CN102851495A - 一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺，其特征在于由下以的工艺步骤完成：（1）破碎与球磨；（2）高压富氧浸出；（3）铜电积；（4）脱铜除砷锑铋分离镍与酸：本发明用湿法冶炼代替鼓风炉与精炼炉的重复生产,选择性浸出后的浸出液可以直接进行电积生产阴极铜电积后的电解液及脱酸液循环使用，可实现连续自动化控制、劳动条件好、污染小、有利于环境治理，回收率高。加压富氧浸出技术处理铜精炼渣工艺流程短、对原料的适应性强、有价金属浸出率高、溶液的除杂质负荷小、材料消耗少，生产过程中不产生废气、废渣和废液，是无污染的清洁工艺。对设备的抗腐蚀性能要求较低，铜、镍的回收率达到98.5％，铜的加工费降至6000元/吨铜以下。

Description

一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，涉及一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺。

背景技术

铜精矿一般在熔炉炉中炼成粗铜，粗铜和高品位废杂铜料经过精炼炉（阳极炉）中精炼成铜阳极板，在此过程中产生的渣叫铜精炼渣。铜精炼渣现有技术的处理方法一般是采用火法工艺，如《重有色金属冶炼设计手册》.铜镍卷.北京：冶金工艺出版社ISBN978-7-5024-1867-0；及《全国铜镍钴生产工艺、技术及装备研讨会论文集》中（年卷期：20090708. 分类号：TF803.13;TF811 冶金工业信息标准研究院馆藏代码：CN111001 馆藏号码：H062630）边瑞民所著的《铜氧化矿与铜精炼渣鼓风炉还原熔炼生产实践》中所涉及的内容：将铜精炼渣返回熔炼工序生产粗铜，粗铜再精炼处理生产铜阳极板，产出铜精炼渣，重新返熔炼循环处理。铜阳极板通过电解系统生产阴极铜。这个工艺缺点是能耗高、污染大、流程长、成本高，杂质在系统中循环累积，铜、镍的回收率低。

现在技术中也有将铜精炼渣采取湿法常压酸浸的工艺，但由于酸浸出时将渣中的铁也一并也浸出，需要将浸出液进行净化除铁，除铁处理后才能用于电积生产阴极铜，流程长，铜损失大，直收率低，未见工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于采用湿法冶金工艺，采用高压富氧选择性浸出铜、镍，而将铁抑制留在渣中，浸出液直接用于电积生产阴极铜，从而提供一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺。

本发明的技术方案由下以的工艺步骤完成：

（1）破碎与球磨；

含铜镍熔炼渣物料经破碎、磨矿、分级到200目以上，料浆脱水后，得含水10-20%的细料；

（2）高压富氧浸出；

所述细料与经加热的铜电解后液和硫酸一起进配酸槽混合，再泵入加热器中，加热后流入加压釜，向加压釜供高压富氧气体，高压釜内加压氧化浸出，闪蒸降压排出，余热回收，固液分离；渣被多级逆流洗涤后开路；

（3）铜电积；

步骤（2）所述固液分离后的液体，再泵入铜电积工序，通电电积生产阴极铜，铜电积后液送入步骤平衡所述配酸槽中，循环使用；

为了回收镍，平衡电积工艺条件，抽部分铜电积液进行脱铜除砷锑铋分离镍，酸再送入步骤（2）所述配酸槽中，循环使用。

优选：

所述部分铜电积液进行脱铜除砷锑铋分离镍与酸过程为：

对部分铜电积后液采用二段电积脱铜，真空浓缩脱水、结晶、分离包括结晶硫酸镍与硫酸。

步骤（2）所述的高压釜加压氧化浸出的参数为：液固重量比4-6 ：1；浸出时间 :2-3小时；始酸 50-300 g/L；终酸10-30 g/L；温度180C°；氧压0.8-1.2Mp，浸出后液含铜不低于65-75 g/L；铁小于5 g/L，若浸出后液含铜达不到65-75 g/L，浸出液可内循环配料。

步骤（3）所述的铜电积的的参数为：温度30-75 C°；极间距90-110毫米；配酸100 -160g/L；电流密度：160-200安培/平方米。

所述脱铜除砷锑铋分离镍与酸的工艺：

铜电积过程中要根据镍砷锑铋富集程度，维持电积工艺条件平衡，抽出部分电积后液脱铜砷锑铋，允许电积液中杂质含量参数为：镍20-40克/升，砷≦5克/升，铁≦5克/升，锑≦0.8克/升，铋≦0.5克/升，锌20-35克/升；脱铜后液进行真空蒸发，当溶液中铜<1.5克/升、硫酸浓缩至750-850克/升时进行结晶生产硫酸镍，固液分离后将产出的60%硫酸送浸出循环使用。

本发明的有益效果：

（1）用湿法冶炼代替鼓风炉与精炼炉的重复生产,选择性浸出后的浸出液可以直接进行电积生产阴极铜电积后的电解液及脱酸液循环使用，技术先进，可实现连续自动化控制、劳动条件好、污染小，有利于环境治理，回收率高。

（2）加压富氧浸出技术处理铜精炼渣工艺流程短、对原料的适应性强、有价金属浸出率高、溶液的除杂质负荷小、材料消耗少、自动化程度高、生产成本低，生产过程中不产生废气、废渣和废液，是无污染的清洁工艺。

