CN107557577A

CN107557577A - 一种常压酸浸砷冰铜的方法

Info

Publication number: CN107557577A
Application number: CN201710854650.6A
Authority: CN
Inventors: 段良洪; 刘伟; 王敏杰; 高海明; 曹家毓
Original assignee: CHENZHOU FENGYUE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: CHENZHOU FENGYUE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2018-01-09

Abstract

本发明公开了一种常压酸浸砷冰铜的方法，该方法包括：(1)以砷冰铜为原料，将砷冰铜破碎研磨过筛至100目以下；(2)研磨过筛后的砷冰铜用100～150g/L的硫酸溶液常压浸出，浸出过程中加入双氧水和Cu²⁺离子，浸出温度为70～90℃，浸出时间为2～3h，浸出完成后进行液固分离，得到浸出渣和浸出液；(3)浸出液可直接旋流电解脱铜，浸出渣可返回火法系统回收铅、银等有价金属。本发明操作简便、工艺简单且流程短，有价金属回收率高(砷冰铜中铜的浸出率＞95％，铅、银入渣率＞99％、电解得到的阴极铜达到国家一级铜标准)，不需要高温高压苛刻条件，既对环境无污染又能生产高纯度铜。

Description

一种常压酸浸砷冰铜的方法

技术领域

本发明涉及砷冰铜的湿法处理技术领域，具体涉及一种常压酸浸砷冰铜高效回收铜的方法。

背景技术

砷冰铜是火法炼铅过程中产生的一种常见副产品。砷冰铜一般含铜40～60％，含砷5～15％，它的主要成分为铜、砷、铁、铅、硫、锑。铜和砷与锑一般是以Cu₃As、Cu₃Sb形式存在，铅主要以金属状态溶解在铜的砷化物中，铁与砷生成Fe₂As形式存在。

对于砷冰铜的处理，国内常采用火法处理，将砷冰铜在转炉中进行吹炼，得到粗铜，在将粗铜进一步精炼得到精铜，但是火法处理工艺存在操作成本高、环境污染大、工艺流程长且金属回收率低等严重问题。随着技术的进步，近年来有不少研究者采用湿法工艺处理砷冰铜得到较好的效果并用于生产。其中采用高压酸(碱)浸冰铜的报道居多，高压酸(碱)浸冰铜的方法大同小异，不同的是氧化剂(氧气、软锰矿、氯酸钠等)的选择不同，虽然该方法能浸出铜，但工艺条件需要高温高压，不仅对设备要求高而且对操作也带有一定危险性。随着对冰铜研究的深入，也有一些研究团队和企业采用常压酸浸冰铜的方法回收铜。如2014年中国发明专利公开号CN104017991A公开了一种高效选择性分离铅冰铜中铜的工艺，它是以铅冰铜为原料，氯酸钠为氧化剂，用1.0～1.5mol/L浓度硫酸溶液在温度为70～100℃常压浸出铅冰铜。同年中国发明专利公开号CN104233372A公开了一种从铅冰铜中回收铜的方法，铅冰铜作为原料，用硫酸溶液浸出过程中不断鼓入富氧空气作为氧化剂，浸出温度为70～90℃，常压下对铅冰铜进行浸出。以上常压酸浸冰铜虽然避免了高压浸出的劣势，但存在反应时间长，工艺流程长、铜浸出率低等问题，因此，为了解决这些问题，急需寻找一种更好的方法来处理砷冰铜。

发明内容

为解决现有技术中砷冰铜处理技术存在的问题与不足，本发明提供了一种用常压酸浸砷冰铜高效回收铜的方法，该方法操作简便、工艺简单且流程短，不需要高温高压苛刻条件，既对环境无污染又能生产高纯度铜。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：所述常压酸浸砷冰铜的方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)砷冰铜预处理：以砷冰铜为原料，将砷冰铜破碎、研磨、过筛至100目以下，得到砷冰铜粉体；

(2)硫酸浸出：将上述砷冰铜粉体采用浓度100～150g/L的硫酸溶液常压浸出，加入Cu²⁺1～3g/L，浸出过程中滴加双氧水，浸出温度为70～90℃，浸出时间为2～3h，浸出完成后进行液固分离，得到浸出液和浸出渣；

