CN103966457B - 一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铜阳极浇铸洗渣再利用技术，特别是一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法。本发明首先将铜阳极浇铸洗渣干燥脱水后，在氧化剂作用下进行热酸浸出，将洗渣中的钡和铜同时浸出入液，浸出液冷却至常温后，用水稀释，过滤得硫酸钡沉淀和硫酸铜溶液，沉淀可作为脱模剂直接返回铜阳极浇铸工序，硫酸铜溶液用于回收铜。本发明通过热酸浸出，将洗渣中含量大的硫酸钡浸出，有效地释放被钡包裹的铜，实现了从洗渣高效回收钡和铜，钡和铜的回收率都在99％以上；具有工艺流程短、设备简单、金属回收率高等优点，适合大规模工业生产。

Description

一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法
技术领域
本发明涉及铜阳极浇铸洗渣再利用技术，特别是一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法。
背景技术
铜阳极浇铸过程，为便于阳极铜与铸模分离，往往需要在铸模上喷洒耐高温脱模剂。目前，铜阳极浇铸脱模剂主要有硫酸钡、骨粉、石墨粉、瓷土粉4钟，其中硫酸钡因疏水性好，喷涂在一定温度的模具上，水份能较快蒸发，在阳极板上产生的气孔相对少一些，在各铜冶炼厂被广泛使用。在铜阳极浇铸过程中，浇铸得到的铜阳极板进入冷却池冷却，有时还用高压水枪进行冲洗，此时，覆盖在阳极板表面的脱模剂以及部分铜或已氧化的氧化亚铜会脱落进入水池，这些物质共同形成了铜阳极浇铸洗渣。
铜阳极浇铸洗渣含有大量的铜、氧化亚铜和硫酸钡。当前，多数冶炼厂将铜阳极浇铸洗渣返回冶炼炉或送渣选车间回收铜。然而，由于脱模剂粒度很细，在铜阳极浇铸冷却水池中沉降速度较慢，往往覆盖在铜或氧化亚铜表面；在回收过程中，因硫酸钡化学性质较为稳定，在一般条件下难于溶于酸或碱等溶剂，使得大量被包裹的铜或氧化亚铜随着硫酸钡直接进入炉渣或选渣，铜的回收率低，且硫酸钡脱模剂未能得到循环利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法，解决铜回收率低、钡无法循环使用的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案：一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法，包括以下步骤：
首先将铜阳极浇铸洗渣干燥，放入搅拌浸出槽进行热酸浸出，在双氧水或空气氧化剂的作用下，将洗渣中的钡和铜同时浸出入液；热酸浸出条件为：硫酸浓度为18mol/L，液固质量比为2：1～10：1，温度为200～500℃，时间为5～60分钟，双氧水用量为理论量的3～5倍，或空气通入量为理论量的6～10倍；
热酸浸出发生的主要反应为：
BaSO4+H2SO4＝Ba(HSO4)2，
Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O，
2Cu+2H2SO4+O2＝2CuSO4+2H2O，
Cu+H2SO4+H2O2＝CuSO4+2H2O；
然后将热酸浸出液冷却至常温，用热酸浸出液体积10％～50％的水稀释，过滤得硫酸钡沉淀和硫酸铜溶液；硫酸钡沉淀作为脱模剂直接返回铜阳极浇铸工序，硫酸铜溶液用电解或结晶方式回收铜；稀释时发生的反应为：
Ba(HSO4)2＝BaSO4↓+H2SO4。
铜阳极浇铸洗渣干燥至含水质量比为1％以下。
所述硫酸、双氧水等各种试剂均为工业级试剂。
本发明采用热酸浸出方法，将钡和铜同时浸出入液，再通过稀释，即可分离钡和铜，回收得到的钡可以直接作为脱模剂重复使用，铜以硫酸铜形式回收，可采用常用方法(电解或结晶)回收铜，铜和钡回收率都高达99％以上，节约了资源；具有工艺流程短、设备简单、金属回收率高等优点，适合大规模工业生产。
附图说明
附图为本发明工艺流程图。
具体实施方式
如附图所示，本发明能广泛应用于从铜阳极浇铸洗渣中回收钡和铜，其主要成分范围以重量百分比计为(％)：Cu10.0～50.0、Ba10.0～50.0。实施例中铜阳极浇铸洗渣含水质量比为1％以下。
实施例1：
铜阳极浇铸洗渣主要成分以重量百分比计为(％)：Cu24.9、Ba40.5、H2O0.9。
往500g干燥的铜阳极浇铸洗渣加入浓硫酸2.0L，按每小时2.0L/(t洗渣)速度不断加入质量百分比为30％的双氧水，在250℃下浸出50分钟；将热酸浸出液冷却至常温后，用0.5L水稀释，经过滤得到硫酸铜溶液2.6L和硫酸钡沉淀345g，稀释液含铜47.5g/L，沉淀含硫酸钡99.0％，铜和钡的回收率分别达99.1％和99.2％。
实施例2：
铜阳极浇铸洗渣主要成分以重量百分比计为(％)：Cu44.1、Ba25.5、H2O0.8。
往500g干燥的铜阳极浇铸洗渣加入浓硫酸2.5L，按每小时9.5L/(t洗渣)速度不断加入质量百分比为30％的双氧水，在350℃下浸出20分钟；将热酸浸出液冷却至常温后，用1.0L水稀释，经过滤得到硫酸铜溶液3.8L和硫酸钡沉淀218g，稀释液含铜57.5g/L，沉淀含硫酸钡99.2％，铜和钡的回收率分别达99.1％和99.8％。
实施例3：
铜阳极浇铸洗渣主要成分以重量百分比计为(％)：Cu23.5、Ba42.4、H2O0.9。
往500g干燥的铜阳极浇铸洗渣加入浓硫酸2.0L，按每分钟3.0L/(t洗渣)速度不断通入空气，在200℃下浸出60分钟；将热酸浸出液冷却至常温后，用0.5L水稀释，经过滤得到硫酸铜溶液2.7L和硫酸钡沉淀365g，稀释液含铜43.3g/L，沉淀含硫酸钡98.0g/L，铜和钡的回收率分别达99.5％和99.3％。
实施例4：
铜阳极浇铸洗渣主要成分以重量百分比计为(％)：Cu43.4、Ba29.7、H2O0.8。
往500g干燥的铜阳极浇铸洗渣加入浓硫酸2.5L，按每分钟34.5L/(t洗渣)速度不断通入空气，在450℃下浸出10分钟；将热酸浸出液冷却至常温后，用1.0L水稀释，经过滤得到硫酸铜溶液3.8L和硫酸钡沉淀255g，稀释液含铜56.8g/L，沉淀含硫酸钡98.5g/L，铜和钡的回收率分别达99.5％和99.5％。

