CN104846202B

CN104846202B - 一种多金属铜渣生产电积铜的方法

Info

Publication number: CN104846202B
Application number: CN201510248022.4A
Authority: CN
Inventors: 鲁兴武; 何国才; 程亮; 陈文波; 李俞良; 邵传兵; 马爱军; 易超; 张恩玉; 曹桂银; 纪武仁; 贡大雷; 赵宏
Original assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Current assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2035-05-15
Also published as: CN104846202A

Abstract

本发明公开了一种多金属铜渣生产电积铜的方法，包括以下步骤：将多金属铜渣氧化焙烧，使其中有价金属复杂态转为氧化物，变为可选择性浸出的状态；浸出先采用选择性浸出剂、浸出铜、锌，浸出液萃取、反萃、电积得到电积铜，萃余液蒸发结晶得到氢氧化锌；再用机械强化浸出剂对浸出渣强化浸出，浸出其中的钴、镍等，铅、铁等富集至渣中，富铅渣作为炼铅原料，浸出液萃取、反萃得到硫酸钴或氯化钴，如果浸出液中镍含量过高，可以进行多级萃取钴、镍分离，制取硫酸镍或氯化镍。本发明能够综合回收多种金属，浸出效率高回收率高、清洁环保、易于实现，使多金属铜渣中的有价金属全部得到了有效的分离和回收利用，固废利用率达到99%以上。

Description

一种多金属铜渣生产电积铜的方法

技术领域

本发明属于有色金属冶炼，涉及金属渣综合回收利用，具体涉及一种多金属铜渣生产电积铜的方法。

背景技术

随着品位高、金属单一的富矿类有色金属资源的匮乏，加之有色金属市场价格的持续低迷，利用多金属难处理复杂矿进行有色金属冶炼已经成为有色金属冶炼行业提高效益的有效途径，在铜锌钴冶炼过程中产生的一种多金属铜渣，其中有价金属成分随原料品位波动，一般成分为含Cu6-20%、Co2-8%、Zn0.8-10%、Pb2-20%、Ni0.2-5%。

目前，铜渣利用的工艺均采用硫酸浸出，专利201110063556.1 “在常温常压下利用铜渣生产硫酸铜的工艺方法”利用空气氧化方式处理湿法炼锌净化系统产出的铜渣生产硫酸铜，是利用了其中的铜全部为置换过程形成的单质铜，氧化后硫酸易浸出的特点，但是该工艺存在硫酸铜质量难以控制，达不到优级品的缺陷，而且利用铜渣生产硫酸铜，没有充分体现出有价金属的经济效益，对于本专利所涉及的多金属铜渣（其中的铜以硫化氧化、氧化亚铜、铜铁化合物等形态存在），存在分离不彻底、金属回收率低、造成二次环境污染的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种多金属铜渣生产电积铜的方法。

本发明通过以下方案实现的：一种多金属铜渣生产电积铜的方法，包括以下步骤：

（1）多金属铜渣氧化焙烧：含水3-20%的铜渣造粒后加入回转窑中进行焙烧，焙烧过程中通入富氧浓度为30-50%的空气，氧气通入速度3-10m³·min^-1·kg^-1，焙烧温度控制为600-1000℃，焙烧时间2-6h，使铜渣中的硫化物、亚硫化合物转化为氧化物；

（2）选择性浸出：焙烧渣在热态下加入浸出槽中，然后配入液固比为2-6:1的选择性浸出剂，选择性浸出剂中溶质的质量百分比为5%-20%，该溶质包括氨水、过硫酸铵、氯化铵；浸出温度30-60℃，浸出6-12小时，铜、锌元素和微量钴进入溶液，过滤得到含铅、钴的渣和含铜、锌元素和微量钴的滤液；

（3）机械强化浸出：取步骤（2）得到的含铅、钴的渣送至球磨机中，按液固重量比为1-2：1加入机械强化浸出剂进行强化浸出，所述机械强化浸出剂中溶质的质量百分比为2%-15%，该溶质包括硫酸、过硫酸铵、亚硝酸铵或亚硝酸钠，浸出温度20-40℃，浸出2-4小时，过滤球磨矿浆得到富铅渣和含钴滤液；

（4）萃取、反萃：步骤（2）的滤液采用铜萃取剂和磺化煤油混合液萃取其中的铜，得到铜负载有机相和萃余液，用150-300g/L硫酸溶液反萃铜负载有机相得到硫酸铜溶液；步骤（3）的滤液采用钴萃取剂和磺化煤油混合液萃取其中的钴，得到钴负载有机相和萃余液，利用浓度为50-150g/L的硫酸或浓度为20-50g/L的盐酸溶液反萃钴负载有机相得到硫酸钴或氯化钴；

