CN109055762B - 一种含铜硒废料的脱铜处理方法 - Google Patents

一种含铜硒废料的脱铜处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含铜硒废料的脱铜处理方法，包括以下步骤：S1、将含铜硒废料、含铁催化剂和稀硫酸混合，得到预浸液；S2、将所述预浸液在低于90℃的低温条件下，用氧化剂进行高压浸出，分离得到含银硒浸出渣和含铜浸出液。本发明针对高铜硒含量的铅滤饼这种工业废料进行脱铜处理，本发明该工艺中铜与硒等贵金属分离效果比较彻底，铜浸出效果好，铜浸出率在96％以上；并且硒等贵金属全部富集于渣中，可进入稀贵***回收硒、铅、金、银，利于提高贵金属回收率。本发明整体工艺稳定、可靠，适合大规模工业化应用，经济效益好。

Description

一种含铜硒废料的脱铜处理方法
技术领域
本发明属于铜冶炼技术领域，尤其涉及一种含铜硒废料的脱铜处理方法。
背景技术
在铜冶炼生产中，由于燃料的燃烧、气流对物料的携带作用以及高温下金属的挥发和氧化等物理化学作用，不可避免地产生大量烟气和烟尘。而对铜冶炼烟气若不加以净化回收，不仅会严重污染大气，而且也是资源的严重浪费。
铜冶炼烟气处理流程主要有干法和湿法；其中，铜冶炼烟气在洗涤过程中会有一些不溶于稀硫酸的固体颗粒物发生沉降，并被收集。该颗粒物为含铜硒废料(俗称铅滤饼)，为黑色固体，成分体现为高铜、高硒，而且含有少量金、银。通常，该物料主要成分为：Cu 10-50％、Se 10-70％、Pb 1-20％、Au 5-60g/t、Ag 100-2000g/t。铅滤饼中铜主要是单质铜、部分为硫化铜，硒大部分为单质硒，少量为化合态硒。铅滤饼被环保部门认定为危险固废，需指定存放于专门的库房当中。
铅滤饼中铜、硒含量高并含有金、银和铅，由于成分复杂，单独处理难度较大，许多炼铜厂一般将其直接返炉处理。目前没有合适的方法将铅滤饼中硒与杂质分离并富集、回收，从而造成了资源浪费。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种含铜硒废料的脱铜处理方法，本发明提供的方法能有效脱除铅滤饼中的铜，硒等贵金属得到富集。
本发明提供一种含铜硒废料的脱铜处理方法，包括以下步骤：
S1、将含铜硒废料、含铁催化剂和稀硫酸混合，得到预浸液；
S2、将所述预浸液在低于90℃的低温条件下，用氧化剂进行高压浸出，分离得到含银硒浸出渣和含铜浸出液。
优选地，所述含铁催化剂为铁粉、硫酸亚铁和硫酸铁中的一种或多种。
优选地，所述含铜硒废料的粒度为80～120目。
优选地，所述预浸液中硫酸浓度为150～300g/L。
优选地，所述低温为60～80℃，所述高压浸出的压力为0.8～1.5MPa。
优选地，所述氧化剂为氧气或双氧水。
优选地，步骤S2之后还包括：将所述含银硒浸出渣进行稀贵处理，回收银和硒；
将所述含铜浸出液进行电积处理，分离得到电积铜和电积后液。
优选地，所述电积后液返回步骤S1循环利用。
与现有技术相比，本发明针对高铜硒含量的铅滤饼这种工业废料进行脱铜处理，具体的工艺方案主要为：在加入含铁催化剂的条件下，将所述的含铜硒废料进行低温高压酸浸氧化浸出处理。在此过程中，铜被浸出进入液相，硒、银、金、铅基本没有被氧化浸出，完全进入渣相，贵金属金、银、硒在浸出渣中得到富集，为稀贵***回收金、银、铅、硒打下了很好的工艺基础。本发明该工艺中铜与硒等贵金属分离效果比较彻底，铜浸出效果好，铜浸出率在96％以上；并且硒等贵金属全部富集于渣中，可进入稀贵***回收硒、铅、金、银，利于提高贵金属回收率。本发明整体工艺稳定、可靠，适合大规模工业化应用，经济效益好。
附图说明