(3)电解铜：将步骤(2)得到的浸出液进行旋流电解，电解前补硫酸调节浸出液的酸溶度达到150～220g/L，旋流电解完成后，得到电解废液和阴极铜。

其中，上述常压酸浸砷冰铜的方法，步骤(2)中所述硫酸溶液与砷冰铜粉体的液固比为6～10L︰1kg。

其中，上述常压酸浸砷冰铜的方法，步骤(2)中所述双氧水的加入方式为不间断滴加。

其中，上述常压酸浸砷冰铜的方法，步骤(2)中所述的浸出渣返回火法系统回收铅、银等金属。

其中，上述常压酸浸砷冰铜的方法，步骤(2)中所述浸出液中的Cu²⁺返浸砷冰铜。

其中，上述常压酸浸砷冰铜的方法，步骤(3)中所述旋流电解的工艺参数为：电解温度为20～40℃，电流密度为200～600A/m²，电解2～5h。

其中，上述常压酸浸砷冰铜的方法，步骤(3)中得到的电解废液返回步骤(2)中，用于浸砷冰铜。

其中，上述常压酸浸砷冰铜的方法，所述砷冰铜原料中主要元素的含量为：Cu 35～56wt％，As 9～18wt％，Fe 1～5wt％，S 0.5～12wt％，Pb 7～19wt％，Sb 2～10wt％，Ag1456～4638g/t。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明浸出过程阶段采用常压酸浸，很好的避免了火法处理工艺存在操作成本高、环境污染大、工艺流程长且金属回收率低等严重问题，也避免了湿法处理工艺中高温高压酸浸的苛刻条件，具有操作简便、工艺流程短、有价金属回收率高(砷冰铜中铜的浸出率＞95％，铅、银入渣率＞99％、电解得到的阴极铜达到国家一级铜标准)、不污染环境等优点。

附图说明

图1是本发明实施例所述常压酸浸砷冰铜方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种常压酸浸砷冰铜的方法，该方法具体包括以下步骤：

(2)硫酸浸出：将上述砷冰铜粉体采用浓度100～150g/L的硫酸溶液常压浸出，加入硫酸铜或氯化铜等物质引入Cu²⁺，使Cu²⁺的含量为1～3g/L，浸出过程中不间断滴加双氧水，浸出温度为70～90℃，浸出时间为2～3h，浸出完成后进行液固分离，得到浸出液和含铅、银的浸出渣；所述硫酸溶液与砷冰铜粉体的液固比为6～10L︰1kg；

(3)电解铜：将步骤(2)得到的浸出液进行旋流电解，电解前补硫酸调节浸出液的酸溶度达到150～220g/L，电解温度为20～40℃，电流密度为200～600A/m²，电解2～5h，电流效率达到92％以上，旋流电解完成后，得到电解废液和阴极铜，阴极铜达到国家一级铜标准。

其中，上述常压酸浸砷冰铜的方法，步骤(2)中常压酸浸完成后，反应后浆液pH为0.5～1；硫酸铜浓度为20～65g/L；铁含量低于1g/L；砷冰铜中铜的浸出率大于95％，铅、银入渣率大于99％。

以下结合具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明，但并不因此限制本发明的保护范围。

实施例1

将砷冰铜(Cu：53.56wt％，As：15.05wt％，Fe：2.14wt％，S：0.91wt％，Pb：12.69wt％，Sb：7.55wt％，Ag:3684g/t)破碎，磨粉，过100目筛后，取150g砷冰铜粉末与硫酸溶液和A⁺离子加入3L烧杯中，硫酸溶液浓度为150g/L，温度为80℃，液固比为6︰1(mL/g)，双氧水200mL，加入硫酸铜使初始浸出液Cu²⁺为2g/L，反应时间2h，双氧水分两个小时滴加完，控制滴加速度。浸出反应结束后，进行液固分离，得到硫酸铜浸出液，铅、银等有色金属存在浸出渣中，浸出渣返回火法系统回收铅银等金属，对浸出液进行旋流电解，电解前补硫酸调节浸出液的酸溶度达到170g/L，控制电流强度为20A，电流密度为450A/m²，室温电解3h。电解结束后取出阴极铜用于分析。

