CN104017997A - 铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺 - Google Patents

铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，该工艺包括：将铜熔铸浮渣通过破碎系统破碎至20mm以下，破碎之后加入粒度为10mm以下的黄铁矿或黄铁矿与硫化铜矿的混合矿，硫化矿与铜熔铸浮渣重量之比为1∶1-5∶1，通过圆筒制粒机制粒，由自卸汽车或皮带输送至堆场筑堆。利用浓度为5-10％的硫酸淋洗矿堆，使矿堆pH值调整为1.5-2.5。在矿堆内接入微生物，利用微生物的作用将铁氧化成三价铁，利用三价铁及生物浸出过程产酸氧化浸出铜。堆浸过程中其堆高为1-6m，堆浸周期为1-6个月，喷淋强度为5-30L/(h·m2)。该铜资源综合回收发明工艺简单、投资少、成本低、设备简易、易于实施，是一种具有明显优势的铜回收工艺。

Description

铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其涉及一种铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺。
背景技术
我国是世界上第一大铜消费国和第二大生产国，2011年铜产量达518万吨，消费量超过786万吨，铜工业在我国社会经济发展中起着举足轻重的作用。随着我国铜工业的持续发展，铜矿资源已日趋枯竭，目前含铜0.2％～0.3％的铜矿已被开采利用，铜及其合金在冶炼、铸造等过程中产生的各种铜渣是重要的二次资源，日益受到重视。铜及其合金在熔铸时为防止氧化和氢进入，常加入木炭和米糠覆盖。生产企业的实践表明，该类覆盖物渣的量常占到生产量的3％以上，其组成主要有两部分，一是以金属、炭为主的团块和颗粒，另一部分是粉末状态的金属氧化物及碎炭末。传统回收工艺需加入硝酸等氧化剂促进铜的溶解，氧化剂对后续萃取影响大，导致萃取剂氧化变质，使铜提取工艺成为不经济。此外，这部分铜熔铸浮渣相对于铜矿物具有化学组成相对简单、有价成分高等特点，回收价值十分巨大。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种工艺简单、投资少、成本低的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺。
一种铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，以铜及其合金在熔铸时产出的熔铸浮渣为原料，经破碎后与硫化矿混合、制粒、筑堆、喷淋浸出，矿堆经酸处理后进行生物堆浸，浸出溶液循环喷淋富集铜，富铜液利用常规萃取、电积工艺回收铜。
铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，硫化矿与破碎后的铸浮渣粒重量之比为1:1-6:1。
进一步地，如上所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，所述硫化矿为为黄铁矿或黄铁矿与硫化铜矿的混合矿。
进一步地，如上所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，经破碎后的铸浮渣粒径在20mm以下，硫化矿的粒径在10mm以下。
进一步地，如上所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，所述的酸处理是利用浓度为5-10％的硫酸淋洗矿堆，使矿堆pH值调整为1.5-2.5。
进一步地，如上所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，所述矿堆经酸处理后进行生物堆浸是在矿堆内接入微生物，所述微生物包括钩端螺旋菌、嗜酸硫杆菌、硫化杆菌和古菌铁原体属中的一种或多种，菌种数目大于105个/mL。
进一步地，如上所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，于：所述生物堆浸其堆高为1-6m，堆浸周期为1-6个月，喷淋强度为5-30L/(h·m2)。
本发明的效果是：工艺简单、投资少、成本低、设备简易、易于实施，是一种具有明显优势的铜回收工艺，铜的进出率96％以上。
附图说明
图1为本发明铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
