CN108330284B - 从铜铁合金中回收金属铜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种从铜铁合金中回收金属铜的方法，该方法包括以下步骤：步骤1.原料预处理：将铜铁合金块经过适当破碎、筛分，得到原料粉沫；步骤2.化学处理：将原料粉沫用氧化性酸处理，使铜铁单质转化成铜铁离子进入溶液，并过滤掉少量不溶物；步骤3.化学还原：在室温下向含铜铁离子的混合溶液中缓慢加入水合肼和双氧水，并不断搅拌，加入水合肼完毕需继续室温搅拌1小时，静置，得到深红色的铜泥；步骤4.除杂及铜的回收：将深红色的铜泥过滤，适当温度下酸浸泡洗涤，干燥得纯铜粉。本方法方便操作，过程简单，单次回收达到99.2％，并且回收纯度高达99.3％。

Description

从铜铁合金中回收金属铜的方法
技术领域
本发明属于化学、化工过渡金属的分离技术领域，具体涉及一种从铜铁合金中回收金属铜的方法。
技术背景
铜是国民经济发展不可或缺的重要元素，随着铜行业的过度发展，铜资源也濒临枯竭。因此，从废物中回收铜，是铜发展的一个必然趋势。含铜废物主要是家电产品的电子元器件，废旧金刚石刀头等，特别是废弃的金刚石刀头含铜量高达50％以上，它的回收具有环保效益的同时也带来经济效益。
目前回收铜的方法有二种，一种是有机溶剂萃取法，它是将待分离物质转化成离子型溶液，采用M5640或Tn做萃取剂，通过多级萃取和反萃达到铜铁分离的目的(陈淑萍等，矿冶工程；张艳华等，CN 103160691 A)。此方法使用范围较广，特别适用于含多种金属成份的合金和矿物，但需要使用有机溶剂作为稀释剂如煤油等，工业上大规模使用存在火灾安全隐患，另外萃取出来的是铜的盐溶液，还需要进一步的还原为单质铜。另一种方法是置换或还原法，即采用还原剂来还原铜离子使其成为单质铜析出(杨天足，CN 104046785 B；苏发兵，CN 102784643 B)，此方法工艺简单，操作方便，但置换出的铜粉易包裹铁粉，使得铜含量偏低，采用还原剂还原无法完全控制还原态，最终得到的是不同还原态的混合物且反应温度较高。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种从生产、生活中产生的铜铁废弃物中回收金属铜的方法，方便操作，过程简单，并且回收纯度高。
本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：
本发明提供一种从铜铁合金中回收金属铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.原料预处理：将铜铁合金块经过适当破碎、筛分，得到原料粉末；步骤2.化学处理：将原料粉末用氧化性酸处理，使铜铁单质转化成铜铁离子进入溶液，并过滤掉少量不溶物；步骤3.化学还原：在室温下向含铜铁离子的混合溶液中缓慢加入水合肼和双氧水，并不断搅拌，加入水合肼完毕需继续室温搅拌1小时，静置，得到深红色的铜泥；步骤4.除杂及铜的回收：将深红色的铜泥过滤，适当温度下酸浸泡洗涤，干燥得纯铜粉。
本发明提供的从铜铁合金中回收金属铜的方法，还可以具有以下特征：在步骤2中采用的氧化性酸为30wt.％～50wt.％(质量浓度)的硝酸。
本发明提供的从铜铁合金中回收金属铜的方法，还可以具有以下特征：在步骤3中，室温下同时加入体积比为5～10：2的80wt.％水合肼和30wt.％双氧水。
本发明提供的从铜铁合金中回收金属铜的方法，还可以具有以下特征：在步骤3中，80wt.％水合肼与混合溶液中Cu2+的质量比为1～2.5：3。
本发明提供的从铜铁合金中回收金属铜的方法，还可以具有以下特征：在步骤4中，酸浸泡洗涤温度为50～80℃，采用的酸为以硫酸根离子计的摩尔浓度为1～2mol/L的硫酸溶液，浸泡时间为30～60min。
本发明提供的从铜铁合金中回收金属铜的方法，在整个工艺过程中不宜有氯根的存在，可通过对原料的选择加以控制，避免产品单质铜的纯度下降。
发明的作用与效果
与传统的方法比较，本发明具有以下优点：(1)铜的回收率高，单次回收达到99.2％，还原后的溶液中Cu2+低于5ppm；(2)无需中间步骤，直接得到高纯度铜粉，铜含量达到99.3％；(3)工艺简单，操作简便，原料成本较低。
如上所述，本方法回收率高，铜纯度高，并且操作方便、不产生有害气体，环保节能，设备投入少，既减轻了环境危害，又产生了经济效益，具有广泛的推广应用价值。
具体实施方式
以下对本发明涉及的从铜铁合金中回收金属铜的方法的具体实施方案进行详细地说明。
<实施例一>
量取35％的稀硝酸100升，加入自制的氧化反应池，称取10kg废弃金刚石刀头，破碎，过筛，再缓慢加入氧化反应池中，反应时收集氮氧化物尾气循环利用，待反应完成后过滤分离出金刚石，过滤所得的溶液测得Cu2+浓度为39.8g/L，搅拌下缓慢同时加入80％的水合肼3kg和30％的双氧水1.2kg，30min加入完毕，继续搅拌60min，静置20min，得到深红色铜泥，过滤，再加入含硫酸根浓度为1.8mol/L的硫酸溶液8L，50℃下搅拌50min，过滤、洗涤、干燥得纯铜粉4.02kg。
<实施例二>
量取50％的稀硝酸150升，加入自制的氧化反应池，称取30kg废弃金刚石刀头，破碎，过筛，再缓慢加入氧化反应池中，反应时收集氮氧化物尾气循环利用，待反应完成后过滤分离出金刚石，过滤所得的溶液测得Cu2+浓度为81.8g/L，搅拌下缓慢同时加入80％的水合肼10kg和30％的双氧水4kg，60min加入完毕，继续搅拌60min，静置20min，得到深红色铜泥，过滤，再加入含硫酸根浓度为2mol/L的硫酸溶液8L，70℃下搅拌40min，过滤、洗涤、干燥得纯铜粉12.3kg。
以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的从铜铁合金中回收金属铜的方法并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

