CN106048251A - 一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法 - Google Patents

一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，包括破碎、研磨、低温酸浸、高温沉砷等步骤，本发明方法为湿法工艺，能耗低、环境污染少，自动化程度高，生产效率高。本方法反应过程简洁快速、选择性强。砷冰铜中的铜可以实现高效浸出，金属分离彻底。相对于现行的湿法处理砷冰铜工艺，可以在较低的浸出温度，在较短的时间内，快速实现浸出铜过程。脱砷效果好，脱砷率大于99%。砷冰铜中的砷以砷渣的形式回收，避免了砷的二次污染。该技术具有金属回收率高、生产成本低，经济效益好、原料适应性强、清洁环保等优点。

Description

一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法
技术领域
本发明涉及冶金和选矿技术领域，具体涉及一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，优质矿产资源供需日益紧张，复杂难处理资源广泛应用于生产。高砷、多杂质的铅精矿在铅冶炼过程中会产生大量的副产物砷冰铜(亦称次冰铜)，这种砷冰铜含有价金属铜、铅、银、金、铋和铟，杂质元素砷和硫。处理砷冰铜回收其有价金属具有较大的经济价值，但元素砷的存在使砷冰铜的处理面临严峻的技术和环保压力。目前，国内外冶炼企业主要采用火法工艺处理这些砷冰铜，工艺中存在金属回收率较低、消耗能源大、环境污染严重、生产成本高等缺点。传统的火法工艺主要有鼓风炉熔炼法、反射炉熔炼法、回转窑熔炼法、转炉熔炼法和电炉熔炼法等，这些方法都有很大的局限性。鼓风炉处理工艺存在铜铅分离不彻底，冰铜产出率低的缺点；反射炉处理工艺存在能耗高、环境污染严重、炉子寿命短等缺点；回转窑处理工艺存在油耗大，成本高的问题；电炉法在电力紧张的地区难以实现，而且电炉法需要加入还原剂焦碳，生产成本高。采用湿法工艺处理砷冰铜，根据方法不同，分为酸浸法、氨浸法及碱浸法，砷冰铜的湿法处理能够较好地分离金属。但是，常规的酸浸法处理含铜物料存在反应时间长，铜浸出率低的缺点；氨浸法涉及氨气的使用，防腐蚀要求高，废气处理困难；碱浸法工艺流程复杂，设备投资大。因此，为了更好的利用矿产资源、改善环境、节约能源、提高生产效率和降低生产成本，开发一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法。
本发明的技术方案为：包括以下步骤：
A：破碎、研磨
将砷冰铜用破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到砷冰铜粉料；
B：低温酸浸
将矿浆加入加压釜中，加入或通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件对矿浆进行氧化酸浸反应；将氧化酸浸后的矿浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液和浸出渣；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属；
C：高温沉砷
在浸出液，加入含铁物质，并将所得混合物加入加压釜中，加入或通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件进行高温加压氧化反应，将高温加压氧化反应后的料浆经过滤，得到沉砷液和砷渣，砷渣安全存放；
D：铜矿精选
沉砷液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜。
本发明方法为湿法工艺，能耗低、环境污染少，自动化程度高，生产效率高。本方法反应过程简洁快速、选择性强。砷冰铜中的铜可以实现高效浸出，金属分离彻底。相对于现行的湿法处理砷冰铜工艺，可以在较低的浸出温度，在较短的时间内，快速实现浸出铜过程。脱砷效果好，脱砷率大于99%。砷冰铜中的砷以砷渣的形式回收，避免了砷的二次污染。该技术具有金属回收率高、生产成本低，经济效益好、原料适应性强、清洁环保等优点。
附图说明：
图1 本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本说明书作进一步的说明，但不得以任何方式对本说明书加以限制，基于本说明书教导所作的任何变更或改进，均属于本说明书保护范围。
如图1所示，本发明包括以下步骤：
A：破碎、研磨
将砷冰铜用破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到砷冰铜粉料；
B：低温酸浸
将矿浆加入加压釜中，加入或通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件对矿浆进行氧化酸浸反应；将氧化酸浸后的矿浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液和浸出渣；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属；
C：高温沉砷
在浸出液，加入含铁物质，并将所得混合物加入加压釜中，加入或通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件进行高温加压氧化反应，将高温加压氧化反应后的料浆经过滤，得到沉砷液和砷渣，砷渣安全存放；
D：铜矿精选