图1为本发明铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺流程图，如图1所示，本发明将铜熔铸浮渣通过破碎系统破碎至20mm以下，破碎之后加入粒度为在10mm以下的黄铁矿或黄铁矿与硫化铜矿的混合矿，硫化矿与铜熔铸浮渣重量之比为1:1-6:1，通过圆筒制粒机制粒，由自卸汽车或皮带输送至堆场筑堆。利用浓度为5-10％的硫酸淋洗矿堆，使矿堆pH值调整为1.5-2.5。在矿堆内接入微生物，利用钩端螺旋菌(Leptospirillum)、嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus)、硫化杆菌(Sulfobacillus)、古菌铁原体属(Ferroplasma)等的作用将铁氧化成三价铁，利用三价铁及生物浸出过程产酸氧化浸出铜。堆浸过程中其堆高为1-6m，堆浸周期为1-6个月，喷淋强度为5-30L/(h·m2)。
在浸出过程中，发生的主要反应有：
Fe2++1/4O2(aq)+H+→Fe3++1/2H2O
2Fe3++Cu→2Fe2++Cu2+
得到富铜溶液用常规萃取、电积工艺，萃余液返回浸出铜。
本发明的效果是：工艺简单、投资少、成本低、设备简易、易于实施，是一种具有明显优势的铜回收工艺，铜的进出率96％以上。
实施例1：
来自某铜带材加工企业自然冷却铜熔铸浮渣，铜主要以单质铜形式存在，其化学成分见表1.
表1主要元素分析结果*/％
取表1所述铜熔铸浮渣，将其通过破碎系统破碎至-20mm(即20mm以下)，破碎之后加入粒度为-10mm(即10mm以下)的黄铁矿，黄铁矿与铜熔铸浮渣重量之比为1:1，通过圆筒制粒机制粒，由自卸汽车或皮带输送至堆场筑堆。利用浓度为10％的硫酸淋洗矿堆，使矿堆PH值调整为1.5。在矿堆内接入微生物，利用微生物的作用将铁氧化成三价铁，利用三价铁及生物浸出过程产酸氧化浸出铜。堆浸过程中其堆高为6m，堆浸周期为6个月，喷淋强度为30L/(h·m2)，铜的浸出率为98.4％。
实施例2：
来自某铜箔加工企业自然冷却铜熔铸浮渣，铜主要以单质铜形式存在，其化学成分见表2.
表2主要元素分析结果*/％
取表2所述铜熔铸浮渣，将其通过破碎系统破碎至-20mm，破碎之后加入粒度为-10mm的黄铁矿，黄铁矿与铜熔铸浮渣重量之比为6:1，通过圆筒制粒机制粒，由自卸汽车或皮带输送至堆场筑堆。利用浓度为5％的硫酸淋洗矿堆，使矿堆PH值调整为2.5。在矿堆内接入微生物，利用微生物的作用将铁氧化成三价铁，利用三价铁及生物浸出过程产酸氧化浸出铜。堆浸过程中其堆高为1m，堆浸周期为1个月，喷淋强度为10L/(h·m2)，铜的浸出率为96.5％。
实施例3：
来自某铜带加工企业自然冷却铜熔铸浮渣，铜主要以单质铜形式存在，其化学成分见表3.
表3主要元素分析结果*/％
取表3所述铜熔铸浮渣，将其通过破碎系统破碎至-20mm，破碎之后加入粒度为-10mm的黄铁矿与硫化铜矿(CuS)的混合矿，混合矿中黄铁矿含量为30％，CuS含量为6％。混合矿与铜熔铸浮渣重量之比为5:1，通过圆筒制粒机制粒，由皮带输送至堆场筑堆。利用浓度为8％的硫酸淋洗矿堆，使矿堆PH值调整为2.5。在矿堆内接入微生物，利用微生物的作用将铁氧化成三价铁，利用三价铁及生物浸出过程产酸氧化浸出铜。堆浸过程中其堆高为1m，堆浸周期为6个月，喷淋强度为5L/(h·m2)，铜的浸出率为94.6％。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，其特征在于：以铜及其合金在熔铸时产出的熔铸浮渣为原料，经破碎后与硫化矿混合、制粒、筑堆、喷淋浸出，矿堆经酸处理后进行生物堆浸，浸出溶液循环喷淋富集铜，富铜液利用常规萃取、电积工艺回收铜。
2.根据权利要求1所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，其特征在于：硫化矿与破碎后的铸浮渣粒重量之比为1:1-6:1。
3.根据权利要求2所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，其特征在于：所述硫化矿为黄铁矿或黄铁矿与硫化铜矿的混合矿。
4.根据权利要求1-3任一所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，其特征在于：经破碎后的铸浮渣粒径在20mm以下，硫化矿的粒径在10mm以下。
5.根据权利要求4任一所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，其特征在于：所述的酸处理是利用浓度为5-10％的硫酸淋洗矿堆，使矿堆pH值调整为1.5-2.5。
6.根据权利要求4所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，其特征在于：所述矿堆经酸处理后进行生物堆浸是在矿堆内接入微生物，所述微生物包括钩端螺旋菌、嗜酸硫杆菌、硫化杆菌和古菌铁原体属中的一种或多种，菌种数目大于105个/mL。
7.根据权利要求4所述的铜熔铸浮渣生物堆浸回收铜工艺，其特征在于：所述生物堆浸其堆高为1-6m，堆浸周期为1-6个月，喷淋强度为5-30L/(h·m2)。
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