CN103882236A

CN103882236A - 一种湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法

Info

Publication number: CN103882236A
Application number: CN201210552543.5A
Authority: CN
Inventors: 王德全
Original assignee: SHENYANG RESEARCH INSTITUTE OF NONFERROUS METALS
Current assignee: SHENYANG RESEARCH INSTITUTE OF NONFERROUS METALS
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明涉及一种湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法，其特点是：（1）高硫铜烟灰进行一段低酸浸出，部分铜和大部分锌和镉进入浸出液，从浸出液回收铜、锌和镉、铅、铋和银几乎全部进入浸出渣，浸出渣送二段氧化浸出进一步浸出铜；（2）一段浸出渣进行通空气二段氧化浸出，铜的硫化物大部分被浸出，铅、铋和银留在浸出渣中，得到富集的浸出渣送火法冶炼回收铅、铋和银,二段浸出液返回一段低酸浸出；（3）一段浸出液通过萃取-电解过程得到阴极铜。本发明采用湿法冶金技术处理高硫铜烟灰，具有环境友好、铜锌和镉浸出率高﹑铅铋和银入渣率高、生产成本低的特点。

Description

一种湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法

技术领域

本发明涉及一种高硫铜烟灰湿法处理回收铜等有价金属的工艺，特别是涉及一种在硫酸介质中氧化浸出高硫铜转炉烟灰回收铜的方法，即在通空气条件下硫酸浸出铜烟灰，浸出液通过萃取-电解得到电铜，从浸出渣中回收铅、铋和银，从萃余液中回收锌和镉，属湿法冶金技术领域。

背景技术

对铜烟灰的处理，早期以火法为主，近期的发展趋势以湿法或湿法-火法联合工艺为主。目前,国内外铜烟灰主要有以下几种处理方法:

鼓风炉熔炼法

鼓风炉熔炼法是将铜烟灰加入粘合剂，制成球团。再将球团与熔剂、焦炭一起装入熔炼炉中熔炼，铅熔炼成粗铅，铜熔炼成冰铜，锌形成粗氧化锌烟尘回收，砷以砷冰铜的形式固定。此法存在的问题是粘合剂一般不含有价金属，增加炉子的处理量；铜烟灰中铁的含量低，为得到熔点低、流动性好的炉渣，必须添加大量含铁物料，以调节炉渣组成；同时鼓风炉熔炼不可避免产生二次污染，回收产物的纯度不高，而且铜、铅、锌的回收率不高（40%-70%）。

选冶联合法

选冶联合法的基本流程：铜烟灰经过浸出、固液分离后，浸出液置换沉铜，氧化中和除铁砷，浓缩结晶制备七水硫酸锌；浸出渣通过选矿得到铜精矿、次精矿、中矿，这三种物料直接返回转炉熔炼，砷富集于尾矿，堆存。该法铅和铋被分散，回收率低。

湿法-火法联合工艺

湿法-火法联合工艺基本流程：稀酸处理铜转炉烟灰-置换沉铜-除铁-浓缩结晶生产硫酸锌。浸出渣经火法还原熔炼生产粗铅以进一步回收铅等金属。此法不足之处是燃料率高达30%，环境污染比较严重，有价元素综合回收率偏低，产品结构不尽合理等。

全湿法处理工艺

全湿法处理工艺与湿法-火法联合法的相同点在于对铜和锌的回收都采用相同工艺流程，而对酸浸渣采用碳酸盐转化-硝酸浸出-硫酸沉铅的工艺。该方法使资源得到了充分利用，减少了环境污染，技术成熟。缺点是操作流程长，除铁负担重，不适合处理含硫高的铜烟灰。