Claims (3)

1.一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法，其特征在于：首先将铜阳极浇铸洗渣干燥，放入搅拌浸出槽进行热酸浸出，在双氧水或空气氧化剂的作用下，将洗渣中的钡和铜同时浸出入液；热酸浸出条件为：硫酸浓度为18mol/L，液固质量比为2：1～10：1，温度为200～500℃，时间为5～60分钟，双氧水用量为理论量的3～5倍，或空气通入量为理论量的6～10倍；
热酸浸出发生的主要反应为：
BaSO4+H2SO4＝Ba(HSO4)2，
Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O，
2Cu+2H2SO4+O2＝2CuSO4+2H2O，
Cu+H2SO4+H2O2＝CuSO4+2H2O；
然后将热酸浸出液冷却至常温，用热酸浸出液体积10％～50％的水稀释，过滤得硫酸钡沉淀和硫酸铜溶液；硫酸钡沉淀作为脱模剂直接返回铜阳极浇铸工序，硫酸铜溶液用电解或结晶方式回收铜；稀释时发生的反应为：
Ba(HSO4)2＝BaSO4↓+H2SO4。
2.根据权利要求1所述一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法，其特征在于：铜阳极浇铸洗渣干燥至含水质量比为1％以下。
3.根据权利要求1所述一种从铜阳极浇铸洗渣中回收有价金属的方法，其特征在于：最佳实施条件：按500g含水质量比为1％以下的铜阳极浇铸洗渣加入浓硫酸2.0L，每分钟3.0L/t洗渣的速度不断通入空气，在200℃下浸出60分钟；将热酸浸出液冷却至常温后，用0.5L水稀释，经过滤得到硫酸铜溶液和硫酸钡沉淀。
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