（5）电积：电积得到标准阴极铜，萃余液蒸发结晶得到氢氧化锌，含有钴的结晶母液返回步骤（3）继续进行机械强化浸出。

进一步的，对步骤（1）焙烧过程中产生的二氧化硫进行脱硫处理。

进一步的，所述选择性浸出剂中质量百分比为5%-20%的溶质由重量配比为：25-45%的氨水、5-60%过硫酸铵、5-20%氯化铵三种物质或其中的任意两种物质的混合物。

进一步的，所述机械强化浸出剂中质量百分比为2%-15%的溶质由重量配比为：5-10%硫酸、20-60%过硫酸铵、30-40%亚硝酸铵三种物质组成。

进一步的，所述的30-40%亚硝酸铵用30-40%亚硝酸钠替代。

优选的，铜萃取剂选自LIX841、N902和M5640中的任意一种，萃取相比为1-5:1，萃取温度30-50℃，澄清时间4-10min。

优选的，钴萃取剂选自P204、P507和TH272中的任意一种，萃取相比为1-5:1，萃取温度30-50℃，澄清时间5-10min。

本发明的有益效果是：本发明将多金属铜渣氧化焙烧，控制使其中的有价金属的复杂状态99%以上转化为氧化物，利用焙烧工艺使复杂的硫化物、亚硫化合物、复杂赋存状态等转变为可选择性浸出的状态，通过选择性浸出，采用分步浸出，实现了铜锌、钴镍和铅的高效浸出、富集和回收。针对不同的溶液选择不同的浸出剂，先采用选择性浸出剂、先浸出铜和锌，浸出液萃取、反萃、电积得到电积铜，萃余液蒸发结晶得到氢氧化锌；再使用机械强化浸出剂选择性浸出，浸出效率高，浸出渣强化浸出，浸出其中的钴、镍等浸出，铅、铁等富集至渣中，富铅渣作为炼铅原料，浸出液萃取、反萃得到硫酸钴或氯化钴，如果浸出液中镍含量过高，可以进行多级萃取钴、镍分离，制取硫酸镍或氯化镍；本发明能够综合回收多种金属，回收率高、清洁环保、易于实现，使多金属铜渣中的有价金属全部得到了有效的分离和回收利用，固废利用率达到99%以上，资源回收利用率高，产品附加值高，过程控制简单，部分工艺和主流程工艺可以衔接，即反萃后的硫酸铜溶液可以直接进入铜冶炼电解工序，铅、铁富集渣可以作为火法炼铅原料进入炼铅系统消除了多金属铜渣堆存及不当处理对环境造成的二次污染，工艺过程液体闭路循环，工艺废水达到了零排放。本发明浸出液萃取、反萃选取不同配方的萃取剂，使液体中的有价金属离子回收率达到最大。

附图说明

图1.为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例 1

将含Cu7.56%、Co2.8%、Zn2.6%、Pb7.8%、Ni0.3%的多金属铜渣5kg，水份6%，送入实验室用φ0.5×3.2m回转窑中，氧气为3.5m³·min^-1·kg^-1铜渣，焙烧温度控制为600℃，焙烧时间2h，焙烧矿不冷却螺旋加入浸出槽中，选择性浸出剂是起始质量分数为5%的溶液，液固重量比为2：1，浸出温度35℃，浸出时间6小时，过滤，得到浸出液和浸出渣，浸出剂的溶质组份及重量配比为：氨水（NH₃·H₂O）：25%，过硫酸铵（（NH₄）₂S₂O₈）：60%，氯化铵（NH₄Cl）：15%，铜浸出率98%，锌浸出率95%，钴浸出率0.1%，铅浸出率0.02%，镍浸出率0.08%，浸出液用LIX841和260#煤油混合有机相萃取铜，萃取相比为3:1，萃取温度35℃，澄清时间6min，有机相用150-200g/L硫酸溶液反萃得到硫酸铜溶液，电积得到标准阴极铜，阴极铜含铜大于99.6%，萃余液蒸发结晶得到氢氧化锌，结晶母液返强化浸出；浸出渣皮带运输至球磨机加料口，液固重量比为1：1，浸出温度30℃，球磨浸出时间2小时，浸出剂浓度为2%，过滤，得到浸出液和浸出渣，浸出剂的溶质组份及重量配比为：硫酸（H₂SO₄）：8%，过硫酸铵（H₃N_1/2 H₂ O₅ S₂）：55%，亚硝酸铵（NH₄NO₂）：37%，浸出渣含Pb26.8%、Cu0.05%、Co0.03%，可以出售至火法炼铅企业，铜浸出率0.2%，锌浸出率0.07%，钴浸出率98.5%，铅浸出率0.01%，镍浸出率99.6%，浸出液用P507，萃取相比为2:1，萃取温度35℃，澄清时间5min，反萃硫酸浓度为100g/L，得到合格的硫酸钴产品，硫酸钴含钴大于20%，其它杂质含量均在一等品要求以下，有价金属总回收率均大于96.5%。

