CN101538646A

CN101538646A - 一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法

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Publication number: CN101538646A
Application number: CN200910094404A
Authority: CN
Inventors: 贾著红; 包崇军; 杨建斌; 吴红林; 浦恩彬; 刘艳涛; 李会良; 王建昆; 张候文; 雷建华
Original assignee: Yunnan Chihong Zinc and Germanium Co Ltd
Current assignee: Yunnan Chihong Zinc and Germanium Co Ltd
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2009-09-23

Abstract

本发明涉及一种从含铜物料，通过强化浸出生产硫酸铜工艺方法，其生产流程短、能耗低、环境好、金属回收率高，属于有色金属冶炼渣的综合回收利用技术领域。其主要特点是将铜渣直接强化浸出，通过强化浸出取代了铜渣的氧化焙烧过程，解决了铜渣氧化焙烧过程中能耗高、环境污染大、流程长的问题。由于强化了浸出的条件，使铜的浸出率提高到94％以上，浸出时间可由常规的24小时缩短至2小时，可大幅提高硫酸铜的生产效率，有效降低生产成本，使硫酸铜的生产流程缩短1/3，金属回收率大大提高。

Description

一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种从含铜物料，通过强化浸出生产硫酸铜工艺方法，其生产流程短、能耗低、环境好、金属回收率高，属于有色金属冶炼渣的综合回收利用技术领域。

背景技术

在锌的冶炼中，硫化锌精矿中的镉在沸腾炉焙烧过程中挥发进入烟尘，烟尘经过浸出后镉进入浸出液，浸出液经过锌粉净化，得到铜镉渣，铜镉渣再经过浸出，锌粉置换得到海绵镉和铜渣，铜渣一般含铜30～50％，含锌5～7％，含铅8～10％，含镉1～3％。

在现有的利用铜渣生产硫酸铜的技术中，由于铜渣中的铜主要以金属铜及少量硫化铜形态，浸出之前须将铜渣氧化焙烧使金属态的铜和硫化铜转化成氧化铜，然后在进行酸性浸出，浸出液经过除杂、净化、浓缩结晶后生产出硫酸铜产品。该工艺存在流程长、生产能耗高、环境污染大、金属回收率低等问题。

因此，开发一种节能环保的硫酸铜生产工艺，提升锌冶炼过程中有价金属的回收具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有用铜渣生产硫酸铜技术中存在的问题，突破性地发明开发了一种流程短、能耗低、环境好、金属回收率高的硫酸铜生产方法，其主要特点是将铜渣直接强化浸出，通过强化浸出取代了铜渣的氧化焙烧过程，解决了铜渣氧化焙烧过程中能耗高、环境污染大、流程长的问题。由于强化了浸出的条件，使铜的浸出率提高到94％以上，浸出时间可由常规的24小时缩短至2小时，可大幅提高硫酸铜的生产效率，有效降低生产成本，使硫酸铜的生产流程缩短1/3，金属回收率大大提高。

本发明通过采用加压、通氧、升温等强制手段，强化浸出过程中的热力学和动力学因素，对铜渣直接进行强化浸出，取消了传统用铜渣生产硫酸铜流程中浸出之前的氧化过程，这是本发明的另一个发明目的和技术关键所在。

本发明一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法步骤是：

(1)强化浸出：将含铜物料铜渣粉碎后与含酸80～200g/l的硫酸溶液、90％以上纯度的氧气或富氧空气先后加入加压釜中，在60～150℃的浸出温度和1.0～1.4Mpa的浸出压力工艺参数条件下强化浸出，浸出铜渣中的铜，得到浸出液；

(2)澄清浸出液：当浸出液温度在60～80℃时加入絮凝剂，澄清1～5小时后虹吸上清液，离心过滤底流；

(3)浓缩结晶：将上清液及底流过滤后的溶液打入浓缩槽，控温80℃±5℃进行浓缩，加温过程补入上清液恒定体积，当比重达到1.30～1.40时，压滤除去钙镁，压滤后的溶液再转入浓缩槽继续浓缩，至比重达1.45以上后将溶液转入结晶槽，控温20～35℃进行结晶、过滤及二次结晶浓缩，获得浸出母液；

(4)当浸出母液Czn²⁺、Ccu²⁺比达到一定比值时，将母液开路返入锌系统，回收锌、镉；

所述物料铜渣中含铜在30～50％范围。

强化浸出过程中，所述含铜物料与硫酸溶液的液固比为3～7∶1，所述浸出时间3h，加压釜转速350r/min。

加入絮凝剂澄清浸出液工艺中，絮凝剂用量为5～20g/L；所述的絮凝剂是聚丙烯酰胺。

所述返入锌系统，回收锌、镉的浓缩母液Czn²⁺∶Ccu²⁺质量百分比为3∶1。

本发明工艺方法有益效果是：

1、可大幅提高铜渣的浸出率，铜渣强化浸出中铜的一次浸出率高达94％以上，浸出时间由现有生产工艺的24小时缩短至2小时，强化浸出还可以控制较低的终酸浓度，方便控制铁及其他杂质元素的浸出率，达到提高硫酸铜产品质量的目的；

