结果表明,随着NaFeS_(2)添加量增加,还原过程红土镍矿的软熔特性温度相应降低,还原所得Ni-Co-Fe合金颗粒随之增大;添加10%NaFeS_(2)时,镍、钴的富集和回收效果好,红土镍矿经压团于1100℃还原60 min,再经磨矿-磁选可获得Ni、Co、Fe品位分别为7.89%、0.66%、74.01%,Ni、Co、Fe回收率分别为97.13%、86.78%、35.81%的优质镍钴铁粉产品。

从低浓度硫钴精矿浸出液中萃取分离铜钴试验研究

研究了采用P204+磺化煤油体系从除杂后的低浓度硫钴精矿浸出液中萃取分离铜、钴,考察了萃原液pH、萃取剂浓度、萃取相比、萃取时间、反萃取剂浓度、反萃取相比等对铜钴分离效果的影响。结果表明:在萃原液pH=4、P204体积分数25%、萃取相比V_(O)/V_(A)=1/1、萃取时间3min、反萃取剂硫酸浓度0.10mol/L、反萃取相比V_(O)/V_(A)=2/1条件下,对硫钴精矿除杂后液进行两级逆流萃取、四级逆流反萃取试验,萃余液中钴质量浓度为338.80mg/L,铜质量浓度为2.96mg/L,铜萃取率为98.32%,90.03%的钴留在萃余液中,经反萃取铜钴可得到进一步分离,有利于下一步制备高纯度硫酸钴。

蒙脱石改性材料制备及其对低浓度含钴溶液中钴的吸附行为

针对含钴废渣酸浸余液中低浓度Co^(2+)提取困难的问题,采用NaOH和S与蒙脱石混合焙烧的方法制备出硫改性蒙脱石复合材料,用于酸浸余液中Co^(2+)的吸附。对所制备的硫改性蒙脱石复合材料对Co^(2+)的吸附性能进行研究。研究表明,改性后,S被成功地负载在蒙脱石表面,并和Na均匀分布在蒙脱石结构中;在初始Co^(2+)浓度为100μg·L^(-1)、溶液pH值为8、吸附剂用量为3 g·L^(-1)、吸附时间10 h的条件下,硫改性蒙脱石复合材料最大吸附容量为90 mg·g^(-1),Co^(2+)的回收率可以达到95%。此外,对硫改性蒙脱石复合材料吸附Co^(2+)的过程进行研究时发现:该过程符合准二级动力学模型,R^(2)为0.9990。溶液中的Co^(2+)会以两种方式进入改性蒙脱石中,一是Co^(2+)与S2-以软硬酸碱作用力相结合,二是Co^(2+)会取代蒙脱石层间结构中的Na,从而达到高效提取Co^(2+)的目的。