实施例 2

将含Cu10.06%、Co5.4%、Zn1.8%、Pb15.3%、Ni0.1%的多金属铜渣5kg，水份8%，送入实验室用φ0.5×3.2m回转窑中，氧气为6.5m³·min^-1·kg^-1铜渣，焙烧温度控制为800℃，焙烧时间4h，焙烧矿不冷却螺旋加入浸出槽中，浸出剂是起始质量分数为10%的溶液，液固重量比为4：1，浸出温度45℃，浸出时间8小时，过滤，得到浸出液和浸出渣，浸出剂的溶质组份及重量配比为：氨水（NH₃·H₂O）：35%，过硫酸铵（（NH₄）₂S₂O₈）：50%，氯化铵（NH₄Cl）：15%，铜浸出率98.5%，锌浸出率96.8%，钴浸出率0.08%，铅浸出率0.03%，镍浸出率0.06%，浸出液用M5640和260#煤油混合有机相萃取铜，萃取相比为4:1，萃取温度45℃，澄清时间10min，有机相用150-200g/L硫酸溶液反萃得到硫酸铜溶液，电积得到标准阴极铜，阴极铜含铜大于99.7%，萃余液蒸发结晶得到氢氧化锌，结晶母液返强化浸出；浸出渣皮带运输至球磨机加料口，液固重量比为1.5：1，浸出温度40℃，球磨浸出时间3小时，浸出剂浓度为15%，过滤，得到浸出液和浸出渣，浸出剂的溶质组份及重量配比为：硫酸（H₂SO₄）：10%，过硫酸铵（H₃N_1/2 H₂ O₅ S₂）：60%，亚硝酸钠（NaNO₂）：30%，浸出渣含Pb46.8%、Cu0.02%、Co0.05%，可以出售至火法炼铅企业，铜浸出率0.3%，锌浸出率0.05%，钴浸出率98.7%，铅浸出率0.02%，镍浸出率99.2%，浸出液用P507，萃取相比为3:1，萃取温度45℃，澄清时间8min，反萃盐酸浓度为40g/L，得到合格的氯化钴产品，氯化钴含钴大于24%，其它杂质含量均在一等品要求以下，有价金属总回收率均大于96%。

实施例 3

选择性浸出剂的溶质组份及重量配比为：氨水（NH₃·H₂O）：35%，过硫酸铵（（NH₄）₂S₂O₈）：60%，氯化铵（NH₄Cl）：5%；机械强化浸出剂的溶质组份及重量配比为：硫酸（H₂SO₄）：10%、过硫酸铵（H₃N_1/2 H₂ O₅ S₂）：50%、亚硝酸铵（NH₄NO₂）：40%，选择性浸出剂起始质量分数为20%的溶液，强化浸出剂浓度为15%，其余步骤同实施例1。

实施例 4

选择性浸出剂的溶质组份及重量配比为：氨水（NH₃·H₂O）：25%，过硫酸铵（（NH₄）₂S₂O₈）：50%，氯化铵（NH₄Cl）：25%；机械强化浸出剂的溶质组份及重量配比为：硫酸（H₂SO₄）：10%、过硫酸铵（H₃N_1/2 H₂ O₅ S₂）：55%、亚硝酸钠（NaNO₂）：35%，选择性浸出剂起始质量分数为15%的溶液，强化浸出剂浓度为2%，其余步骤同实施例2。

Claims

1.一种多金属铜渣生产电积铜的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多金属铜渣生产电积铜的方法，其特征在于：对步骤（1）焙烧过程中产生的二氧化硫进行脱硫处理。

3.根据权利要求1所述的一种多金属铜渣生产电积铜的方法，其特征在于：所述选择性浸出剂中质量百分比为5%-20%的溶质由重量配比为：25-45%的氨水、5-60%过硫酸铵、5-20%氯化铵三种物质或其中的任意两种物质的混合物。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种多金属铜渣生产电积铜的方法，其特征在于：所述机械强化浸出剂中质量百分比为2%-15%的溶质由重量配比为：5-10%硫酸、20-60%过硫酸铵、30-40%亚硝酸铵三种物质组成。

5.根据权利要求4所述的一种多金属铜渣生产电积铜的方法，其特征在于：所述的30-40%亚硝酸铵用30-40%亚硝酸钠替代。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种多金属铜渣生产电积铜的方法，其特征在于：铜萃取剂选自LIX841、N902和M5640中的任意一种，萃取相比为1-5:1，萃取温度30-50℃，澄清时间4-10min。

7.根据权利要求1至3任一项所述的一种多金属铜渣生产电积铜的方法，其特征在于：钴萃取剂选自P204、P507和TH272中的任意一种，萃取相比为1-5:1，萃取温度30-50℃，澄清时间5-10min。