处理铜冶炼烟灰其他方法还有加压浸出法、硫化钠-强碱体系氧化浸出法和氯盐浸出法等。

除了上述工艺外，人们也研究和开发了各种各样处理铜烟灰的工艺。例如

1.公开号为CN1493707的中国发明专利给出了《一种铜转炉烟灰矿渣成团的新工艺及其成团配方》，其特征是：首先在铜转炉烟灰矿渣中加入添加剂后经混辗、压制成团块，再投入冶炼炉中冶炼回收铅；其成团配方是：在每100公斤矿渣中加入2-10公斤石灰、2-10公斤水泥、5-15公斤烟煤。该工艺解决了原冶炼技术中炉料透气性差的问题，可提高冶炼炉的生产能力，提高金属回收率，降低能耗。

2.公开号为CN101519728的中国发明专利给出了《一种铜转炉烟灰制备氧化铋的方法》，首先将铜转炉烟灰用稀硫酸浸出，硫酸浸出液回收铜、锌；然后将浸出渣加入氯化钠用浓硫酸浸出，浸出液用铁置换，得到海绵铋；再将海绵铋再经过洗涤、硝酸溶解、转型、煅烧制备氧化铋。该工艺过程较简单，采用湿法流程，操作环境好。

3.公开号为CN101519729的中国发明专利给出了《一种用铜转炉烟灰制备三盐基硫酸铅的方法》，其步骤包括：(1)将铜转炉烟灰用稀硫酸浸出，得到含铜、锌的浸出液和含铅、铋浸出渣；其特征在于其步骤还包括：(2)将含铅、铋浸出渣加入氯化钠用浓硫酸浸出，得到含铋浸出液和氯盐浸出渣；(3)将氯盐浸出渣用碳酸铵进行转化得到碳酸铵转化渣；(4)将碳酸铵转化渣用硝酸溶解；(5)将硝酸溶解后的碳酸铵转化渣溶解液用硫酸沉淀；(6)将沉淀得到的硫酸铅沉淀用氢氧化钠合成三盐基硫酸铅。该工艺的方法全部采用湿法流程，通过分段浸出将烟灰中的铅转化成碳酸铅，然后用销酸溶解，硫酸沉淀，再加入氢氧化钠合成三盐基硫酸铅，该工艺过程较简单，采用湿法流程，操作环境好。

以上专利申请1提到的方法以回收金属铅为主，不能有效回收铜，熔炼过程不可避免污染环境。专利申请2和专利申请3的方法均常规湿法冶金工艺处理铜烟灰，但不适合处理含硫高的铜烟灰。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的上述不足，针对现有从铜烟灰特别是从高硫铜烟灰中回收铜等有价金属存在的问题，提出了一种新的湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法，该方法采用两段浸出工艺处理铜冶炼烟灰：一段浸出为低酸浸出，二段浸出是在硫酸体系中通空气氧化浸出；从浸出液中回收铜、锌和镉，从浸出渣中回收铅、铋和银。

本发明给出的技术解决方案：这种湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法，其特点有以下步骤构成：

（1）高硫铜烟灰进行一段低酸浸出，部分铜和大部分锌和镉进入浸出液，从浸出液回收铜、锌和镉、铅、铋和银几乎全部进入浸出渣，浸出渣送二段氧化浸出进一步浸出铜,低酸浸出的技术条件为：硫酸初始质量浓度19g/L～79g/L，浸出液固比L/S=3～7:1，温度40℃～70℃，浸出时间1h～4h。

（2）一段浸出渣进行通空气二段氧化浸出，铜的硫化物大部分被浸出，铅、铋和银留在浸出渣中,得到富集的浸出渣送火法冶炼回收铅、铋和银,二段浸出液返回一段低酸浸出,二段氧化浸出技术条件为：空气流量0.3m³/h～0.8m³/h，硫酸初始质量浓度180g/L～240g/L，液固比L/S=3～6:1，浸出温度80℃～95℃，浸出时间5h～8h。

（3）一段浸出液通过萃取-电解过程得到阴极铜；萃余液氧化中和除铁、砷后再中和沉淀回收锌和镉。铜电解过程技术条件：电流密度170A/m²～180A/m²，电解液温度45℃～55℃，同极距100mm。

