CN106555058B - 一种处理高砷铜物料的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理高砷铜物料的工艺。高砷铜物料经破碎、磨粉与氢氧化钠调浆后氧化浸出，高砷铜物料中的铜被氧化以渣的形式与铅、金、银、铂贵金属留在渣中，砷以砷酸钠的形式进入溶液，浸出液经浓缩结晶后得到砷酸钠产品，浓缩液返回氧压碱浸；浸出渣进行硫酸常压浸出，铜以硫酸铜的形式进入溶液经调酸后直接旋流电解提取铜；电积废液循环使用；铅与贵金属进入铅银渣中综合回收Pb、Ag、Au有价元素。该工艺属于清洁冶金过程，对设备耐腐蚀要求低、对环境无污染、操作简单、金属综合回收程度高、具有较强的实用性和对原料的适应性等优点。

Description

一种处理高砷铜物料的工艺

技术领域

本发明涉及一种处理高砷铜物料的工艺，属于有色金属湿法冶金领域。

背景技术

在铅冶炼的粗铅火法精炼过程中会产生一种铅浮渣，这种渣富集了原料中的铜，因此亦称该渣为铜浮渣。铅浮渣除铜以外，还有铅、金、银和砷、锑金属。传统的方法是用浮渣反射炉熔炼来处理这些渣料，回收其中的有价金属。随着铅浮渣中的成分变化，反射炉熔炼时得到的的产物也有所不同。当铅浮渣中含砷高时，反射炉熔炼就会产生一种砷冰铜的产物，这种砷冰铜含铜高达40~60%，含砷高达10~25%，而且它们又大多数是以单质的形态存在，这无疑增加了铜和其他有价金属回收的难度。目前，绝大多数请冶炼厂家都将这种含铜物料出售给铜冶炼厂处理回收铜。铜冶炼厂主要采用火法冶炼工艺，即将砷冰铜直接进入铜转炉吹炼，绝大部分铜进入粗铜后进行电解精炼得到电解铜，而铅与砷在转炉吹炼中挥发进入烟气并以烟尘的形式回收。这样使得有价金属资源没有得到充分利用，还可能造成对环境的污染。

随着氧压技术的成熟与普及，也有些企业直接采用氧压酸浸工艺提取高砷铜物料中的铜，如2015年7月22日，中国发明专利公开号CN104789783A公开了一种“从铅冰铜中选择性高效提铜综合回收工艺”，它是将铅冰铜与硫酸（或电积废液）调浆后倒入高压釜控制适宜条件进行加压氧化浸出，铜以铜离子形式选择性进入溶液，浸出液进行旋流电解得阴极铜产品；铅、金、银、铁等有价元素则被富集进入浸出渣中，返回火法炼铅系统综合回收有价元素。此工艺对原料具有一定的局限性，适合处理常规铅冰铜，即高铁（Fe＞5%）低砷（As＜3%）铜锍，而对于高砷铜物料若采用此法进行处理，由于原料中的铜绝大部分是以单质铜的形式存在，进入高压釜时铜与硫酸反应放出氢气，随着氢气的累积，在高温高压的情况下容易发生爆炸。另外，此种物料砷含量太高，导致浸出过程中大部分砷得不到固化而进入溶液，这不仅会大大降低旋流电解的电解效率，还会影响阴极铜产品的质量。因此，开发适合于处理高砷铜物料的清洁冶金技术具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种处理高砷铜物料的工艺，该工艺具有对环境无污染，无“三废”排放，属于清洁冶金技术、操作方便、综合回收程度高、对设备耐腐蚀要求低、规模可大可小，具有较强的实用性等优点。

处理高砷铜物料的大致思路为：一种处理高砷铜物料的工艺是，高砷铜物料经破碎、磨粉过筛与氢氧化钠调浆后泵入高压釜内，控制相关技术条件，在氧化浸出过程中连续不断通入富氧，高砷铜物料中的铜被氧化以渣的形式与铅、金、银、铂等贵金属留在渣中，高砷铜物料中的砷以砷酸钠的形式进入溶液，浸出过程完成后，进行液固分离，初步实现砷与其他有价金属的分离；浸出液经浓缩结晶后得到砷酸钠产品，浓缩液返回氧压碱浸工序；浸出渣进行硫酸常压浸出，铜以硫酸铜的形式进入溶液，浸出完成后进行液固分离，浸出液经调酸后直接进行旋流电解提取其中的铜，可获得符合国家标准的阴极铜产品；电积废液返回常压浸出作为浸出溶剂循环使用；铅与贵金属进入铅银渣中，铅银渣返回火法炼铅系统综合回收Pb、Ag、Au有价元素；其具体步骤为：

