CN1026335C - 一种从氧化铜矿中回收铜的湿法冶金方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从氧化铜矿中回收铜的湿法冶金方法。其特征是采用NH3-NH4F(或NH3-NH4HF2)作为浸出剂体系的新工艺取代传统氨浸法NH3-(NH4)CO3或NH3-(NH4)2SO4体系的工艺,使现有的高温还原焙烧-常压氨浸变成直接常压氨浸,它同萃取、电积相结合形成一种处理该矿的新工艺流程。该方法具有流程短、操作简便、能耗低、浸出时间短、浸出率高等特点,可用于从氧化铜矿中选择性回收铜,尤其适于处理含碱性脉石高的难选氧化铜矿。
Description
本发明涉及从氧化铜矿中回收铜的温法冶金工艺,特别涉及从氧化铜矿中选择性地浸出铜的浸出工艺。本发明可用于从氧化铜矿中回收铜。尤其适于处理含碱性脉石高的氧化铜矿。
氧化铜矿通常由自由氧化铜(亦称游离氧化铜)、结合氧化铜组成,还夹杂着少量次生硫化铜和原生硫化铜,其中自由氧化铜容易浸出,结合氧化铜和硫化铜难浸出。氧化铜矿的脉石也分两类,一类是碱性脉石,如方解石、白云石等,另一类为酸性脉石,如石英。国内外处理氧化铜矿的湿法冶金方法分为酸浸法和氨浸法,其中氨浸法又分为还原焙烧-常压氨浸法和加压氨浸法。氨浸法具有对铜选择性好、浸出液杂质含量少,浸出剂消耗低、不腐蚀设备等优点。目前主要采用的氨浸原则工艺流程是还原焙烧一常压氨浸-萃取-电积,即将矿石磨细后在700~780℃的条件下用还原剂将矿石中的氧化铜还原成金属铜,然后将焙砂按一定的液固比的量混入装有NH3-(NH4)2CO3浸出剂的浸出槽内,在充气搅拌条件下进行常压浸出2~4小时,经液固分离,得滤渣(弃掉)和含铜溶液,含铜液经萃取得纯净的含铜富液再送电积得金属铜。这种还原焙烧一常压氨浸回收铜的方法,需经高温火法预还原,能耗高,设备投资大,尤其在处理低品位难选氧化铜矿时,经济上难以立足。
本发明的目的在于寻找一种工艺流程短、能耗低、投资省的处理氧化铜矿石的湿法冶金方法,特别是对含铜品位低、碱性脉石含量高的难选氧化铜矿的湿法冶金方法。
图1为本发明的方法工艺流程方框图。
本发明的特征在于将氧化铜矿石采用NH3-NH4F或NH3-NH4HF2(或其他氟化物盐类如NaF、KF等)配成的浸出液进行直接常压氨浸,与萃取、电积工序构成回收铜的方法。浸出液浓度可控制[NH3]/[F-]=30/17.5~90/52.5(克/升)。最佳浓度为[NH3]/[F-]=60/35(克/升)。
本发明的工艺流程是先将氧化铜矿石破碎细磨至-0.074毫米占75%以上,然后在常压条件下,温度20~50℃,以NH3+NH4F(或NH3+NH4HF2)溶液作浸出剂,其浓度[NH3]/[F-]=30/17.5~90/52.5(克/升),最佳浓度[NH3]/[F-]=60/35(克/升),液固比为1.5∶1~2∶1,在密闭的容器内搅拌浸出,0.5~1.5小时后,进行液固分离,渣弃去,保留其浸出液。然后用LIX54(或其他铜萃取剂)作萃取剂,煤油作稀释剂组成有机相,在萃取器中将浸出液中的铜选择性地萃取到有机相上,富含NH3+NH4F(或NH3+NH4HF2)的萃余液重新返回到浸出***作浸出剂循环使用,负载铜的有机相用H2SO4溶液作反萃取剂,在反萃取器中把铜从有机相反萃取下来进入反萃取液中,获得富含铜纯净的硫酸铜反萃液,有机相重新返回作萃取剂。将反萃液进行常规的不溶阳极电解(即电积法),其电积工艺条件与现有生产厂相同,电积后制得高质量的电积铜,富含硫酸的废电积液返回作反萃取剂。在本发明的工艺流程中有三个试剂闭路循环体系,使试剂能在流程中周而复始地反复使用,从而既减少了工艺的试剂消耗,又减少了生产对周围环境的污染,过程中的试剂损耗,分别在各个循环***内给予定量的补充。
