CN107299227A - 一种铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法 - Google Patents

一种铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法，利用离心萃取技术使物料在离心力作用下高速剧烈混合，级效率高，单位设备占地面积小，处理量大；建立平衡快，液体停留时间极短，有机相滞留量少；两相分离速度快，分离效果好，有机相回收率高的特点，所设计的铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法通过采用Lix984/磺化煤油混合体系作为萃取剂进行萃取、以自来水作为洗涤水进行洗涤、以稀硫酸为反萃剂进行反萃，采用本发明所述的方法工艺流程简单、投资费用低、铜回收率高、对环境友好。

Description

一种铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法
技术领域
本发明涉及湿法冶金领域，特别涉及一种铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的
方法。
背景技术
铜冶炼烟灰中主要含有铜、锌、铅、铋等有价金属，其中铜、锌、铅主要以氧化物和硫酸盐等形式存在，铋以氧化物形式存在，由于铜、锌硫酸盐易溶于水，铅、铋化合物难溶于水，因此，使用水浸或酸浸处理铜烟尘可有效使铜、锌与铅、铋分离。目前，铜冶炼烟灰浸出液经处理后回收铜、锌、镉等有价元素，其中铜多以铁置换生产海绵铜，锌主要通过浓缩结晶以硫酸锌形式回收。浸出渣则使用反射炉或鼓风炉熔炼回收铅、铋等有价元素。
采用铁置换工艺回收铜冶炼烟灰浸出液中的铜，产出的铜为海绵铜，杂质含量高，回收率低，其后续处置、再加工、计价等均存在经济效益低的问题；由于铁的引入，使后序溶液处置存在除铁的问题，若采用常规的方法，将导致大量胶体铁的产生，进而影响后续过滤工序的运行；此外，铁置换将可能会引起AsH3有毒气体的产生，严重威胁到生产作业安全。
萃取技术在冶炼过程中的有价金属回收中应用较多，具有选择性好、回收率高等优点。目前采用萃取提取回收烟灰浸出液中铜的研究较少，主要是因为常规箱式萃取工艺相对直接置换流程长、辅材消耗多、成本高。而用离心萃取技术回收烟灰中有价金属还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺流程简单、投资费用低、回收率高、对环境
友好的铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法。
为解决上述问题，本发明铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法,其中包括如下步骤：
（1）离心萃取工序：将铜冶炼烟灰浸出液经过滤除渣后，以体积比Lix984:磺化煤油=1/1～1/4 的混合体系作为萃取剂，于常温下，控制铜冶炼烟灰浸出液与萃取剂的相比1/1～5/1，于离心式萃取机进行1～4级逆流萃取，萃取完成后，所得含铜有机相送洗涤工序，所得的含油萃余液经除油后送后续工序回收锌；
（2）离心洗涤工序：采用自来水作为洗涤剂，于常温下，将上述步骤(1)送来的含铜有机相与洗涤水的相比控制在1/1～5/1，于离心式洗涤机进行1～4级逆流洗涤，经洗涤的含铜有机相送反萃工序，洗涤后液经除油后送污水处理；
（3）离心反萃工序：以稀硫酸为反萃剂，于常温下，将上述步骤（2）经洗
涤的含铜有机相与反萃剂的相比控制在0.5/1～2/1，于离心式反萃机上进行1～4级逆流反萃，反萃后富铜液采用双槽定时内循环，待富铜液体积浓度达到45～55g/L后送铜电积工序生产电积铜；有机相送洗涤工序，经洗涤后返回系统作为萃取剂循环使用，洗涤液于系统内循环使用。
离心萃取过程中轻重两相溶液按一定比例分别进入离心式萃取机的转鼓和壳体之间形成的环隙混合区内，借助转鼓的旋转，通过涡轮盘和叶轮使两相快速混合和分散，两相溶液得到充分的传质。混合液在涡流盘的作用下进入与转鼓同步回转，在离心力的作用下，比重大的重相液在向上流动过程中逐步远离转鼓中心而靠向转鼓壁，重小的轻相液体逐步远离转鼓壁而靠向中心，澄清后的两相液体最终分别通过各自堰板进入收集室分别引出机外，完成两相分离过程，从而实现物料的高效分离。离心萃取是物料在离心力作用下高速剧烈混合，级效率高，单位设备占地面积小，处理量大；建立平衡快，液体停留时间极短，有机相滞留量少；两相分离速度快，分离效果好，有机相回收率高。此外，离心萃取适应性强，灵活性高，可间歇运行，可单台运行，易于实现多级逆流操作，适于深度分离，且中间不需要另设级间泵，易于改变物料，操作方便，对环境友好。