①高砷铜物料的预处理

将高砷铜块料破碎，用磨粉机将其磨至-120目；

②调浆

将高砷铜物料粉末、氢氧化钠溶液按照一定的比例在浆化池内混合调浆；

氧压碱浸

③将浆液倒入高压釜内，不断通入富氧并控制条件：氢氧化钠浓度150～250 g/L、液固体积质量比3～4∶1 mL / g、温度85～95 ℃、调整和维持釜内压力0.8～1.2 MPa、搅拌速度500～700 r/min、反应时间2～3 h；

④液固分离

浸出完成后，铅、铜、银进入渣中，砷则进入溶液；将矿浆排出高压釜，进行液固分离，初步实现了砷与其他有价金属的分离，将含砷浸出液进行浓缩结晶得砷酸钠产品，浓缩后液返回②步骤和氢氧化钠溶液一起调浆；浸出渣进入下一道工序；

⑤硫酸常压浸出

将浸出渣进行硫酸常压浸出，控制技术条件：硫酸浓度120～180 g/L、液固体积质量比5～8∶1 mL / g、温度45～60℃、搅拌速度500～700 r/min、反应时间1.5～2.5 h；

⑥旋流电解沉铜

将硫酸常压浸出所得含铜浸出液直接送入旋流电解系统，进行旋流电解得阴极铜产品；电解废液返回⑤步骤常压浸出工序；

⑦铅银渣的处理

铅与贵金属进入铅银渣中，铅银渣返回火法炼铅系统综合回收Pb、Ag、Au有价元素。

所述高砷铜物料的成分为：Pb：15～25%；Cu：35～60%；Ag：0.2～1.2%；As：5～20%；Fe：0.05～0.6%。

所述不断通入富氧并控制条件是，氧含量65%以上。

所述旋流电解是：含铜浸出液在旋流电积槽中分两段进行电积，第一段电解液Cu²⁺浓度不低于15 g/L，其旋流电解技术条件为：硫酸浓度80～120g/L槽电压2.0V、电流密度600～800A/m²、温度45～55℃、电解周期72h；第二段电解液Cu²⁺浓度2～15g/L，控制旋流电解技术条件为：硫酸浓度80～120g/L槽电压2.2V、电流密度300～500A/m²、温度45～55℃、电解周期72h；只要电解液中Cu²⁺不低于3g/L，通过控制适宜的技术条件，能够得到1#阴极铜产品。

本发明提供了一种处理高砷铜物料的新技术，该技术具有对环境无污染，属于清洁冶金技术、流程简单，操作方便、综合回收程度高、规模可大可小、对设备耐腐蚀要求低，具有较强的实用性等优点。与传统处理高砷铜物料的方法相比，本发明具有显著的经济效益并且易于实现工业化连续生产。本发明的旋流电解与普通铜电沉积相比，旋流电解可大幅度降低电解液中Cu²⁺浓度。

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500 g高砷铜物料(Pb10.61%；Cu 49.66%；As15.85%；S 1.34%；Ag 0.7623%；Fe0.43% )破碎、磨粉至粒度-120目后与氢氧化钠按照比例进行调浆，然后倒入高压釜内，浸出过程中不断通入富氧并控制技术条件：氢氧化钠浓度180g/L、液固体积质量比4∶1 mL /g、温度90℃、调整和维持压力1.0 MPa、搅拌速度600 r/min、反应时间2.5h，氧化浸出完成后将矿浆排出高压釜，进行液固分离，将浸出渣进行硫酸常压浸出，控制技术条件：硫酸浓度150 g/L、液固比6∶1、温度55℃、搅拌速度500 r/min、反应时间2 h。经化验分析得铜浸出率高达95.83%，渣率为25.6%，铅银渣返火法炼铅系统回收Au、Ag、Pb等有价元素。含铜浸出液直接进行旋流电解得阴极铜产品，其纯度为99.987%，符合国标1#阴极铜产品质量要求。