沉砷液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜。
步骤A中，所述砷冰铜粉料的粒径范围为0.001~1mm。
步骤B中，所述低温加压氧化酸浸温度为70~100oC，反应时间为60~360min，压力为0.2~2.0MPa，搅拌速度200~700r/min。
所述氧化介质采用氧气、双氧水、二氧化锰、高锰酸钾过氧化苯甲酸或甲乙酮过氧化物，所述氧化剂的加入量为0.01~10g/L。
步骤B中，所述硫酸浓度为80~200g/L，液固比为3~10：1。
步骤C中，所述高温加压氧化反应温度为100~200 oC，反应时间为60~360min, 压力为0.2~2.0 MPa，搅拌速度200~700r/min。
步骤C中，所述含铁物质为铁屑、铁粉、硫酸铁、硫酸亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁或氧化铁等，含铁物质为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的0.7~2.0倍。
实施例
实施方式1
将砷冰铜用鄂式破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到粒径为0.1mm的含铜24.53%，含铅30.42%，含砷12.02%的砷冰铜粉料；然后按照液固比为3:1加入浓度为200g/L硫酸溶液形成矿浆；将矿浆加入加压釜中，通入氧气10 g/L，并控制压力为0.8MPa、浸出温度为75oC、浸出时间为60min、搅拌速度为200r/min的条件对矿浆进行低温加压氧化酸浸反应。到达浸出反应时间后，将低温加压氧化酸浸后的矿浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液，浸出渣含铜0.56%；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属。将得到浸出液，加入铁屑，铁屑的加入量为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的1.1倍；将浸出液加入加压釜中，通入氧气10 g/L，并控制压力为0.8MPa、浸出温度为100oC、浸出时间为120min、搅拌速度为200r/min的条件进行高温加压氧化反应。将高温加压氧化反应后的矿浆经过滤，得到含铜的浸出液，和含砷浸出渣；浸出液中砷的含量为0.1g/L，浸出液溶液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜，含砷的浸出渣安全存放。
实施方式2
将砷冰铜用鄂式破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到粒径为0.08mm的含铜14.52%，含铅24.55%，含砷14.09%的砷冰铜粉料；然后按照液固比为4:1加入浓度为100g/L硫酸溶液形成矿浆；将矿浆加入加压釜中，通入空气10g/L，并控制压力为0.6MPa、浸出温度为85oC、浸出时间为90min、搅拌速度为300r/min的条件对矿浆进行低温加压氧化酸浸反应。到达浸出反应时间后，将低温加压氧化酸浸后的矿浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液，浸出渣含铜0.36%；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属。将得到浸出液，加入铁粉，铁粉的加入量为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的1.2倍；将浸出液加入加压釜中，通入空气10g/L，并控制压力为0.6MPa、浸出温度为130oC、浸出时间为90min、搅拌速度为300r/min的条件进行高温加压氧化反应。将高温加压氧化反应后的料浆经过滤，得到含铜的浸出液，和含砷浸出渣；浸出液中砷的含量为0.08g/L，浸出液溶液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜，含砷的浸出渣安全存放。
实施方式3
将砷冰铜用鄂式破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到粒径为0.05mm的含铜34.43%，含铅7.36%，含砷17.34%的砷冰铜粉料；然后按照液固比为3:1加入浓度为170g/L硫酸溶液形成矿浆；将矿浆加入加压釜中，通入氧气与空气按比例1:1的混合气体10g/L，并控制压力为0.2MPa、浸出温度为100oC、浸出时间为60min、搅拌速度为700r/min的条件对矿浆进行低温加压氧化酸浸反应。到达浸出反应时间后，将低温加压氧化酸浸后的料浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液，浸出渣含铜0.61%；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属。将步骤中得到浸出液，加入硫酸亚铁，硫酸亚铁的加入量为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的1.3倍；将浸出液加入加压釜中，通入氧气与空气按比例1:1的混合气体10g/L，并控制压力为0.2MPa、浸出温度为200oC、浸出时间为360min、搅拌速度为400r/min的条件进行高温加压氧化反应。将高温加压氧化反应后的料浆经过滤，得到含铜的浸出液，和含砷浸出渣；浸出液中砷的含量为0.07g/L，浸出液溶液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜，含砷的浸出渣安全存放。
