CN104911369B - 一种处理高铜银冶炼渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理高铜银冶炼渣的方法，包括如下步骤：(1)取高铜银冶炼渣在熔化状态下经过高压液体粉碎或者高压气体粉碎。(2)在高压反应釜中加入粉碎后的高铜银冶炼渣、硫酸、硫酸铁，液固比为8‑10:1。向高压反应釜中通入氧气，压强1.0～3.0MPa，反应温度140～180℃，反应时间3～5小时。反应完毕后的混合物过滤得到浸出液和浸出渣。(3)在浸出液中加入铁粉，铁粉的重量为铜的重量的1.1～1.3倍，反应时间1～2小时。反应完毕后的混合物过滤得到海绵铜和滤液。(4)步骤(3)得到的滤液加入硫化钠调节pH至8～9，过滤分离得到硫化物沉淀和滤液。滤液经过三效结晶形成硫酸钠结晶。本发明提供的方法能够有效回收高铜银冶炼渣中的铜，富集银，抑制砷的浸出。

Description

一种处理高铜银冶炼渣的方法
技术领域
本发明涉及有色金属湿法冶金领域，特别是指一种处理高铜银冶炼渣的方法。
背景技术
目前，国内外冶炼渣处理以传统的火法冶炼工艺为主，因其操作环境差、污染严重、生产周期长、有价金属得不到综合利用等诸多问题而面临挑战。特别是对含银的铜冶炼渣，直接采用火法处理，银的直收率会很低，往往不到50％。而且，火法工艺对中小企业来说，投资大、设备利用率低、铅害难解决。另外由于高砷矿石的大量采用，使得众多冶炼体系中砷的含量越来越高，由于砷在冶炼体系中属于循环有毒害物质，使得冶炼行业砷污染现象越来越紧迫。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种处理高铜银冶炼渣的方法，能够有效的回收高铜银冶炼渣中的铜，富集银，抑制砷的浸出。
基于上述目的本发明提供的处理高铜银冶炼渣的方法，包括如下步骤：
(1)取高铜银冶炼渣在熔化状态下经过高压液体粉碎或者高压气体粉碎至300目以上。所述高铜银冶炼渣主要组成及其重量百分比为：银0.5％～1.6％，铜50％～55％，砷6.9％～7.2％，铅10.1％～12.5％，锑12.3％～13.9％，铁3.0％～4.8％。
(2)在高压反应釜中加入粉碎后的高铜银冶炼渣、硫酸、硫酸铁，液固比为8～10:1，向高压反应釜中通入氧气，压强1.0～3.0MPa，反应温度140～180℃，反应时间3～5小时。反应完毕后，将高压反应釜中的混合物冷却、过滤得到浸出液和浸出渣，所述浸出液含硫酸铜，所述浸出渣含银、铅、锑金属化合物沉淀。
(3)在浸出液中加入铁粉，所述铁粉的重量为铜的重量的1.1～1.3倍，反应时间1～2小时，反应完毕后的混合物过滤得到海绵铜和滤液。
(4)向步骤(3)的所述滤液中加入硫化钠并调节pH至8～9，滤液中有沉淀生成，过滤除去沉淀后的滤液经过三效结晶形成硫酸钠结晶。
所述步骤(2)中的硫酸浓度为120～180g/L。
所述步骤(2)中的硫酸铁浓度为10～30g/L。
所述步骤(2)得到的浸出渣继续采用火法回收银、铅、锑金属。
从上面所述可以看出，本发明提供的一种处理高铜银冶炼渣的方法，采用氧压浸出工艺高效选择性浸出高铜银冶炼渣中的铜，一次性选择浸出铜直收率达到90％以上。在回收铜的同时，有效富集高铜银冶炼渣中含量较少的有价金属银，浸出渣中富集的银直收率达到99％以上，极大的减少了有价金属银的损失。另外，加入硫酸铁能够抑制砷的浸出，避免砷在整个工艺过程中造成的污染。并且，最终滤液经过硫化物除杂后再经过三效结晶形成硫酸钠，全工艺过程无废水固废产生。本发明高铜银冶炼渣在溶融状态下直接进入高压破碎系统，在高压液体或者高压气体喷入下直接粉碎，成本更低。
附图说明
图1为本发明实施例处理高铜银冶炼渣工艺流程图。
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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
实施例1
高铜银冶炼渣主要组成及其重量百分比：银：0.9826％，铜：54.35％，砷：6.95％，铅：10.14％，锑：13.87％，铁：3.07％。
参照图1所示，其为本发明实施例处理高铜银冶炼渣工艺流程图。
步骤一：取上述高铜银冶炼渣在熔化状态下经过高压水粉碎至300目。
步骤二：在2L高压反应釜中加入100g粉碎后的高铜银冶炼渣、150g/L的硫酸、20g/L的硫酸铁，液固比8:1。向高压反应釜中通入氧气，压强控制在1.5MPa，温度为150℃条件下反应时间3h。在高压氧的条件下高效浸出高铜银冶炼渣中的铜。反应完成后，将高压反应釜中的混合物冷却过滤，得到浸出液和浸出渣。浸出液中主要含有硫酸铜，浸出渣主要含有银、铅、锑金属化合物沉淀。浸出渣继续采用火法回收银、铅、锑金属。
步骤三：在浸出液中加入铁粉55g置换硫酸铜中的铜，反应1h后过滤得到海绵铜和滤液。