上述高硫铜烟灰的组成是：

高硫铜烟灰主要化学成分分析

与现有从铜烟灰中回收铜的技术相比，本发明的有益效果是：

1.采用湿法冶金技术处理高硫铜烟灰，环境友好。

2.用空气-硫酸体系浸出高硫铜烟灰，铜、锌和镉浸出率高；铅、铋和银入渣率高。

3.生产成本低，有价金属回收率高，能产生较好的经济效益。

附图说明

附图为本发明的工艺流程图。

具体实施方案

现结合说明书附图和实施例，对本发明的技术方案做详细介绍。

实施例1

将高硫铜烟灰用硫酸进行一段低酸浸出，浸出完毕后进行液固分离，浸出液通过萃取-电积、中和沉淀等工艺过程回收铜、锌和镉。浸出渣送二段氧化浸出，高硫铜烟灰一段浸出的技术条件：硫酸初始质量浓度59g/L，浸出液固比L/S=3:1，温度60℃，浸出时间2h，浸出终点pH值1.5。一段浸出渣在通空气的条件下进行二段氧化浸出，浸出液返回一段低酸浸出过程，浸出渣送火法冶金工艺回收铅、铋和银，二段氧化浸出的技术条件：空气流量0.5m³/h，硫酸初始质量浓度230g/L，液固比L/S=3:1，浸出温度90℃，浸出时间8h。铜电解过程技术条件：电流密度180A/m²，电解液温度55℃，同极距100mm。

结果：铅回收率（进渣）：99.48%

铋回收率（进渣）：98.16%

银回收率（进渣）：99.31%

铜回收率：94.75%

锌回收率：91.87%

镉回收率：83.63%

渣率：63.25%

渣含铅：53.17%

渣含铋：8.55%

渣含银：466.64g/t。

实施例2

将高硫铜烟灰用硫酸进行一段低酸浸出，浸出完毕后进行液固分离，浸出液通过萃取-电积、中和沉淀等工艺过程回收铜、锌和镉。浸出渣送二段氧化浸出，高硫铜烟灰一段浸出的技术条件：硫酸初始质量浓度39g/L，浸出液固比L/S=4:1，温度40℃，浸出时间1h，浸出终点pH值2.0。一段浸出渣在通空气的条件下进行二段氧化浸出，浸出液返回一段低酸浸出过程，浸出渣送火法冶金工艺回收铅、铋和银，二段氧化浸出的技术条件：空气流量0.3m³/h，硫酸初始质量浓度180g/L，液固比L/S=4:1，浸出温度85℃，浸出时间6h。铜电解过程技术条件：电流密度180A/m²，电解液温度55℃，同极距100mm。

结果：铅回收率（进渣）：99.68%

铋回收率（进渣）：99.16%

银回收率（进渣）：98.81%

铜回收率：92.57%

锌回收率：90.76%

镉回收率：81.93%

渣率：65.25%

渣含铅：52.17%

渣含铋：8.11%

渣含银：456.73g/t。

实施例3

将高硫铜烟灰用硫酸进行一段低酸浸出，浸出完毕后进行液固分离，浸出液通过萃取-电积、中和沉淀等工艺过程回收铜、锌和镉。浸出渣送二段氧化浸出，高硫铜烟灰一段浸出的技术条件：硫酸初始质量浓度69g/L，浸出液固比L/S=6:1，温度70℃，浸出时间4h，浸出终点pH值1.5。一段浸出渣在通空气的条件下进行二段氧化浸出，浸出液返回一段低酸浸出过程，浸出渣送火法冶金工艺回收铅、铋和银，二段氧化浸出的技术条件：空气流量0.6m³/h，硫酸初始质量浓度240g/L，液固比L/S=4:1，浸出温度95℃，浸出时间8h。铜电解过程技术条件：电流密度180A/m²，电解液温度55℃，同极距100mm。