（3）该工艺对设备的抗腐蚀性能要求较低，铜、镍的回收率达到98.5％，铜的加工费降至6000元/吨铜以下。

附图说明

图1是本发明实施例1工艺流程图。

具体实施方式

本发明通过下面的实施例可以对本发明作进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。

实施例1：按照图1所示工艺进行操作。

通过以下四个步骤和工艺技术过程实现的：（1）破碎与球磨；（2）高压富氧浸出；（3）铜电积；（4）脱铜除砷锑铋分离镍与酸。

如以1000千克铜精炼渣物料为例说明（假设铜35%；镍5%；其它略）处理铜精炼渣（干量）120千克/天，即铜精炼渣（干量）5千克/小时，处理时间约需8.33天。

（1）首先将120千克/天铜精炼渣物料经二段破碎到15毫米以下、进磨矿、分级到200目（200目以上含量75%），产料浆脱水得138千克含水小于15%湿铜精炼渣原料。

(2) 配料：精炼渣取5.750千克；加水，取3.5千克硫酸混合（后液折合纯硫酸），再补水到25升，既是液固比5：1；始硫酸 140g/L矿浆。可得25升/小时连续浸出进料矿浆。设：加压进浸出釜是100升，有效体积75升；连续浸出；条件是：浸出时间 3小时，终酸10-30 g/L；温度160-200C°；氧压0.6-1.2Mp。设浸出蒸发量10%；渣含水50%，过滤约得21升/小时浸出液，一天可得504升液，铜镍浸出率按99.5%计，铜离子是82.9 g/L，镍离子是11.8 g/L，铁小于1-5g/L。浸出后液含铜大于65-75 g/L，浸出液可不内循环。渣洗后回收铜与酸，液送配料。

 (3)过滤约得21升/小时固液分离后的液体，配酸100 -160g/L；再泵入铜电积工序，通电电积生产阴极铜，控制废液铜离子30克/升以下,铜电积后液送入步骤（2）所述配酸槽，循环使用；铜电积系统：温度30-75 C°，极间距90-110毫米；电流密度：160-200安培/平方米。

（4）脱铜除砷锑铋分离镍与酸

铜电积过程中要根据镍砷锑铋富集程度，维持电积工艺条件平衡，每天抽出液体126升，进行脱铜；控制废液铜离子15克/升以下，再真空蒸发，将铜离子浓缩到30-40克/升,再脱铜除砷锑铋（黒铜），后液含铜<1.5克/升；硫酸300-450克/升；后液再浓缩到含硫酸750-850克/升，结晶生产硫酸镍分离后将产硫酸（黒酸）送浸出。分离后硫酸（黒酸）含：铜<1克/升；镍<1.5克/升；硫酸750-850克/升，体积约20升/天，返浸出循环。

Claims (5)

1. 一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺，其特征在于由下以的工艺步骤完成：

（1）破碎与球磨；

含铜镍熔炼渣物料经破碎、磨矿、分级到200目以上，料浆脱水后，得含水10-20%的细料；

（2）高压富氧浸出；

所述细料与经加热的铜电解后液和硫酸一起进配酸槽混合，再泵入加热器中，加热后流入加压釜，向加压釜供高压富氧气体，高压釜内加压氧化浸出，闪蒸降压排出，余热回收，固液分离；渣被多级逆流洗涤后开路；

（3）铜电积；

步骤（2）所述固液分离后的液体，再泵入铜电积工序，通电电积生产阴极铜，铜电积后液送入步骤平衡所述配酸槽中，循环使用；

为了回收镍，平衡电积工艺条件，抽部分铜电积液进行脱铜除砷锑铋分离镍，酸再送入步骤（2）所述配酸槽中，循环使用。

2.根据权利要求1所述的一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺，其特征在于所述部分铜电积液进行脱铜除砷锑铋分离镍与酸过程为：

对部分铜电积后液采用二段电积脱铜，真空浓缩脱水、结晶、分离包括结晶硫酸镍与硫酸。

3.根据权利要求1或2所述的一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺，其特征在于步骤（2）所述的高压釜加压氧化浸出的参数为：液固重量比4-6 ：1；浸出时间 :2-3小时；始酸 50-300 g/L；终酸10-30 g/L；温度180C°；氧压0.8-1.2Mp，浸出后液含铜不低于65-75 g/L；铁小于5 g/L，若浸出后液含铜达不到65-75 g/L，浸出液可内循环配料。

4.根据权利要求1或2所述的一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺，其特征在于步骤（3）所述的铜电积的的参数为：温度30-75 C°；极间距90-110毫米；配酸100 -160g/L；电流密度：160-200安培/平方米。

5.根据权利要求2所述的一种含铜镍熔炼渣高压氧浸湿法处理生产阴极铜的工艺，其特征在于所述脱铜除砷锑铋分离镍与酸的工艺：

铜电积过程中要根据镍砷锑铋富集程度，维持电积工艺条件平衡，抽出部分电积后液脱铜砷锑铋，允许电积液中杂质含量参数为：镍20-40克/升，砷≦5克/升，铁≦5克/升，锑≦0.8克/升，铋≦0.5克/升，锌20-35克/升；脱铜后液进行真空蒸发，当溶液中铜<1.5克/升、硫酸浓缩至750-850克/升时进行结晶生产硫酸镍，固液分离后将产出的60%硫酸送浸出循环使用。

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