实施方式4
将砷冰铜用鄂式破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到粒径为0.04mm的含铜28.37%，含铅6.14%，含砷10.34%的砷冰铜粉料；然后按照液固比为10:1加入浓度为120g/L硫酸溶液形成矿浆；将矿浆加入加压釜中，加入0.01g/L的双氧水，并控制压力为2MPa、浸出温度为100oC、浸出时间为360min、搅拌速度为700r/min的条件对矿浆进行低温加压氧化酸浸反应。到达浸出反应时间后，将低温加压氧化酸浸后的料浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液，浸出渣含铜0.42%；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属。将得到浸出液，加入硫酸铁，硫酸铁的加入量为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的2倍；将浸出液加入加压釜中，加入10g/L的双氧水，并控制压力为1.0MPa、浸出温度为100oC、浸出时间为150min、搅拌速度为500r/min的条件进行高温加压氧化反应。将高温加压氧化反应后的料浆经过滤，得到含铜的浸出液，和含砷浸出渣；浸出液中砷的含量为0.05g/L，浸出液溶液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜，含砷的浸出渣安全存放。
实施方式5
将砷冰铜用鄂式破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到粒径为0.02mm的含铜45.75%，含铅12.61%，含砷19.38%的砷冰铜粉料；然后按照液固比为6:1加入浓度为150g/L硫酸溶液形成矿浆；将矿浆加入加压釜中，加入2g/L的二氧化锰，并控制氧气压力为0.2MPa、浸出温度为95oC、浸出时间为200min、搅拌速度为500r/min的条件对矿浆进行低温加压氧化酸浸反应。到达浸出反应时间后，将低温加压氧化酸浸后的矿浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液，浸出渣含铜0.35%；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属。将得到浸出液，加入氧化亚铁，氧化亚铁的加入量为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的1.4倍；将浸出液加入加压釜中，加入2g/L的二氧化锰，并控制压力为0.2MPa、浸出温度为200oC、浸出时间为360min、搅拌速度为500r/min的条件进行高温加压氧化反应。将高温加压氧化反应后的料浆经过滤，得到含铜的浸出液，和含砷浸出渣；浸出液中砷的含量为0.05g/L，浸出液溶液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜，含砷的浸出渣安全存放。
实施方式6
将砷冰铜用鄂式破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到粒径为0.008mm的含铜29.88%，含铅17.82%，含砷24.53%的砷冰铜粉料；然后按照液固比为8:1加入浓度为100g/L硫酸溶液形成矿浆；将矿浆加入加压釜中，加入2g/L的高锰酸钾，并控制氧气压力0.4MPa、浸出温度为85oC、浸出时间为240min、搅拌速度为600r/min的条件对矿浆进行低温加压氧化酸浸反应。到达浸出反应时间后，将低温加压氧化酸浸后的矿浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液，浸出渣含铜0.24%；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属。将得到浸出液，加入三氧化二铁，三氧化二铁的加入量为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的1.6倍；将浸出液加入加压釜中，加入2g/L的高锰酸钾，并控制压力为1.2MPa、浸出温度为180oC、浸出时间为240min、搅拌速度为200r/min的条件进行高温加压氧化反应。将高温加压氧化反应后的料浆经过滤，得到含铜的浸出液，和含砷浸出渣；浸出液中砷的含量为0.04g/L，浸出液溶液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜，含砷的浸出渣安全存放。
实施方式7