结果：铅回收率（进渣）：99.11%

铋回收率（进渣）：97.86%

银回收率（进渣）：99.22%

铜回收率：95.06%

锌回收率：92.33%

镉回收率：85.36%

渣率：62.12%

渣含铅：54.45%

渣含铋：8.88%

渣含银：468.97g/t。

Claims

1.一种湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法法，其特征在于有以下步骤构成：

（1）高硫铜烟灰进行一段低酸浸出，部分铜和大部分锌和镉进入浸出液，从浸出液回收铜、锌和镉；铅、铋和银几乎全部进入浸出渣，浸出渣送二段氧化浸出进一步浸出铜,低酸浸出的的技术条件为：硫酸初始质量浓度19g/L～79g/L，浸出液固比L/S=3～7:1，温度40℃～70℃，浸出时间1h～4h；

（2）一段浸出渣进行通空气二段氧化浸出，铜的硫化物大部分被浸出，铅、铋和银留在浸出渣中,得到富集的浸出渣送火法冶炼回收铅、铋和银,二段浸出液返回一段低酸浸出,二段氧化浸出技术条件为：空气流量0.3m³/h～0.8m³/h，硫酸初始质量浓度180g/L～240g/L，液固比L/S=3～6:1，浸出温度80℃～95℃，浸出时间5h～8h；

（3）一段浸出液通过萃取-电解过程得到阴极铜；萃余液氧化中和除铁、砷后再中和沉淀回收锌和镉，铜电解过程技术条件：电流密度170A/m²～180A/m²，电解液温度45℃～55℃，同极距100mm。

2.根据权利要求1所述湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法,其特征在于

将高硫铜烟灰用硫酸进行一段低酸浸出，浸出完毕后进行液固分离，浸出液通过萃取-电积、中和沉淀等工艺过程回收铜、锌和镉，浸出渣送二段氧化浸出，高硫铜烟灰一段低酸浸出的技术条件：

硫酸初始质量浓度59g/L，浸出液固比L/S=3:1，温度60℃，浸出时间2h，浸出终点PH值1.5；

一段浸出渣在通空气的条件下进行二段氧化浸出，浸出液返回一段低酸浸出过程，浸出渣送火法冶金工艺回收铅、铋和银，二段氧化浸出的技术条件：

空气流量0.5m³/h，硫酸初始质量浓度230g/L，液固比L/S=3:1，浸出温度90℃，浸出时间8h；

一段浸出液通过萃取-电解过程得到阴极铜，铜电解过程技术条件：电流密度180A/m²，电解液温度55℃，同极距100mm。

3.根据权利要求1所述湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法,其特征在于

将高硫铜烟灰用硫酸进行一段低酸浸出，浸出完毕后进行液固分离，浸出液通过萃取-电积、中和沉淀等工艺过程回收铜、锌和镉。浸出渣送二段氧化浸出，高硫铜烟灰一段浸出的技术条件：

硫酸初始质量浓度39g/L，浸出液固比L/S=4:1，温度40℃，浸出时间1h，浸出终点PH值2.0；

空气流量0.3m³/h，硫酸初始质量浓度180g/L，液固比L/S=4:1，浸出温度85℃，浸出时间6h；

一段浸出液通过萃取-电解过程得到阴极铜，铜电解过程技术条件：

电流密度180A/m²，电解液温度55℃，同极距100mm。

4.根据权利要求1所述湿法处理高硫铜烟灰回收铜的方法,其特征在于

硫酸初始质量浓度69g/L，浸出液固比L/S=6:1，温度70℃，浸出时间4h，浸出终点PH值1.5；

空气流量0.6m³/h，硫酸初始质量浓度240g/L，液固比L/S=4:1，浸出温度95℃，浸出时间8h；

一段浸出液通过萃取-电解过程得到阴极铜铜电解过程技术条件：电流密度180A/m²，电解液温度55℃，同极距100mm。