作为本发明的优选方案，步骤（1）中Lix984的质量浓度为20～40%；步骤（3）离心反萃工序所采用的反萃剂稀硫酸的体积浓度为180～240g/L。
作为本发明的进一步改进，步骤（1）中的离心式萃取机的转鼓直径50mm，重相堰板直径20～21.5mm，离心萃取转鼓转速3000～4500r/min。
作为本发明的进一步改进，步骤（2）中的离心式洗涤机的转鼓直径50mm，重相堰板直径20～21.5mm，离心洗涤转鼓转速3000～4500r/min。
作为本发明的进一步改进，步骤（3）中的离心式反萃机的转鼓直径50mm，重相堰板直径20～21.5mm，离心反萃转鼓转速4500～6500r/min 。
综上所述，本发明的有益效果是：充分利用离心萃取是物料在离心力作用下高速剧烈混合，级效率高，单位设备占地面积小，处理量大；建立平衡快，液体停留时间极短，有机相滞留量少；两相分离速度快，分离效果好，有机相
回收率高的特点，所设计的铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法工艺流程简单、投资费用低、回收率高、对环境友好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：
实施例一：
本实施例中烟灰浸出液来自国内某冶炼企业，经过滤后主要化学成分为：
组分名称 Cu Zn As Fe Cd
含量（g/L） 6.97 6.54 5.27 7.04 2.79
将该料液用体积比为Lix984：磺化煤油=1/2的混合体系作为萃取剂，其中Lix984的质量浓度为20%，常温下于离心式萃取机采用3级逆流萃取，其中离心式萃取机转鼓直径50mm，重相堰板直径20mm，转速4500r/min，相比O/A=1/1，进料量200mL/min。萃取完成后，含铜有机相送洗涤工序，含油萃余液经除油后送后续工序回收锌；萃取两相出料液夹带量小于0.5%。萃余液主要成分为：
组分名称 Cu Zn As Fe Cd
含量（g/L） 0.15 6.47 4.57 7.03 2.78
铜萃取率98.8%。
用自来水作为洗涤剂，常温下于离心式洗涤机采用1级逆流洗涤，离心式洗涤机转鼓直径50mm，重相堰板直径21.5mm，转速4500r/min，相比O/A=1/1，进料量200mL/min。经洗涤后，含铜有机相送反萃工序，洗涤后液经除油后送污水处理；洗涤两相出料液夹带量小于0.5%。
用体积浓度为220g/L硫酸溶液作为反萃剂，常温下于离心式反萃机采用2级逆流反萃取，离心式反萃机转鼓直径50mm，重相堰板直径20mm，转速4500r/min，流比O/A=1/1，进料量200mL/min。反萃后富铜液循环至浓度为含铜48g/L，送铜电积工序生产电积铜，有机相送洗涤工序，经洗涤后返回系统作为萃取剂循环使用，洗涤液于系统内循环使用，开路处理部分可送污水处理；反萃两相出料液夹带量小于0.5%。富铜液主要成分为：
组分名称 Cu Zn As Fe Cd
含量（g/L） 48.15 0.001 0.53 0.004 0.002
实施例二：
本实施例中烟灰浸出液来自国内某冶炼企业，经过滤后主要化学成分为：
组分名称 Cu Zn As Fe Cd
含量（g/L） 12.76 80.63 26.43 7.38 3.18
将该料液用体积比为Lix984：磺化煤油=2/3的混合体系作为萃取剂，其中Lix984的质量浓度为40%，常温下于离心式萃取机采用4级逆流萃取，离心式萃取机转鼓直径50mm，重相堰板直径20mm，转速4500r/min，相比O/A=2/1，进料量100mL/min。萃取完成后，含铜有机相送洗涤工序，含油萃余液经除油后送后续工序回收锌；萃取两相出料液夹带量小于0.5%。萃余液主要成分为：
组分名称 Cu Zn As Fe Cd
含量（g/L） 0.2 80.27 25.79 6.98 3.17
铜萃取率98.5%。
用自来水作为洗涤剂，常温下于离心式洗涤机采用1级逆流洗涤，离心式洗涤机转鼓直径50mm，重相堰板直径20mm，转速4500r/min，相比O/A=1/1，进料量200mL/min。经洗涤后，有机相送反萃工序，洗涤后液经除油后送污水处理；洗涤两相出料液夹带量小于0.5%。
以体积浓度为220g/L硫酸溶液作为反萃剂，常温下于离心式反萃机采用2级逆流反萃取，离心萃取转鼓直径50mm，重相堰板直径20mm，转速4500r/min，相比O/A=1/1，进料量200mL/min。反萃后富铜溶液循环至浓度为含铜53.85g/L，送铜电积工序生产电积铜，有机相送洗涤工序，经洗涤后返回系统作为萃取剂循环使用，洗涤液于系统内循环使用，开路处理部分可送污水处理；反萃两相出料液夹带量小于0.5%。反萃循环液主要成分为：
组分名称 Cu Zn As Fe Cd
含量（g/L） 53.85 0.002 0.65 0.006 0.002

