CN107619940B - 一种从冶炼渣中回收铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从冶炼渣中回收铜的方法，采用还原焙烧、再水浸、再氧化酸浸，最后旋流电解的方式，在焙烧时特别加入了助剂，使冶炼渣的反应充分、流动性好，利于沉降分离。先水浸再氧化酸浸，混合水浸滤液和氧化酸浸浸出液后再进行旋流电解，对提高金属铜的回收率有一定帮助。本发明比传统的铜冶炼渣回收工艺生产成本低，且相比常规旋流电解方式，本发明的回收率更高。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼渣回收领域，具体的说，是涉及一种从冶炼渣中回收铜的方法。
背景技术
当今世界，运用绿色科技，发展绿色经济方兴未艾。传统有色冶金行业、矿山企业均为高能耗、高污染、高排放企业。以减量化、无害化、资源化、再使用、再循环为行为准则，最大限度利用已有资源，并循环高效回收废液、废渣中的有价金属，将越来越成为这些企业进一步发展的需要。综合回收利用铜冶炼渣中主要有价金属成分，对企业而言，既能充分利用原料创造巨大的经济收益，又解决了堆放和转运过程中对环境造成的污染。因此，从铜冶炼渣中综合有价金属在经济效益、社会效益、环境效益都具有深远的现实意义，也与我国产业和技术发展的导向相符合。
铜冶炼渣含有铜、铅、银、铋、锌、镉等有价金属，具有较高的回收价值。从铜冶炼渣资源化回收利用现状来看，铜冶炼渣中的铜、镍等有价成分主要是作为冶金过程中的杂质金属而除去，处理过程流程长，得到的海绵铜产品的纯度较低，特别是渣中的钴镍，不仅难去除，且处理成本普遍较高。
采用旋流电解技术处理铜冶炼污泥的浸出液并直接获得金属单质电解产品，可以省略萃取工序，从而大幅降低有价金属回收成本。旋流电解对浓差极化的消除作用使得其能获得极高的金属回收效率，如采用旋流电解技术从含钯以及含铑金属的酸性氯化物溶液中回收钯和铑，回收效率超过了99％。如果杂质离子的析出电位与目标金属差距较大，旋流电解受杂质离子的影响较小，产品纯度高。
发明内容
为了解决冶炼渣回收工艺的回收率和成本问题，本发明提供了一种从冶炼渣中回收铜的方法，其包括焙烧、水浸、酸浸、旋流电解等步骤，从而使铜冶炼渣中的铜回收率高达99％以上且省去了萃取等工序。
一种从铜冶炼渣中回收铜的方法，包括：
(1)将铜冶炼渣、助剂和生石灰进行混合，得到混合物料；
(2)将所述混合物料进行焙烧，得到焙烧后的固体混合物；
(3)将所述固体混合物进行破碎研磨，用80～95℃热水浆化，热水的体积与固体混合物的质量比1:1，搅拌0.5～1.0小时后，再加80～95℃热水至液固比为3～5:1，再搅拌0.5～1.0小时，过滤得到滤液和滤渣；
(4)将滤渣加入硫酸后，在高压釜内通氧进行氧化浸出，搅拌浸出2～4小时，之后进行分离处理，得到浸出液和浸出渣；
(5)将所述滤液和所述浸出液混合并调节pH后，采用旋流电解得到阴极铜产品。
所述助剂由以下重量百分比的组分制成：石灰石12～15％、铁矿石10～13％、硅酸铝粉8～10％、碳化硅5～8％、粉煤灰3～5％，余量为焦炭。
在所述步骤(1)中，铜冶炼渣、助剂和生石灰按照质量比为1：(2～2.5)：(5～6.5)进行混合。
在所述步骤(2)中，所述焙烧处理的温度为1000～1200℃；在将所述混合物料进行焙烧处理之前，预先对所述混合物料进行成型处理，得到混合球团。
在所述步骤(3)中，所述破碎研磨后的粉末中粒径小于0.056mm的粉末占总量的75wt％以上。
在所述步骤(5)中，所述滤液和所述浸出液混合搅拌1～2小时，之后调节pH值至4～5，进行旋流电解，电解时电解液循环流量为30L/h，电流密度为50～80A/m2，温度为40～50℃，控制终点铜离子浓度为200mg/L。