实施例2：

将500 g高砷铜物料(Pb9.35%；Cu 52.08%；As17.73%；S 0.86%；Ag 0.5722%；Fe0.82% )破碎、磨粉至粒度-120目后与氢氧化钠溶液按照比例进行调浆，然后倒入高压釜内，浸出过程中不断通入富氧并控制技术条件：氢氧化钠浓度200g/L、液固比4∶1 mL / g、温度95℃、调整和维持压力0.8 MPa、搅拌速度600 r/min、反应时间3h，氧化浸出完成后将矿浆排出高压釜，进行液固分离，将浸出渣进行硫酸常压浸出，控制技术条件：硫酸浓度120g/L、液固比8∶1、温度50℃、搅拌速度500 r/min、反应时间2.5 h。经化验分析得铜浸出率高达98.17%，渣率为23.15%，铅银渣返火法炼铅系统回收Au、Ag、Pb等有价元素。含铜浸出液直接进行旋流电解得阴极铜产品，其纯度为99.991%，符合国标1#阴极铜产品质量要求。

Claims (2)

1.一种处理高砷铜物料的工艺，其特征在于：高砷铜物料经破碎、磨粉过筛与氢氧化钠调浆后泵入高压釜内，控制相关技术条件，在氧化浸出过程中连续不断通入富氧，高砷铜物料中的铜被氧化以渣的形式与铅、金、银、铂贵金属留在渣中，高砷铜物料中的砷以砷酸钠的形式进入溶液，浸出过程完成后，进行液固分离，初步实现砷与其他有价金属的分离；浸出液经浓缩结晶后得到砷酸钠产品，浓缩液返回氧压碱浸工序；浸出渣进行硫酸常压浸出，铜以硫酸铜的形式进入溶液，浸出完成后进行液固分离，浸出液经调酸后直接进行旋流电解提取其中的铜，可获得符合国家标准的阴极铜产品；电积废液返回常压浸出作为浸出溶剂循环使用；铅与贵金属进入铅银渣中，铅银渣返回火法炼铅系统综合回收Pb、Ag、Au有价元素；其具体步骤为：

①高砷铜物料的预处理

将高砷铜块料破碎，用磨粉机将其磨至-120目；

②调浆

将高砷铜物料粉末、氢氧化钠溶液按照一定的比例在浆化池内混合调浆；

氧压碱浸

③将浆液倒入高压釜内，不断通入富氧并控制条件：氢氧化钠浓度150～250 g/L、液固体积质量比3～4∶1 mL / g、温度85～95 ℃、调整和维持釜内压力0.8～1.2 MPa、搅拌速度500～700 r/min、反应时间2～3 h；

④液固分离

浸出完成后，铅、铜、银进入渣中，砷则进入溶液；将矿浆排出高压釜，进行液固分离，初步实现了砷与其他有价金属的分离，将含砷浸出液进行浓缩结晶得砷酸钠产品，浓缩后液返回②步骤和氢氧化钠溶液一起调浆；浸出渣进入下一道工序；

⑤硫酸常压浸出

将浸出渣进行硫酸常压浸出，控制技术条件：硫酸浓度120～180 g/L、液固体积质量比5～8∶1 mL / g、温度45～60℃、搅拌速度500～700 r/min、反应时间1.5～2.5 h；

⑥旋流电解沉铜

将硫酸常压浸出所得含铜浸出液直接送入旋流电解系统，进行旋流电解得阴极铜产品；电解废液返回⑤步骤常压浸出工序；

⑦铅银渣的处理

铅与贵金属进入铅银渣中，铅银渣返回火法炼铅系统综合回收Pb、Ag、Au有价元素；

所述高砷铜物料的成分为：Pb：15～25%；Cu：35～60%；Ag：0.2～1.2%；As：5～20%；Fe：0.05～0.6%；

所述旋流电解是：含铜浸出液在旋流电积槽中分两段进行电积，第一段电解液Cu²⁺浓度不低于15 g/L，其旋流电解技术条件为：硫酸浓度80～120g/L槽电压2.0V、电流密度600～800A/m²、温度45～55℃、电解周期72h；第二段电解液Cu²⁺浓度2～15g/L，控制旋流电解技术条件为：硫酸浓度80～120g/L槽电压2.2V、电流密度300～500A/m²、温度45～55℃、电解周期72h；只要电解液中Cu²⁺不低于3g/L，通过控制适宜的技术条件，能够得到1#阴极铜产品。

2.根据权利要求1所述的一种处理高砷铜物料的工艺，其特征在于：所述不断通入富氧并控制条件是，氧含量65%以上。