本发明的方法由于采用了NH3-NH4F或NH3-NH4HF2作浸出剂的浸出体系,取代了传统的NH3-(NH4)2CO3或NH3-(NH4)2SO4浸出剂的浸出体系,实现了从氧化铜矿中回收铜采用
直接常压氨浸的目标。与传统的还原焙烧-常压氨浸-萃取-电积工艺流程相比,省去了高温火法还原焙烧工序,具有工艺流程短、操作简便、能耗低、投资省、易于实现工业化生产等特点。
实例:原料为我国的某氧化铜矿,其主要化学组成(%):Cu0.58、Fe3.75、Mn0.25、S0.085、Al2O31.32、CaO24.74、MgO15.42、SiO218.05。铜的物相组成(%):自由氧化铜46.73、结合氧化铜28.04、次生硫化铜20.56、原生硫化铜4.67。
浸出
工艺条件:原料粒度-0.074毫米占90%、浸出剂体系为NH3-NH4HF2、[NH3]/[F-]=60/35(克/升)、常压、温度30℃、50℃、液/固=2/1(毫升/克)、时间1小时。
操作步骤:先称取试料(即原料)100克倒入预先准备好的500毫米加盖三口烧瓶中,随后将三口烧瓶置入恒温水浴锅中,装上搅拌器,然后称取纯度为98%的氟化氢铵(NH4HF2)10.6克、量取浓度为25%的浓氨水39毫升、水(普通自来水)155毫升分别倒入烧瓶中,启动搅拌器进行搅拌,搅拌速度约300转/分,并立即记时,一小时后取出过滤,滤液用量筒计量,滤渣用100~200毫升水淋洗过滤,洗液亦用量筒计量,滤渣烘干、称量、缩分后同滤液及洗液一起送去化学分析测定铜含量。
浸出结果:铜的浸出率在温度30℃下为81.38%、在温度50℃下为84.49%。
萃取
工艺条件:浸出液含Cu=2.4克/升,有机相组成10%(V/V)LIX54+260#溶剂煤油,相比O/A=1/1,二级、室温、混合时间6分钟。
铜的萃取率99%以上,萃余液含Cu=0.005克/升
反萃取
工艺条件:负载有机相含Cu=2.4克/升,反萃取剂为电积废液,含H2SO4150克/升、含Cu35克/升,相比O/A=5/1,二级,混合时间5分钟,室温,
铜的反萃取率为99%
电积
工艺条件:电极材料阳极为Pb-Sb合金板、阳极为不锈钢板(SUS316)、电积液为反萃取液、槽电压2伏、电流密度200安/米2、室温。
铜的电积回收率99%以上、电流效率98%、电铜纯度99.95%,达到一级铜的质量。
Claims (2)
1、一种包括萃取、电积工序处理氧化铜矿回收铜的湿法冶金方法,其发明特征在于将氧化铜矿石采用NH3-NH4E或NH3-NH4HF2(或其他氟化物盐类如NaF、KF等)配成的浸出液进行直接常压氨浸,与萃取、电积工序构成回收铜的方法。
2、根据权利要求1所述的方法,其常压氨浸工艺条件为:
a.采用的浸出剂浓度为[NH3]/[F-]=30/17.5~90/52.5(克/升),最佳浓度[NH3]/[F-]=60/35(克/升);
b.矿石粒度为-0.074毫米占75%以上;
c.液固比为1.5∶1~2∶1;
d.浸出时间为0.5~1.5小时;
e.浸出温度为20~50℃;
f.搅拌强度要求矿浆固体颗粒呈均匀悬浮流动状态。
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