2、该技术采用强化浸出，在密闭容器内完成反应过程，操作条件好，环境污染小，生产成本低，是环保节能的硫酸铜生产工艺；

3、该技术生产流程短，生产效率高，设备利用率就可大幅提高。

附图说明：

图1是本发明铜渣强化浸出生产硫酸铜工艺流程图。

具体实施方式

本发明反应式是：

本发明不需氧化焙烧，直接通过采用加压、通氧、升温等强制手段，对铜渣直接进行强化浸出，其工艺步骤是：

1、强化浸出：将含铜30～50％的铜渣与含酸80～200g/l的硫酸溶液、纯度90％以上的氧气或富氧空气先后加入加压釜中，通过控制80℃～150℃的浸出温度和1.0～1.4Mpa的浸出压力等多个强化浸出工艺参数，快速高效的浸出铜渣中的铜，也大幅度提高物料中锗等稀贵金属的浸出率，并能有效的控制浸出液中铁等杂质元素的含量；

2、澄清浸出液：当浸出液温度在60～80℃时加入絮凝剂，澄清1～5小时后虹吸上清液，离心过滤底流后，浸出渣可返回铅系统回收铅或外售；

3、浓缩结晶：将上清液及底流过滤后溶液打入浓缩槽控温80℃±5℃进行浓缩，加温过程补入上清液恒定体积，当比重达到1.30～1.45时，压滤除钙镁。压滤后液转入浓缩槽继续浓缩，至比重达1.45以上后将溶液转入结晶槽，控温20～35℃进行结晶、过滤及二次结晶浓缩，离心甩干后即可使产出硫酸铜产品；

4、二次浓缩母液可用锌粉置换，当母液Czn²⁺∶Ccu²⁺达到一定值时，将母液开路返回锌系统回收锌、镉等有价金属，置换渣可返加压釜继续浸出。

实施例1：将含铜42.35％、含锌4.98％、含铁1.1％、干重130kg，水份为42.69％的铜渣加入1m³的加压釜中，通入90％以上的纯氧，始酸浓度160g/L，液固比按4∶1，浸出压力1.0Mpa，浸出温度150℃，转速350r/min，浸出时间3h，可得到Cu²⁺69g/L的浸出液640L，浸出渣57.55kg，其中浸出渣含Cu5.34％、含Zn 1.93％，含铁1.74％，铜的浸出率达94.42％。

浸出液浸60℃时加入20g/L聚丙烯酰胺絮凝剂，澄清时间3h，澄清离心过滤，浓缩除去钙镁，浓缩时间5～7h，浓缩后液控制比重1.42开始结晶，结晶过滤温度75℃，一次结晶五水硫酸铜110.84kg，五水硫酸铜主含量96.55％，水不溶物0.01％，游离酸0.08％，一次结晶母液体积227.76L，含铜65.28g/L，一次结晶产率65.31％。

母液继续进行二次结晶浓缩，结晶比重控制在1.48开始结晶，二次结晶产五水硫酸铜37.86kg，五水硫酸铜主含量93.03％，水不溶物0.254％，二次结晶产率61.67％。二次浓缩母液84.36L，二次结晶母液含铜35.28g/L，含锌19.31g/L。回收锌、镉的浓缩母液Czn²⁺∶Ccu²⁺质量百分比为3∶1。

实施例2：将含铜46.35％、含锌4.68％、含铁1.23％、干重120kg，水份为41.34％的铜渣加入1m³的加压釜中，通入90％以上的纯氧，始酸浓度200g/L，液固比按3∶1，压力1.1Mpa，浸出温度100℃，转速350r/min，浸出时间3h，可得到Cu²⁺74.36g/L的浸出液540L，浸出渣45.72kg，其中浸出渣含Cu1.74％、含Zn0.44％，含铁0.73％，铜的浸出率达98.40％。

浸出液浸70℃时加入5g/L聚丙烯酰胺絮凝剂，澄清时间1h，澄清离心过滤，浓缩除钙镁，浓缩时间5～7h，浓缩后液控制比重1.45开始结晶，结晶过滤温度80℃，一次结晶五水硫酸铜111.07kg，五水硫酸铜主含量95.03％，水不溶物0.01％，游离酸0.08％，一次结晶母液体积139.17L，含铜68.74g/L，一次结晶产率68.43％。

母液继续进行二次结晶浓缩，结晶比重控制在1.52开始结晶，二次结晶产五水硫酸铜39.93kg，五水硫酸铜中主要含量92.01％，水不溶物0.283％，二次结晶产率64.37％。二次浓缩母液53.53L，二次结晶母液含铜39.28g/L，含锌23.31g/L。回收锌、镉的浓缩母液Czn²⁺∶Ccu²⁺质量百分比为3∶1。