本发明采用还原焙烧、再水浸、再氧化酸浸，最后旋流电解的方式，在焙烧时特别加入了助剂，使冶炼渣的反应充分、流动性好，利于沉降分离。先水浸再氧化酸浸，混合水浸滤液和氧化酸浸浸出液后再进行旋流电解，对提高金属铜的回收率有一定帮助。本发明比传统的铜冶炼渣回收工艺生产成本低，且相比常规旋流电解方式，本发明的回收率更高。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例对本发明进一步详细说明。
实施例1：
一种从铜冶炼渣中回收铜的方法，包括：(1)将铜冶炼渣、助剂和生石灰进行混合，得到混合物料。其中，铜冶炼渣、助剂和生石灰按照质量比为1:2:5进行混合。所述助剂由以下重量百分比的组分制成：石灰石12％、铁矿石10％、硅酸铝粉8％、碳化硅5％、粉煤灰3％，余量为焦炭。(2)将所述混合物料进行焙烧，得到焙烧后的固体混合物。所述焙烧处理的温度为1000℃；在将所述混合物料进行焙烧处理之前，预先对所述混合物料进行成型处理，得到混合球团。(3)将所述固体混合物进行破碎研磨，所述破碎研磨后的粉末中粒径小于0.056mm的粉末占总量的75wt％以上，用80℃热水浆化，热水的体积与固体混合物的质量比1:1，搅拌0.5小时后，再加80℃热水至液固比为3:1，再搅拌0.5小时，过滤得到滤液和滤渣；(4)将滤渣加硫酸后，在高压釜内通氧进行氧化浸出，搅拌浸出2小时，之后进行分离处理，得到浸出液和浸出渣；(5)将所述滤液和所述浸出液混合搅拌1小时，之后调节pH值至4，进行旋流电解，电解时电解液循环流量为30L/h，电流密度为50A/m2，温度为40℃，控制终点铜离子浓度为200mg/L，得到阴极铜产品。其中，铜冶炼渣中的铜的回收率高达99.02％。
实施例2：
一种从铜冶炼渣中回收铜的方法，包括：(1)将铜冶炼渣、助剂和生石灰进行混合，得到混合物料。其中，铜冶炼渣、助剂和生石灰按照质量比为1:2.5:6.5进行混合。所述助剂由以下重量百分比的组分制成：石灰石15％、铁矿石13％、硅酸铝粉10％、碳化硅8％、粉煤灰5％，余量为焦炭。(2)将所述混合物料进行焙烧，得到焙烧后的固体混合物。所述焙烧处理的温度为1200℃；在将所述混合物料进行焙烧处理之前，预先对所述混合物料进行成型处理，得到混合球团。(3)将所述固体混合物进行破碎研磨，所述破碎研磨后的粉末中粒径小于0.056mm的粉末占总量的75wt％以上，用95℃热水浆化，热水的体积与固体混合物的质量比1:1，搅拌1.0小时后，再加95℃热水至液固比为5:1，再搅拌1.0小时，过滤得到滤液和滤渣；(4)将滤渣加硫酸后，在高压釜内通氧进行氧化浸出，搅拌浸出4小时，之后进行分离处理，得到浸出液和浸出渣；(5)将所述滤液和所述浸出液混合搅拌2小时，之后调节pH值至5，进行旋流电解，电解时电解液循环流量为30L/h，电流密度为80A/m2，温度为50℃，控制终点铜离子浓度为200mg/L，得到阴极铜产品。其中，铜冶炼渣中的铜的回收率高达99.25％。
实施例3：
一种从铜冶炼渣中回收铜的方法，包括：(1)将铜冶炼渣、助剂和生石灰进行混合，得到混合物料。其中，铜冶炼渣、助剂和生石灰按照质量比为1:2:6进行混合。所述助剂由以下重量百分比的组分制成：石灰石13％、铁矿石12％、硅酸铝粉9％、碳化硅7％、粉煤灰4％，余量为焦炭。(2)将所述混合物料进行焙烧，得到焙烧后的固体混合物。所述焙烧处理的温度为1100℃；在将所述混合物料进行焙烧处理之前，预先对所述混合物料进行成型处理，得到混合球团。