经化验分析，常压酸浸铜浸出率为97.87％，铅、银入渣率为99.32％，旋流电解3h所得阴极铜纯度为99.96％，符合国家阴极铜质量标准。

实施例2

将砷冰铜(Cu：45.22wt％，As：10.91wt％，Fe：5.24wt％，S：3.41wt％，Pb：15.66wt％，Sb：4.77wt％，Ag：2854g/t)破碎，磨粉，过100目筛后，取150g砷冰铜粉末与硫酸溶液和A⁺离子加入3L烧杯中，硫酸溶液浓度为130g/L，温度为85℃，液固比为8︰1(mL/g)，双氧水200mL，加入氯化铜使初始浸出液Cu²⁺为2.5g/L，反应时间2h，双氧水分两个小时滴加完，控制滴加速度。浸出反应结束后，进行液固分离，得到氯化铜浸出液，铅、银等有色金属存在浸出渣中，浸出渣返回火法系统回收铅银等金属，对浸出液进行旋流电解，电解前补硫酸调节浸出液的酸溶度达到200g/L，控制电流强度为20A，电流密度为500A/m²，室温电解4h。电解结束后取出阴极铜用于分析。

经化验分析，常压酸浸铜浸出率为96.35％，铅、银入渣率为99.54％，旋流电解4h所得阴极铜纯度为99.95％，符合国家阴极铜质量标准。

实施例3

将砷冰铜(Cu：42.52wt％，As：13.76wt％，Fe：5.09wt％，S：4.14wt％，Pb：10.44wt％，Sb：5.87wt％，Ag:4154g/t)破碎，磨粉，过100目筛后，取150g砷冰铜粉末与硫酸溶液和硫酸铜加入3L烧杯中，硫酸溶液浓度为110g/L，温度为85℃，液固比为10︰1(mL/g)，双氧水200mL，加入硫酸铜使初始浸出液Cu²⁺为3g/L，反应时间3h，双氧水分三个小时滴加完，控制滴加速度。浸出反应结束后，进行液固分离，得到硫酸铜浸出液，铅、银等有色金属存在浸出渣中，浸出渣返回火法系统回收铅银等金属，对浸出液进行旋流电解，电解前补硫酸调节浸出液的酸溶度达到220g/L，控制电流强度为20A，电流密度为550A/m²，室温电解4h。电解结束后取出阴极铜用于分析。

经化验分析，常压酸浸铜浸出率为97.05％，铅、银入渣率为99.38％，旋流电解4h所得阴极铜纯度为99.97％，符合国家阴极铜质量标准。

以上所述为本发明的优选实施例，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应当视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本专利的实用性。

Claims

1.一种常压酸浸砷冰铜的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种常压酸浸砷冰铜的方法，其特征在于，步骤(2)中所述硫酸溶液与砷冰铜粉体的液固比为6～10L︰1kg。

3.根据权利要求1所述一种常压酸浸砷冰铜的方法，其特征在于，步骤(2)中所述双氧水的加入方式为不间断滴加。

4.根据权利要求1所述一种常压酸浸砷冰铜的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的浸出渣返回火法系统回收铅、银等金属。

5.根据权利要求1所述一种常压酸浸砷冰铜的方法，其特征在于，步骤(2)中所述浸出液中的Cu²⁺返浸砷冰铜。

6.根据权利要求1所述一种常压酸浸砷冰铜的方法，其特征在于，步骤(3)中所述旋流电解的工艺参数为：电解温度为20～40℃，电流密度为200～600A/m²，电解2～5h。

7.根据权利要求1所述一种常压酸浸砷冰铜的方法，其特征在于，步骤(3)中得到的电解废液返回步骤(2)中，用于浸砷冰铜。

8.根据权利要求1～7任一项所述一种常压酸浸砷冰铜的方法，其特征在于：所述砷冰铜原料中主要元素的含量为：Cu 35～56wt％，As 9～18wt％，Fe 1～5wt％，S 0.5～12wt％，Pb 7～19wt％，Sb 2～10wt％，Ag 1456～4638g/t。