图1为本发明实施例提供的处理含铜硒废料的工艺流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种含铜硒废料的脱铜处理方法，包括以下步骤：
S1、将含铜硒废料、含铁催化剂和稀硫酸混合，得到预浸液；
S2、将所述预浸液在低于90℃的低温条件下，用氧化剂进行高压浸出，分离得到含银硒浸出渣和含铜浸出液。
为了解决高铜硒物料脱铜并富集金、银、硒的问题，本发明提供了合适的脱铜处理工艺，能有效脱除铅滤饼中的铜，硒等贵金属得到富集，避免了银、硒分散而导致贵金属回收率的降低。
参见图1，图1为本发明实施例提供的处理含铜硒废料的工艺流程图。针对铅滤饼的特性和成分，本发明实施例将物料中铜进行有效脱除，使硒、金、银、铅得到富集。
在本发明的实施例中，所述的铅滤饼主要来源于闪速炉熔炼冶炼烟气洗涤工序，为黑色固体。铅滤饼含铜高，Cu含量为10-50％，含硒(Se)10-70％，而且含有少量金(Au)、银(Ag)和铅(Pb)。在物相方面，铅滤饼所含铜为单质铜和硫化铜，所含硒基本为单质硒。在本发明的实施例中，所述的铅滤饼主要成分为：Cu 10-50％、Se 10-70％、Pb 1-20％、Au 5-60g/t、Ag 100-2000g/t；且含有一定量水分。
本发明实施例取一定量所述的含铜硒废料(俗称铅滤饼)，优选破碎至粒度为80～120目，便于脱铜处理。本发明实施例首先预浸配液，具体可在反应容器中配制一定量的稀硫酸溶液，开启搅拌后，加入所述铅滤饼，同时加入一定量的含铁催化剂，搅拌混合均匀，得到预浸液(也称压浸前液、预浸混合液)。
其中，所述的预浸配液一般为室温条件，优选在搅拌条件下进行。所述含铁催化剂优选为铁粉、硫酸亚铁和硫酸铁中的一种或多种混合物；所述含铁催化剂的用量为铅滤饼加入量的1～3％。所述预浸液中硫酸浓度优选为150～300g/L，更优选为160～280g/L。
在本发明的实施例中，待搅拌半小时后，将配制得到的压浸前液泵至高压釜中，进行高压浸出脱铜并压滤。本发明进行低温高压催化浸出，具体为：所述预浸混合液进入高压釜之后，先加热升温至60℃～70℃，加入氧化剂进行高压浸出，浸出完毕后，可压滤分离，压滤后液为含铜浸出液，滤渣为含银硒浸出渣。
其中，所述低温为低于90℃，优选为60～80℃。所述高压浸出的压力为0.8MPa～1.5MPa。所述氧化剂可为氧气或双氧水，优选为氧气。本发明一些实施例中的工艺参数包括：液固比4-10：1，硫酸浓度150-300g/L，反应温度70℃-80℃(反应有自放热)，压力0.8-1.5MPa，氧气流量50-200m3/h，反应时间8h-10h。
本发明该工艺特点为低温高压氧化浸出铜，催化剂强化浸出硫化铜，浸出后液可电积回收铜，浸出渣可进入稀贵***回收硒、铅、金、银。本发明中铜浸出效果好，硒、金、银、铅基本没有被氧化浸出，完全进入渣相，贵金属金银硒在渣中得到富集，为稀贵***回收金银铅硒打下了很好的工艺基础。如果采用高温高压条件，一部分银、硒会被氧化浸出。本发明该工艺在保证铅滤饼浸出脱铜效果前提下，避免了银、硒分散而导致贵金属回收率的降低。本发明实施例中反应方程式包括：
2Cu+2H2SO4+O2＝2CuSO4+2H2O；
2CuS+2H2SO4+O2＝2CuSO4+2H2O+2S；
4Fe+6H2SO4+3O2＝2Fe2(SO4)3+6H2O或
4FeSO4+2H2SO4+O2＝2Fe2(SO4)3+2H2O；
Fe2(SO4)3+2CuS＝2FeSO4+2CuSO4+2S。
本发明在催化剂条件下，通过低温高压浸出铜，铜浸出效果好，金银硒基本不被浸出，全部富集于渣中，为稀贵***回收金银硒铅做好准备。
分离得到含银硒浸出渣和含铜浸出液之后，本发明实施例还包括：将所述含银硒浸出渣进行稀贵处理，回收银和硒；将所述含铜浸出液进行电积处理，分离得到电积铜和电积后液。