将砷冰铜用鄂式破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到粒径为0.006mm的含铜52.59%，含铅8.97%，含砷29.74%的砷冰铜粉料；然后按照液固比为10:1加入浓度为150g/L硫酸溶液形成矿浆；将矿浆加入加压釜中，加入1g/L的过氧化苯甲酸，并控制压力为0.2MPa、浸出温度为80oC、浸出时间为280min、搅拌速度为600r/min的条件对矿浆进行低温加压氧化酸浸反应。到达浸出反应时间后，将低温加压氧化酸浸后的矿浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液，浸出渣含铜0.08%；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属。将得到浸出液，加入四氧化三铁，四氧化三铁的加入量为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的1.7倍；将浸出液加入加压釜中，加入0.01g/L的过氧化苯甲酸，并控制压力为1.5MPa、浸出温度为200oC、浸出时间为270min、搅拌速度为200r/min的条件进行高温加压氧化反应。将高温加压氧化反应后的矿浆经过滤，得到含铜的浸出液，和含砷浸出渣；浸出液中砷的含量为0.02g/L，浸出液溶液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜，含砷的浸出渣安全存放。
实施方式8
将砷冰铜用鄂式破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到粒径为0.001mm的含铜36.57%，含铅7.36%，含砷6.92%的砷冰铜粉料；然后按照液固比为10:1加入浓度为80g/L硫酸溶液形成矿浆；将矿浆加入加压釜中，加入5g/L的甲乙酮过氧化物，并控制压力为0.8MPa、浸出温度为85oC、浸出时间为120min、搅拌速度为700r/min的条件对矿浆进行低温加压氧化酸浸反应。到达浸出反应时间后，将低温加压氧化酸浸后的料浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液，浸出渣含铜0.57%；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属。将得到浸出液，加入氧化铁，氧化铁的加入量为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的0.7倍；将浸出液加入加压釜中，加入5g/L的甲乙酮过氧化物，并控制压力为2.0MPa、浸出温度为200oC、浸出时间为360min、搅拌速度为650r/min的条件进行高温加压氧化反应。将高温加压氧化反应后的矿浆经过滤，得到含铜的浸出液，和含砷浸出渣；浸出液中砷的含量为0.01g/L，浸出液溶液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜，含砷的浸出渣安全存放。

Claims (8)

1.一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
A：破碎、研磨
将砷冰铜用破碎机进行破碎，然后将破碎的砷冰铜进行细磨，得到砷冰铜粉料；
B：低温酸浸
将矿浆加入加压釜中，加入或通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件对矿浆进行氧化酸浸反应；将氧化酸浸后的矿浆经过滤，得到含铜、砷的浸出液和浸出渣；将得到的浸出渣经过洗涤后进入后续工序回收其中的铅、银、金、铋和铟等有价金属；
C：高温沉砷
在浸出液，加入含铁物质，并将所得混合物加入加压釜中，加入或通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件进行高温加压氧化反应，将高温加压氧化反应后的料浆经过滤，得到沉砷液和砷渣，砷渣安全存放；
D：铜矿精选
沉砷液净化除铁后，用旋流电解技术直接电积生产阴极铜。
2.根据权利1所述的清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，其特征在于步骤A中，所述砷冰铜粉料的粒径范围为0.001~1mm。
3.根据权利1所述的清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，其特征在于步骤B中，所述低温加压氧化酸浸温度为70~100oC，反应时间为60~360min，压力为0.2~2.0MPa，搅拌速度200~700r/min。
4.根据权利1所述的清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，其特征在于所述氧化介质采用氧气、双氧水、二氧化锰、高锰酸钾过氧化苯甲酸或甲乙酮过氧化物，所述氧化剂的加入量为0.01~10g/L。
5.根据权利1所述的清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，其特征在于步骤B中，所述硫酸浓度为80~200g/L，液固比为3~10：1。
6.根据权利1所述的清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，其特征在于步骤C中，所述高温加压氧化反应温度为100~200 oC，反应时间为60~360min, 压力为0.2~2.0 MPa，搅拌速度200~700r/min。
7.根据权利1所述的清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，其特征在于步骤C中，所述含铁物质为铁屑、铁粉、硫酸铁、硫酸亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁或氧化铁等。
8.根据权利1所述的清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，其特征在于步骤C中，所述含铁物质为浸出液中砷完全反应的理论消耗质量的0.7~2.0倍。
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