Claims (4)

1.一种从铜铁合金中回收金属铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.原料预处理
将铜铁合金块经过适当破碎、筛分，得到原料粉末；
步骤2.化学处理
将原料粉末用氧化性酸处理，使铜铁单质转化成铜铁离子进入溶液，并过滤掉少量不溶物；
步骤3.化学还原
在室温下向含铜铁离子的混合溶液中缓慢加入水合肼和双氧水，并不断搅拌，加入水合肼完毕需继续室温搅拌1小时，静置，得到深红色的铜泥；
步骤4.除杂及铜的回收
将深红色的铜泥过滤，适当温度下酸浸泡洗涤，干燥得纯铜粉，
其中，在步骤3中，是在室温下同时加入体积比为5～10：2的80wt.％水合肼和30wt.％双氧水。
2.根据权利要求1所述的从铜铁合金中回收金属铜的方法，其特征在于：
其中，在步骤2中采用的氧化性酸为30wt.％～50wt.％的硝酸。
3.根据权利要求1所述的从铜铁合金中回收金属铜的方法，其特征在于：
其中，在步骤3中，80wt.％水合肼与混合溶液中Cu2+的质量比为1～2.5：3。
4.根据权利要求1所述的从铜铁合金中回收金属铜的方法，其特征在于：
其中，在步骤4中，酸浸泡洗涤温度为50～80℃，采用的酸为以硫酸根离子计的摩尔浓度为1～2mol/L的硫酸溶液，浸泡时间为30～60min。
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