其中，所述的浸出液电积处理具体可为：将高压浸出液(即含铜浸出液)泵至铜电积***，通电电积，铜离子在阴极生成电积铜，可以进入铜火法精炼区域生产阳极板，再电解产出阴极铜。本发明实施例中的电积工艺参数包括：电流为5000-8000A，温度为50-65℃，时间为24h。
在本发明的一些实施例中，得到的铜电积后液可以返回浸出工序循环利用，由于浸出液电积过程中，会产生硫酸，酸浓达到200g/L，可以直接返回浸出工序，循环使用，有利于节省硫酸的使用，而且电积液中铁离子没有损失，返回浸出工序后也节省了催化剂铁的投入，进一步降低成本。
本发明工艺主要为低温高压浸出工艺，铅滤饼中银不被浸出，硒被氧化浸出也很低(低于0.5％)，对于银硒稀贵金属而言，效果非常明显。本工艺产出的滤渣为含银硒滤渣，可进入稀贵***进行稀贵处理，入卡尔多炉进行火法熔炼，回收银、硒、铅。
上述的稀贵处理具体回收工艺包括：脱铜渣(浸出渣)进入卡尔多炉进行融化，再高温吹炼。由于脱铜后硒渣含硒量较高，含硒为70-90％，高温加热后容易融化成液体，温度升至1100℃，通入氧化性气体如压缩空气或氧气，进行吹炼；将硒氧化成二氧化硒挥发，与含铅物料进行分离。挥发的二氧化硒进入冶炼烟气中，经烟气洗涤***碱液吸收固化，含铅物料进入渣中形成铅渣；铅渣再与阳极泥熔炼炉渣搭配回收铅、银。
本发明整个方案步骤简单、清晰，铜与金银铅硒分离效果比较彻底，而且金银硒基本全部富集于渣相，铜回收率在96％左右，金银硒回收率在99％以上。并且，得到的电积后液可返回浸出工序循环使用，节省硫酸和铁的加入，降低辅料消耗、降低成本。本发明整体工艺稳定、可靠，适合大规模工业化应用，环保和经济效益好。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的含铜硒废料的脱铜处理方法进行具体地描述。
以下实施例中，元素成分检测按照本领域常规方法进行；所用的试剂均为市售产品。
实施例1：
1、预浸配液
取含硒物料铅滤饼4t，主要成分：Cu 16.8％、Se 27.3％、As 1％、Pb 10％、Au39g/t、Ag 1030g/t、水分20％；破碎至80目。首先在反应容器内配置19m3稀硫酸溶液，其中硫酸浓度220g/L，开启搅拌后，加入上述铅滤饼，同时加入催化剂铁粉，加入量为97kg，搅拌半个小时后泵至高压釜，预浸配液为室温条件。
2、高压浸出脱铜并压滤
得到的预浸混合液进入高压釜之后，先加热升温至60℃，然后通入氧气，反应釜内压力逐步升高，当压力到达1MPa时，停止通氧，保持压力持续8h，反应结束，泄压至常压条件，放料至缓冲槽，泵至压滤机过滤，取滤饼水洗吹风，该固体为氧化浸出渣2t，液体为硫酸铜溶液20m3。工况条件：氧气流量100m3/h，压力1MPa，反应时间10h，反应温度70℃。
经过上述高压浸出工序，铜的浸出率为96％，氧化浸出液(上述硫酸铜溶液，也称氧化后液)主要成分：Cu 25.8g/L、Se 0.26g/L、As 1g/L、Pb 0.05g/L、Fe 4.7g/L、Au0.0005g/L、Ag 0.0005g/L、H2SO4 160g/L；氧化浸出渣主要成分：Cu 1.1％、Se 43.45％、As0.1％、Pb 16％、Au 62.4g/t、Ag 1648g/t。
3、电积回收铜
将20m3氧化后液进行电积处理，电流为7000A，温度55℃，得到电积铜和电积后液。该电积后液主要成分：Cu 0.3g/L、Se 0.26g/L、As 0.6g/L、Pb 0.05g/L、Fe 4.7g/L、Au0.0005g/L、Ag 0.0005g/L、H2SO4 200g/L。所得电积铜可以返火法精炼工序生产阳极铜，电积后液返回高压浸出工序循环利用。
上述整体工艺中，铜回收率95％，硒、银、金回收率99％以上。
实施例2：
1、预浸配液