Claims (6)

1.一种从铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法,其特征在于，包括如下步骤：
离心萃取工序：将铜冶炼烟灰浸出液经过滤除渣后，以体积比Lix984:
磺化煤油=1/1～1/4的混合体系作为萃取剂，于常温下，控制铜冶炼烟灰浸出液与萃取剂的相比1/1～5/1，于离心式萃取机进行1～4级逆流萃取，萃取完成后，所得含铜有机相送洗涤工序，所得的含油萃余液经除油后送后续工序回收锌；
离心洗涤工序：采用自来水作为洗涤剂，于常温下，将上述步骤(1)送
来的含铜有机相与洗涤水的相比控制在1/1～5/1，于离心式洗涤机进行1～4级逆流洗涤，经洗涤的含铜有机相送反萃工序，洗涤后液经除油后送污水处理；
离心反萃工序：以稀硫酸为反萃剂，于常温下，将上述步骤（2）经洗
涤的含铜有机相与反萃剂的相比控制在0.5/1～2/1，于离心式反萃机上进行1～4级逆流反萃，反萃后富铜液采用双槽定时内循环，待富铜液体积浓度达到45～55g/L后送铜电积工序生产电积铜；有机相送洗涤工序，经洗涤后返回系统作为萃取剂循环使用，洗涤液于系统内循环使用。
2.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法，其特征在于：所述步骤（1）中Lix984的质量浓度为20～40%。
3.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法，其特征在于：所述步骤（3）离心反萃工序所采用的反萃剂稀硫酸的体积浓度为180～240g/L。
4.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的离心式萃取机的转鼓直径50mm，重相堰板直径20～21.5mm，离心萃取转鼓转速3000～4500r/min。
5.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法，其特征在于：
所述步骤（2）中的离心式洗涤机的转鼓直径50mm，重相堰板直径20～21.5mm，离心洗涤转鼓转速3000～4500r/min 。
6.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟灰浸出液中回收铜的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的离心式反萃机的转鼓直径50mm，重相堰板直径20～21.5mm，离心反萃转鼓转速4500～6500r/min。
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