步骤四：向步骤三的滤液中缓慢加入硫化钠并调节PH＝8.0，杂质生成硫化物沉淀，杂质为滤液中夹杂的极少量银、铅、锑金属及其化合物。经过除杂后的滤液送入三效结晶系统结晶出十水硫酸钠。
采用本实施例方法处理得到的浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率如下表1，浸出渣和海绵铜的重量均为干重。
表1浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率
名称 重量 银％ 铜％ 砷％ 铅％ 锑％ 主要金属直收率％
浸出渣 65.4g 1.5 4.7 9.8 15.2 20.9 银直收率：99.8
海绵铜 76.8g 64.8 铜直收率：91.6
对比例1
高铜银冶炼渣主要组成及其重量百分比：银：0.9826％，铜：54.35％，砷：6.95％，铅：10.14％，锑：13.87％，铁：3.07％。
选取上述高铜银冶炼渣100克，将实施例1的步骤二中压强控制在1.5MPa换成常压，其余方法步骤均与实施例1相同，最终处理得到的浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率如下表2所示，浸出渣和海绵铜的重量均为干重。
表2浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率
名称 重量 银％ 铜％ 砷％ 铅％ 锑％ 主要金属直收率％
浸出渣 120.5 0.8 38.3 5.3 8.2 11.3 银直收率：99.7
海绵铜 12.7g 64.2 铜直收率：15.8
实施例2
高铜银冶炼渣主要成分及其含量：银：1.1024％，铜：53.03％，砷：7.01％，铅：11.09％，锑：13.01％，铁：4.12％。
参照图1所示，其为本发明实施例处理高铜银冶炼渣工艺流程图。
步骤一：取上述高铜银冶炼渣在熔化状态下经过高压氮气粉碎至400目。
步骤二：在2L高压反应釜中加入100g粉碎后的高铜银冶炼渣、180g/L的硫酸、30g/L的硫酸铁，液固比10:1。向高压反应釜中通入氧气，压强控制在2.3MPa，温度为180℃条件下反应时间5h。在高压氧的条件下高效浸出高铜银冶炼渣中的铜。反应完成后，将高压反应釜中的混合物冷却过滤，得到浸出液和浸出渣。浸出液中主要含有硫酸铜，浸出渣主要含有银、铅、锑金属化合物沉淀。浸出渣继续采用火法回收银、铅、锑金属。
步骤三：在浸出液中加入铁粉52g置换硫酸铜中的铜，反应2h后过滤得到海绵铜和滤液。
步骤四：向步骤三的滤液中缓慢加入硫化钠并调节PH＝8.7，杂质变成硫化物沉淀并过滤去除，杂质为滤液中夹杂的极少量银、铅、锑金属及其化合物。经过除杂处理后的滤液送入三效结晶系统结晶出十水硫酸钠。
采用本实施例方法处理得到的浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率如下表2所示，浸出渣和海绵铜的重量都为干重。
表3浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率
名称 重量 银％ 铜％ 砷％ 铅％ 锑％ 主要金属直收率％
浸出渣 63.8g 1.7 3.7 10.6 17.1 19.8 银直收率：99.6
海绵铜 74.3g 65.8 铜直收率：92.3
对比例2
高铜银冶炼渣主要成分及其含量：银：1.1024％，铜：53.03％，砷：7.01％，铅：11.09％，锑：13.01％，铁：4.12％。
选取上述高铜银冶炼渣100克，将实施例2的步骤二中压强控制在2.3MPa换成常压，其余方法步骤均与实施例2相同，最终处理得到的浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率如下表3所示，浸出渣和海绵铜的重量均为干重。
表4浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率
名称 重量 银％ 铜％ 砷％ 铅％ 锑％ 主要金属直收率％
浸出渣 118.7g 0.9 35.7 5.7 9.2 10.6 银直收率：99.6
海绵铜 16.2g 65.8 铜直收率：20.1
实施例3
高铜银冶炼渣主要成分及其含量：银：1.3715％，铜：51.03％，砷：7.14％，铅：12.49％，锑：12.36％，铁：4.78％。
参照图1所示，其为本发明实施例处理高铜银冶炼渣工艺流程图。
步骤一：取上述高铜银冶炼渣在熔化状态下经过高压氮气粉碎至400目。
步骤二：在2L高压反应釜中加入100g粉碎后的高铜银冶炼渣、180g/L的硫酸、30g/L的硫酸铁，液固比10:1。向高压反应釜中通入氧气，压强控制在3.0MPa，温度为160℃条件下反应时间4h。在高压氧的条件下高效浸出高铜银冶炼渣中的铜。反应完成后，将高压反应釜中的混合物冷却过滤，得到浸出液和浸出渣。浸出液中主要含有硫酸铜，浸出渣主要含有银、铅、锑金属化合物沉淀。浸出渣继续采用火法回收银、铅、锑金属。