取含硒物料铅滤饼3.5t，主要成分：Cu 30％、Se 45％、As 1％、Pb 15％、Au 22g/t、Ag 1350g/t、水分25％；破碎至100目。首先在反应容器内配置16m3稀硫酸溶液，其中硫酸浓度240g/L，开启搅拌后，加入上述铅滤饼，同时加入催化剂铁粉，加入量为82kg，搅拌半个小时后泵至高压釜，预浸配液为室温条件。
2、高压浸出脱铜并压滤
得到的预浸混合液进入高压釜之后，先加热升温至70℃，然后通入氧气，反应釜内压力逐步升高，当压力到达1MPa时，停止通氧，保持压力持续8h，反应结束，泄压至常压条件，放料至缓冲槽，泵至压滤机过滤，取滤饼水洗吹风，该固体为氧化浸出渣1.65t，液体为硫酸铜溶液17m3。工况条件：氧气流量160m3/h，压力1MPa，反应时间9h，反应温度80℃。
经过上述高压浸出工序，铜的浸出率为97％，氧化浸出液主要成分：Cu 45g/L、Se0.23g/L、As 1.54g/L、Pb 0.05g/L、Fe 4.7g/L、Au 0.0005g/L、Ag 0.0005g/L、H2SO4 152g/L；氧化浸出渣主要成分：Cu 1.4％、Se 71.5％、As 0.1％、Pb 23.6％、Au 35g/t、Ag 2151g/t。
3、电积回收铜
将17m3氧化后液进行电积处理，电流为8000A，温度55℃，得到电积铜和电积后液。该电积后液主要成分：Cu 0.5g/L、Se 0.23g/L、As 0.8g/L、Pb 0.05g/L、Fe 4.7g/L、Au0.0005g/L、Ag 0.0005g/L、H2SO4 220g/L。所得电积铜可以返火法精炼工序生产阳极铜，电积后液返回高压浸出工序循环利用。
上述整体工艺中，铜回收率96％，硒、银、金回收率99％以上。
由以上实施例可知，本发明该工艺中铜与硒等贵金属分离效果比较彻底，铜浸出效果好，铜浸出率在96％以上；并且硒等贵金属全部富集于渣中，可进入稀贵***回收硒、铅、金、银，利于提高贵金属回收率。所得浸出液电积脱铜，电积后液返回浸出循环使用，降低辅料消耗，经济效益好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于使本技术领域的专业技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，是能够实现对这些实施例的多种修改的，而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。

Claims (5)

1.一种含铜硒废料的脱铜处理方法，包括以下步骤：
S1、将含铜硒废料、含铁催化剂和稀硫酸混合，得到预浸液；所述含铜硒废料包含铜、硒、金、银和铅；所述含铜为单质铜和硫化铜；所述含铁催化剂为铁粉、硫酸亚铁和硫酸铁中的一种或多种；
S2、将所述预浸液在低于90℃的低温条件下，用氧化剂进行高压浸出，分离得到含银硒浸出渣和含铜浸出液；所述氧化剂为氧气或双氧水；
将所述含银硒浸出渣进行稀贵处理，回收银和硒；
将所述含铜浸出液进行电积处理，分离得到电积铜和电积后液。
2.根据权利要求1所述的脱铜处理方法，其特征在于，所述含铜硒废料的粒度为80～120目。
3.根据权利要求1所述的脱铜处理方法，其特征在于，所述预浸液中硫酸浓度为150～300g/L。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的脱铜处理方法，其特征在于，所述低温为60～80℃，所述高压浸出的压力为0.8～1.5MPa。
5.根据权利要求4所述的脱铜处理方法，其特征在于，所述电积后液返回步骤S1循环利用。
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