CN106048251B - 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

_种清洁局效处理砷冰铜的工艺方法
技术领域
[0001] 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
[0002] 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坯原剂焦碳,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
[0003] 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。
[0004] 本发明的技术方案为:包括以下步骤:
[0005] A:破碎、研磨
[0006] 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; [0007] B:低温酸浸 ’
[000S]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、秘和铟等有价金属; [0009] c:高温沉砷
[0010]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;
[0011] D:铜矿精选
[0012]沉砷液净化除铁后,用旋流电解技术直接电积生产阴极铜。
[0013]本发明方法为湿法工艺,能耗低、环境污染少,自动化程度高,生产效率髙。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。
[0014]附图说明:
[0015]图1本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0016]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。
[0017] 如图1所示,本发明包括以下步骤:
[0018] A:破碎、研磨
[0019] 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; [0020] B:低温酸浸
[0021]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; [0022] C:高温沉砷
[0023]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;
[0024] D:铜矿精选
[0025] 沉砷液净化除铁后,用旋流电解技术直接电积生产阴极铜。
[0026] 步骤A中,所述砷冰铜粉料的粒径范围为0.001〜1mm。
[0027] 步骤B中,所述低温加压氧化酸浸温度为70〜100°C,反应时间为60〜360min,压力为 0.2〜2. OMPa,搅拌速度200〜700r/min。
[0028] 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〜i〇g/L。
[0029] 步骤B中,所述硫酸浓度为80〜200g/L,液固比为3〜10:1。
[0030] 步骤C中,所述高温加压氧化反应温度为1〇〇〜200 °C,反应时间为60〜360min,压力 为0.2〜2.0 MPa,搅拌速度200〜700r/min。
[0031] 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〇 • 7〜2 • 0倍。 实施例
[0032] 实施方式1
[0033] 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 O.lmra的含铜24.53%,含铅30.42%,含砷12.〇2%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1〇 g/L,并控制压力为 O.SMPa、浸出温度为75°C、浸出时间为60min、搅拌速度为20〇r/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100°C、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 液中砷的含量为〇.lg/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。
[0034] 实施方式2
[0035]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l〇〇g/L硫酸溶液形成矿浆;将矿浆加入加压釜中,通入空气i〇g/L,并控制压力为 0.6MPa、浸出温度为85°C、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l〇g/L,并控制压力为 0.6MPa、浸出温度为130°C、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 中砷的含量为〇 • 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。
[0036]实施方式3
[0037] 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,并控制压力为〇.2MPa、浸出温度为100°C、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,并控制压力为〇.2MPa、浸出温度为200°C、 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〇. 〇7g/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。
[0038]实施方式4
[0039] 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 • M%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,加入〇_〇ig/L的双氧水,并控制压 力为2MPa、浸出温度为100°C、浸出时间为360min、搅拌速度为7〇〇r/min的条件对矿楽进行 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l.OMPa、浸出温度为100°C、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〇_〇5g/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。
[0040] 实施方式5
[0041]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:丨加入 浓度为l5〇g/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95°C、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,并控制压力为〇.2MPa、浸出温度为2〇0°C、浸出时间为36〇min、搅拌速度为500r/min的条 件进行尚温加压氧化反应。将尚温加压氧化反应后的料楽经过滤,得到含铜的浸出液,和含 砷浸出渣;浸出液中砷的含量为〇 • 〇5g/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。
[0042] 实施方式6
[0043] 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l〇〇g/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85°C、浸出时间为MOmin、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,浸出渣含铜〇 • 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180°C、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〇.〇4g/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。
[0044] 实施方式7
[0045] 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15〇g/L硫酸溶液形成矿浆;将矿浆加入加压釜中,加入丨g/L的过氧化苯甲酸,并控制 压力为0.2MPa、浸出温度为8〇°C、浸出时间为280min、搅拌速度为6〇〇r/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l.5MPa、浸出温度为200°C、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 • 0 2g/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。
[0046]实施方式8
[0047]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 •加%,含砷6 • 92%的砷冰铜粉料;然后按照液固比为10:丨加入 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85°C、浸出时间为120min、搅拌速度为70〇r/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,浸出渣含铜〇 • 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200°C、浸出时间为36〇min、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〇.〇lg/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 (2)

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,矿浆中硫酸浓度为80〜200g/L,液固比为3〜10:1;力口 入或通入氧化介质,氧化介质为氧气、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,加入量为〇 • 〇1〜l〇g/L;在温度70〜100 °C、压力为0 • 2〜2 • OMPa、搅拌速度200〜 700r/rain条件下对矿浆进行氧化酸浸反应6〇〜360min;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、 铋和铟有价金属; C、 高温沉砷:在浸出液中加入含铁物质,所述含铁物质为浸出液中砷完全反应的理论 消耗质量的〇 • 7〜2 • 0倍,含铁物质为铁肩、铁粉、硫酸铁、硫酸亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁 或氧化铁;将所得混合物加入加压釜中,加入或通入氧化介质,氧化介质为氧气、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,加入量为0 • 〇 1〜l〇g/L;在温度100~ 20(TC、压力为0.2〜2 • OMPa、搅拌速度200〜7〇Or/min条件下对混合物高温加压氧化反应90~ 360min;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 料的粒径范围为〇.〇〇1~1臟。
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