CN102952941B - 一种利用氧化铜矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种综合利用氧化铜矿的方法:将氧化铜矿与硫酸混合焙烧,焙烧过程产生的烟气用硫酸吸收,再返回焙烧工序。焙烧熟料溶出、过滤,得到的溶液用碳酸铵调节pH值沉铁,得到氢氧化铁产品。沉铁后的溶液萃取铜,反萃后用于电积铜。萃取铜后的溶液沉铝得到氢氧化铝产品。沉铝后溶液返回熟料溶出工序,使镍、镁等得到富集,再进行回收。本发明方法工艺流程简单,设备要求不高,生产成本较低,实现了氧化铜矿的综合利用,整个工艺过程不会对环境造成二次污染,符合绿色化工业生产的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用氧化铜矿的方法,具体涉及一种由氧化铜矿提取有价组元铜、镍、铁、硅的方法。
背景技术
氧化铜矿石的物质组成、矿石结构差异较大,但存在一定的共性。氧化铜矿含有多种有价组元,如铁、镍、镁等。含铜矿物种类多,绝大多数含有5种以上的氧化铜矿物,如孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、矾类矿物和硅孔雀石等。氧化铜矿物一般伴有大量矿泥,且具有较强的亲水性,对氧化铜矿的选矿会产生不良影响。
目前对氧化铜矿的处理方法有两类:先选矿再冶炼和直接化学溶浸法。已应用的主要方法有:离析法、氨浸法、酸浸-萃取-电积法和酸浸-置换法。
离析法炼铜主要用于难选氧化铜矿或不能采用酸浸的碱性矿石。此法工艺简单,尾矿品位低,回收率高,但是设备投资大、能耗大、环境污染重。
低品位氧化铜矿的碱性矿石可以用氨浸法处理。此法在技术上是可行的,但是经济效益差,有待进一步改进。
酸浸-萃取-电积工艺是用稀硫酸作浸出剂,处理含酸性脉石为主的矿石,浸出后得到贫铜液,经萃取富集,除去铁等杂质,反萃得到适于电积提铜的纯净富铜液。此法可以处理低品位氧化铜矿,具有产品质量好、无环境污染等优点,但酸浸耗酸量大且难以过滤。
酸浸-置换法也是用硫酸作浸出剂,得到贫铜液用铁屑置换铜,得到海绵铜,纯度约为70%,作为初级产品再进一步精炼,此法铜的加工成本高。
因此,研究处理我国氧化铜矿的新工艺和新技术,对氧化铜矿进行绿色化综合利用具有重要的实际意义和应用价值。
发明内容
针对氧化铜矿未能合理利用的现状,本发明提供一种提取氧化铜矿中的铜、铁、镍、硅的方法。
本发明的目的可以通过以下措施实现:
将氧化铜矿干燥、破碎后磨细至80μm以下,将磨细的氧化铜矿粉料与质量分数为60%~98%的硫酸均匀混合。加入硫酸的量为氧化铜矿中的铜、铁、镍等恰好完全反应所需硫酸理论值的0.7~1.5倍,焙烧温度为250~350℃,时间为0.5~2.5h。焙烧过程中可能发生的化学反应有:
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O↑
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O↑
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O↑
NiO+H2SO4=NiSO4+H2O↑
MgO+H2SO4=MgSO4+H2O↑
CaO+H2SO4=CaSO4+H2O↑
H2SO4=SO3↑+H2O↑
焙烧过程中产生的烟气用硫酸吸收,再返回焙烧工序。主要化学反应为:
SO3+H2O=H2SO4
焙烧好的熟料用水溶出,液固质量比为1.5~5∶1,溶出过程中进行搅拌,溶出时间为0.5~2h,温度为20℃~100℃,溶出结束后过滤,得到滤液和滤渣。滤渣主要成分为二氧化硅,将滤渣脱水制备成产品微硅粉或用作建筑材料。
熟料溶出液沉铁:如果溶液中铁浓度大于1g/L,用固体碳酸铵调节溶液pH在2.5~3.5,溶液温度保持在20℃~80℃,搅拌反应1~2h后溶液中铁浓度小于1g/L,过滤,滤渣为氢氧化铁,洗涤干燥直接作为产品。沉铁过程发生的化学反应为:
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