实施例3：将含铜36.85％、含锌5.44％、含铁1.34％、干重140kg，水份为47.69％的铜渣加入1m³的加压釜中，通入90％以上的纯氧，始酸浓度180g/L，液固比按7∶1，压力1.2Mpa，浸出温度80℃，转速300r/min，浸出时间2.5h，可得到Cu²⁺75g/L的浸出液550L，浸出渣55.44kg，其中浸出渣含Cu3.44％、含Zn 0.64％，含铁0.98％，铜的浸出率达96.30％。

浸出液浸80℃时加入10g/L3^#絮凝剂，澄清时间2h，澄清离心过滤，浓缩除钙镁，浓缩时间5～7h，浓缩后液控制比重1.30开始结晶，结晶过滤温度85℃，一次结晶五水硫酸铜111.04kg，五水硫酸铜主含量95.35％，水不溶物0.01％，游离酸0.08％，一次结晶母液体积195L，含铜69.33g/L，一次结晶产率66.85％。

母液继续进行二次结晶浓缩，结晶比重控制在1.49开始结晶，二次结晶产五水硫酸铜35.22kg，五水硫酸铜主含量92.33％，水不溶物0.260％，二次结晶产率63.47％。二次浓缩母液84.36L，二次结晶母液含铜43.28g/L，含锌24.64g/L。回收锌、镉的浓缩母液Czn²⁺∶Ccu²⁺质量百分比为3∶1。

实施例4：将含铜41.58％、含锌4.69％、含铁1.21％、干重130kg，水份为43.58％的铜渣加入1m³的加压釜中，通入90％以上的纯氧，始酸浓度195g/L，液固比按6∶1，压力1.4Mpa，浸出温度60℃，转速350r/min，浸出时间2.5h，可得到Cu²⁺69g/L的浸出液635L，浸出渣46.93kg，其中浸出渣含Cu0.67％、含Zn 0.44％，含铁0.74％，铜的浸出率达99.42％。

浸出液浸70℃时加入5g/L聚丙烯酰胺絮凝剂，澄清时间1h，澄清离心过滤，过滤液及上清液经浓缩除钙镁，浓缩时间5～7h，浓缩后液控制比重1.38开始结晶，结晶过滤温度80℃，一次结晶五水硫酸铜113kg，五水硫酸铜主含量97.33％，水不溶物0.01％，游离酸0.08％，一次结晶母液体积223L，含铜63.28g/L，一次结晶产率65.35％。

母液继续进行二次结晶浓缩，结晶比重控制在1.48开始结晶，二次结晶产五水硫酸铜35.33kg，五水硫酸铜主含量92.94％，水不溶物0.267％，二次结晶产率60.58％。二次浓缩母液87L，二次结晶母液含铜36g/L，含锌18.36g/L。回收锌、镉的浓缩母液Czn²⁺∶Ccu²⁺质量百分比为3∶1。

本发明大幅度提高物料中锗等稀贵金属的浸出率，并能有效的控制浸出液中铁等杂质元素的含量。

Claims

1、一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其特征在于：

(1)强化浸出：将含铜物料铜渣粉碎后与含酸160g/l～200g/l的硫酸溶液、90％以上纯度的氧气或富氧空气先后加入加压釜中，在60℃～150℃的浸出温度和1.0Mpa～1.4Mpa的浸出压力工艺参数条件下，在加压釜中经过一定时间强化浸出后，浸出铜渣中的铜，得到浸出液；

(2)澄清浸出液：当浸出液温度在60℃～80℃时加入絮凝剂，澄清1～5小时后虹吸上清液，离心过滤底流；

(3)浓缩结晶：将上清液及底流过滤后的溶液打入浓缩槽，控温80℃±5℃进行浓缩，加温过程补入上清液恒定体积，当比重达到1.30～1.45时，压滤除去钙镁，压滤后的溶液再转入浓缩槽继续浓缩，至比重达1.45以上后将溶液转入结晶槽，控温20～35℃进行结晶、过滤及二次结晶浓缩，获得浸出母液；

(4)当浸出母液Czn²⁺、Ccu²⁺比达到一定比值时，将母液开路返入锌系统，回收锌、镉。

2、根据权利要求1所述的将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其特征在于所述物料铜渣中含铜在30～50％范围。

3、根据权利要求1或2所述的将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其特征在于强化浸出过程中，所述含铜物料与硫酸溶液的液固比为3～7∶1，所述浸出时间3h，加压釜转速350r/min。

4、根据权利要求1所述将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其特征在于加入絮凝剂澄清浸出液工艺中，絮凝剂用量为5～20g/L，所述的絮凝剂是聚丙烯酰胺。

5、根据权利要求1或2所述将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其特征在于所述返入锌系统，回收锌、镉的浓缩母液Czn²⁺∶Ccu²⁺质量百分比为3∶1。