步骤三：在浸出液中加入铁粉50g置换硫酸铜中的铜，反应1h后过滤得到海绵铜和滤液。
步骤四：向步骤三的滤液中缓慢加入硫化钠并调节PH＝9.0，杂质变成硫化物沉淀并过滤去除，杂质为滤液中夹杂的极少量银、铅、锑金属及其化合物。经过除杂处理后的滤液送入三效结晶系统结晶出十水硫酸钠。
采用本实施例方法处理得到的浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率如下表2所示，浸出渣和海绵铜的重量都为干重。
表5浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率
名称 重量 银％ 铜％ 砷％ 铅％ 锑％ 主要金属直收率％
浸出渣 62.1g 2.2 3.5 11.1 19.8 19.4 银直收率：99.7
海绵铜 71.0g 67.1 铜直收率：93.4
对比例3
高铜银冶炼渣主要成分及其含量：银：1.3715％，铜：51.03％，砷：7.14％，铅：12.49％，锑：12.36％，铁：4.78％。
选取上述高铜银冶炼渣100克，将实施例3的步骤二中压强控制在2.3MPa换成常压，其余方法步骤均与实施例3相同，最终处理得到的浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率如下表5所示，浸出渣和海绵铜的重量均为干重。
表6浸出渣、海绵铜的主要金属元素及直收率
名称 重量 银％ 铜％ 砷％ 铅％ 锑％ 主要金属直收率％
浸出渣 112.8g 1.2 24.9 6.1 10.9 10.7 银直收率：99.7
海绵铜 17.3g 67.1 铜直收率：22.8
通过比较本发明的实施例和对比例可以看出，常压浸出铜的效果远比高压浸出铜的效果差。对比例采用常压浸出铜的直收率不到30％，而高压浸出铜的直收率达到90％以上，远高于常压浸出铜的直收率。本发明处理的高铜银冶炼渣比较坚固，结构致密，氧气难以穿透深入反应，采用常压浸出效果很差，铜的直收率低，大量的铜保留在浸出渣内，不能有效的回收高铜银冶炼渣中的铜以及富集含量低的银元素。
由上述可以看出，本发明实施例提供的处理高铜银冶炼渣的方法，采用氧压浸出工艺高效选择性浸出高铜银冶炼渣中的铜，一次性选择浸出铜直收率达到90％以上。采用氧压浸出技术，在回收高铜银冶炼渣中含量较高的铜的同时，也能有效富集高铜银冶炼渣中含量较少的有价金属银，浸出渣中富集的银直收率达到99％以上，避免有价金属银的损失。另外，在选择性浸出铜的过程中，加入硫酸铁与砷反应生成砷酸铁结晶沉淀，浸出铜的同时抑制砷的浸出，避免砷对回收的铜造成污染。此外，最后步骤的滤液经过硫化物除杂后再经过三效结晶形成硫酸钠，全工艺过程无废水固废产生。本发明实施例高铜银冶炼渣在溶融状态下直接进入高压破碎系统，在高压水或者高压氮气喷入下直接粉碎，成本更低。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种处理高铜银冶炼渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取高铜银冶炼渣在熔化状态下经过高压液体粉碎或者高压气体粉碎至300目以上；所述高铜银冶炼渣主要组成及其重量百分比为：银0.5％～1.6％，铜50％～55％，砷6.9％～7.2％，铅10.1％～12.5％，锑12.3％～13.9％，铁3.0％～4.8％；
(2)在高压反应釜中加入粉碎后的高铜银冶炼渣、硫酸、硫酸铁，液固比为8～10:1，向高压反应釜中通入氧气，压强1.0～3.0MPa，反应温度140～180℃，反应时间3～5小时；反应完毕后，将高压反应釜中的混合物冷却、过滤得到浸出液和浸出渣，所述浸出液含硫酸铜，所述浸出渣含银、铅、锑金属化合物沉淀；
(3)在浸出液中加入铁粉，所述铁粉的重量为铜的重量的1.1～1.3倍，反应时间1～2小时，反应完毕后的混合物过滤得到海绵铜和滤液；
(4)向步骤(3)的所述滤液中加入硫化钠并调节pH至8～9，滤液中有沉淀生成，过滤除去沉淀后的滤液经过三效结晶形成硫酸钠结晶。
2.根据权利要求1所述的处理高铜银冶炼渣的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的硫酸浓度为120～180g/L。
3.根据权利要求1所述的处理高铜银冶炼渣的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的硫酸铁浓度为10～30g/L。
4.根据权利要求1所述的处理高铜银冶炼渣的方法，其特征在于，所述步骤(2)得到的浸出渣继续采用火法回收银、铅、锑金属。
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