如果溶液中铁浓度小于1g/L,则不需要进行沉铁。沉铁后的滤液萃取铜,再进行反萃,使反萃后的溶液含铜40~50g/L,电积得到铜产品。萃取铜后得到的溶液如果氧化铝含量高于5g/L,则用固体碳酸铵调节溶液pH至5.0沉铝,溶液温度保持在60℃,搅拌反应,过滤得到氢氧化铝产品。沉铝后的溶液返回溶出工序。浸取液经过多次循环,当镍的浓度达到1g/L,用碳酸铵沉镍。当镁的浓度达到10g/L,用碳酸铵沉镁。发生的化学反应为:
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓
Mg2++CO3 2-+H2O→xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O↓+H+
附图说明
附图是一种利用氧化铜矿的方法工艺流程图
具体实施方案
实施例1
所用氧化铜矿组成为:SiO251.30%,CaO13.64%,Fe2O313.49%,Al2O39.69%,CuO5.30%,MgO4.81%,其它1.77%。
将氧化铜矿干燥、破碎后磨细至80μm以下,将磨细的氧化铜矿粉料与质量分数为60%的硫酸均匀混合。加入硫酸的量为氧化铜矿中的铜、铁、铝、镁、钙恰好完全反应所需硫酸理论值的0.7倍,焙烧温度为250℃,时间为2.5h。焙烧过程中产生的尾气用硫酸吸收,再返回焙烧工序。
焙烧好的熟料用水溶出,液固质量比为1.5∶1,溶出过程中进行搅拌,溶出时间为2h,温度100℃,溶出结束后过滤,滤渣脱水用于生产建筑材料。
滤液用固体碳酸铵调节pH在2.5,搅拌反应2h后溶液中铁浓度小于1g/L,过滤,滤渣为氢氧化铁,洗涤干燥直接作为产品。
沉铁后的滤液先萃取铜,再反萃,反萃后的溶液含铜40~50g/L,再进行电积,得到铜产品。萃取铜后得到的溶液用固体碳酸铵调节溶液pH至5.0沉铝,溶液温度保持在60℃,搅拌反应得到氢氧化铝产品。沉铝后的溶液返回溶出工序。
浸取液可多次循环,当镍的浓度达到1g/L,用碳酸铵沉镍。当镁的浓度达到10g/L,用碳酸铵沉镁。
实施例2
所用氧化铜矿组成为:SiO260.44%,Fe2O34.69%,Al2O312.82%,CuO7.42%,MgO10.25%,NiO0.59%,其它3.79%。
将氧化铜矿干燥、破碎后磨细至80μm以下,将磨细的氧化铜矿粉料与质量分数为98%的硫酸均匀混合。加入硫酸的量为氧化铜矿中的铜、铁、镍、铝、镁恰好完全反应所需硫酸理论值的1.5倍,焙烧温度为350℃,时间为0.5h。焙烧过程中产生的尾气用硫酸吸收,再返回焙烧工序。
焙烧好的熟料用水溶出,液固质量比为5∶1,溶出过程中进行搅拌,溶出时间为0.5h,温度为20℃,溶出结束后过滤,滤渣主要为二氧化硅,将滤渣脱水制备成产品微硅粉。
熟料溶出液先萃取铜,再反萃,反萃后的溶液含铜40~50g/L,再进行电积,得到铜产品。萃取铜后得到的溶液用固体碳酸铵调节溶液pH至5.0沉铝,溶液温度保持在60℃,搅拌反应得到氢氧化铝产品。沉铝后的溶液返回溶出工序。
浸取液可多次循环,当镍的浓度达到1g/L,用碳酸铵沉镍。当镁的浓度达到10g/L,用碳酸铵沉镁。
Claims (2)
1.一种利用氧化铜矿的方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)研磨:将氧化铜矿破碎、磨细至80μm以下;
(2)混料焙烧:将磨细的氧化铜矿粉料与一定量硫酸均匀混合进行焙烧;
(3)溶出:将步骤(2)的焙烧熟料用水溶出,液固质量比为1.5~5∶1;
(4)过滤:将步骤(3)溶出的物料过滤分离,得到滤液和滤渣;
(5)沉铁:如果熟料溶出液中铁浓度大于1g/L,用固体碳酸铵调节pH值沉铁;
(6)提取铜:沉铁后的滤液先对铜进行萃取,再进行反萃,反萃后的铜溶液中铜含量达到40~50g/L,再进行电积得到铜产品;
(7)萃取铜后得到的溶液如果氧化铝含量高于5g/L,则用固体碳酸铵调节溶液pH值沉铝,沉铝后的溶液返回溶出工序,使镍、镁等得到富集,沉镍制备镍产品,沉镁制备镁产品。
2.根据权利要求1所述的一种利用氧化铜矿的方法,其特征在于步骤(4)过滤后得到的滤渣脱水制备成微硅粉产品或用作建筑材料。
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用硫酸铵和硫酸焙烧从转炉渣中回收铜钴镍;L.B.Sukla等;《湿法冶金》;19870402(第1期);16-22 * |
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