(3)将所述固体混合物进行破碎研磨，所述破碎研磨后的粉末中粒径小于0.056mm的粉末占总量的75wt％以上，用90℃热水浆化，热水的体积与固体混合物的质量比1:1，搅拌0.5小时后，再加90℃热水至液固比为4:1，再搅拌1.0小时，过滤得到滤液和滤渣；(4)将滤渣加硫酸后，在高压釜内通氧进行氧化浸出，搅拌浸出3小时，之后进行分离处理，得到浸出液和浸出渣；(5)将所述滤液和所述浸出液混合搅拌2小时，之后调节pH值至4，进行旋流电解，电解时电解液循环流量为30L/h，电流密度为60A/m2，温度为45℃，控制终点铜离子浓度为200mg/L，得到阴极铜产品。其中，铜冶炼渣中的铜的回收率高达99.32％。
对比例1：
将与本发明铜冶炼渣不经过水浸或酸浸，而仅进行其中一步浸出后旋流电解，则所得到的阴极铜产品相对于铜冶炼渣而言，铜的回收率仅为86％。
对比例2：
采用不同于本发明旋流电解方式的萃取等其他回收方式，其铜冶炼渣中的铜的回收率仅为80％左右，且萃取、反萃工艺的成本更高。
对比例3：
若不加入本发明的助剂进行混合，则两步浸出效果将明显降低，从而导致最终的旋流电解阴极铜产品相对于铜冶炼渣而言，铜的回收率不会高于90％。
由实施例1-3和对比例1-3可以看出，本发明所采用的还原焙烧、再水浸、再氧化酸浸，最后旋流电解的方式，其步骤和工艺参数均是申请人经过反复多次试验验证的。在焙烧时特别加入了助剂，使冶炼渣的反应充分、流动性好，利于沉降分离。先水浸再氧化酸浸，混合水浸滤液和氧化酸浸浸出液后再进行旋流电解，对提高金属铜的回收率有一定帮助。本发明比传统的铜冶炼渣回收工艺生产成本低，且相比常规旋流电解方式，本发明的回收率更高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种从铜冶炼渣中回收铜的方法，其特征在于，包括：
(1)将铜冶炼渣、助剂和生石灰按照质量比为1:2:5进行混合，得到混合物料；
(2)将所述混合物料进行焙烧，得到焙烧后的固体混合物；
(3)将所述固体混合物进行破碎研磨，用80~95℃热水浆化，热水的体积与固体混合物的质量比1:1，搅拌0.5~1.0小时后，再加80~95℃热水至液固比为3~5:1，再搅拌0.5~1.0小时，过滤得到滤液和滤渣；
(4)将滤渣加入硫酸后，在高压釜内通氧进行氧化浸出，搅拌浸出2~4小时，之后进行分离处理，得到浸出液和浸出渣；
(5) 将所述滤液和所述浸出液混合搅拌1小时，之后调节pH值至4，进行旋流电解，电解时电解液循环流量为30L/h，电流密度为50A/m2，温度为40℃，控制终点铜离子浓度为200mg/L，得到阴极铜产品；
所述助剂由以下重量百分比的组分制成：石灰石12~15%、铁矿石10~13%、硅酸铝8~10%、碳化硅5~8%、粉煤灰3~5%，余量为焦炭；
所述方法的铜冶炼渣中的铜回收率高达99.02%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，所述焙烧处理的温度为1000~1200℃；在将所述混合物料进行焙烧处理之前，预先对所述混合物料进行成型处理，得到混合球团。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，所述破碎研磨后的粉末中粒径小于0.056mm的粉末占总量的75wt%以上。
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| 哈里亚瓦尔塔炼铜厂;冶金工业部南昌有色冶金设计院编;《闪速熔炼文集》;19750331;第153页第六节 * |
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