CN109266844B - 一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法 - Google Patents

一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了冶金技术领域中的一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，包括以下步骤，步骤一、回转窑焙烧：将黄铁矿烧渣与氯化钙和氢氧化钙混合，置于转窑中通氧通氯焙烧，雾尘冷却洗涤后得到铅金银泥备用，湿液用铁屑置换后得到铜金银泥备用；步骤二、铜金银泥产铜：a、将步骤一产生的铜金银泥放入反射炉中煅烧氧化得到铜焙砂；向设第一反应釜中加入硫酸，反应后放料，真空吸滤得到硫酸铜液；向第二反应釜中放入硫酸铜液中，加入铁屑置换，得到滤饼，将滤饼滤去铁屑得到海绵铜泥，烘干为铜粉熔铸后得到铜锭。将铜从黄铁矿烧渣中分离出来，30万t黄铁矿烧渣可回收99.0％的铜錠810t，铜的收率可以达到89.1％，同时分离出来的金银泥还可以去分离出金银来。

Description

一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法。
背景技术
黄铁矿中主要矿物组成为：赤铁矿(包括磁赤铁矿)、磁铁矿，微量的褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等；脉石矿物主要是石英，少量或微量的云母、辉石等。黄铁矿浮选后会产生大量难处理低品位的含铅、含铜、含金、银铁矿，原矿经氧化焙烧脱硫、砷后所得烧渣中，铅含量为1～3g/t、铜含量为5～30g/t、金含量为1～8g/t、银30～90g/t，其中部分以单体或连体金的形式存在，部分以嵌布状态存在于氧化物、硅酸盐、硫化物中。黄铁矿烧渣是以黄铁矿为原料，经沸腾焙烧制酸后排出的工业废渣，经过高温焙烧后，烧渣中磁铁矿和赤铁矿与脉石之间多以连生体形式存在，磁铁矿、赤铁矿呈浸染状、蜂窝状被细小的脉石充填，这种复杂的连生结构严重影响精矿的选别，同时高温下，颗粒会结块而形成物理胶囊包裹金，降低金的提取效率。另外，残留的硫、砷对金的浸出也有不利的影响，而采用传统的氰化提取工艺，对环境有污染，且铜的回收率较低，也有采取电解方法的，但是由于黄铁矿烧渣的连生结构很复杂，在加上需要消耗大量的电力，因此电解方法已经不在适宜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，以解决现有技术采用氰化提金工艺对环境的污染。
本发明的一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，包括以下步骤，
步骤一、回转窑焙烧：将黄铁矿烧渣与氯化钙和消石灰混合，置于球磨机中磨细得到磨料，之后将磨料做成刚性球团，置于转窑中通氧通氯焙烧，焙球为铁矿供炼铁钢使用，排出烟气随焙球换热降温至400℃用水增湿得到雾尘和湿液，雾尘冷却洗涤后得到铅金银泥，湿液用铁屑置换后得到铜金银泥备用；
步骤二、铜金银泥产铜：a、将步骤一产生的铜金银泥放入反射炉中，通氧后在500～600℃下煅烧氧化6～8h得到铜焙砂；b、向设有搅拌轴的第一反应釜中加入质量分数10％硫酸，在搅拌中加入铜焙砂，保持60℃下反应4～6h，当pH值在6～6.5为反应终点，放料，真空吸滤得到金银泥和硫酸铜液；c、向设有搅拌轴的第二反应釜中放入硫酸铜液中，搅拌在40℃下加入铁屑置换，pH值在6～6.5时观测有铁屑残留时为止，真空吸滤，得到硫酸亚铁液和滤饼，将滤饼洗涤滤去铁屑得到海绵铜泥，海绵铜泥烘干为铜粉熔铸后得到铜锭。
本发明的工作原理：本发明的黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，是对黄铁矿烧渣进行处理，通过转窑焙烧连续作业，先将黄铁矿烧渣与氯化钙和氢氧化钙混合之后再经磨矿处理，使其达到细粒金的细度，打破黄铁矿烧渣的连生体形式，以便于后期的处理，之后将磨矿后的物质放入到圆盘造粒机中，做成刚性球团，在250℃干燥使其含水≤0.5％翻动焙烧，窑内的窑头温度＞1150℃，同时提供氧化和氯化环境转窑焙烧氯化，转窑的转速为0.5～1.5转/分，转动焙烧的时间为110～140分钟，得到烟气和焙球，焙球为成品铁球供炼铁使用，排出的烟气随焙球换热降温至400℃用水增湿得到烟雾烟尘和湿液，烟雾烟尘冷却洗涤电除雾后再冷却后沉淀浓缩后得到铅金银泥，湿液经石灰浆中和、铁屑置换后得到铜金银泥，液体经除铅、除铁沉锌后得到氯化钙晶液返回配料；
上述步骤得到的铜金银泥，其中铜金银泥中含铜的成分为Cu，1)第一反应：2Cu+O2-2CuO，将铜金银泥加进钢制料盒，推进用燃气燃烧间接加热的反射炉中，自然进风，通氧后铁扒齿翻动(人工或机器)保持料盒料500～600℃煅烧氧化6～8h得到铜焙砂；2)第二反应：CuO+H2SO4——CuSO4+H2O，向设有搅拌轴的第一反应釜中加入质量分数10％硫酸，在搅拌中加入铜焙砂，保持60℃下反应4～6h，当pH值在6～6.5为反应终点，放料，真空吸滤得到金银泥和硫酸铜液，金银泥用水洗涤供产银产金；第三反应，3)Fe+CuSO4-Cu↓+FeSO4，向设有搅拌轴的第二反应釜中加入硫酸铜液，搅拌在40℃下分次加入铁屑，控制pH值在6～6.5时，观测有铁屑残留时为止，真空吸滤，得到硫酸亚铁液和滤饼，将滤饼洗涤滤去铁屑得到海绵铜泥，海绵铜泥烘干为铜粉熔铸后得到铜锭。
本发明的有益效果：通过上述反应和操作步骤，将铜从黄铁矿烧渣中分离出来，30万t黄铁矿烧渣可回收99.0％的铜錠810t，铜的收率可以达到89.1％，相比现有技术的氰化提取工艺而言，产物中没有污染物生成，不会对环境造成污染，相比与电解方法而言，本发明通过磨矿打破连生结构，再采用的是化学方法分离提纯，其能耗更低，同时分离出来的金银泥还可以去分离出金银来。
进一步，所述步骤一中磨料85％的粒径小于0.043mm。磨料中85％的粒径是小于0.043mm，其目的是为了充分打破黄铁矿烧渣的连生体形式，分离出黄铁矿烧渣中的氧化物、硅酸盐和硫化物，以利于后期反应的顺利进行。
进一步，所述步骤一中刚性球团的粒径为10～15mm。将粉碎的磨料用来造粒，制成粒径为10～15mm的刚性球团，一来是为了便于通氯通氧反应，提高反应温度，二来也便于转窑搅拌时刚性球体之间的碰撞，加剧反应。
进一步，所述步骤二的铁屑在放入硫酸铜液中前，先使用碱洗水清洗去油。确保铁屑为无油铁屑，保证反应不受其他成分的干扰。
进一步，所述步骤二中的硫酸亚铁液蒸发、浓缩、结晶、风干后得到绿矾。反应副产绿矾FeSO4·7H2O。
附图说明
图1为本发明一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法中步骤一的流程示意图；
图2为本发明一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法中步骤二的流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
实施例1如图1和图2所示：黄铁矿烧渣回转窑提炼铅的方法，包括以下步骤：
步骤一、回转窑焙烧：通过转窑焙烧连续作业，先将黄铁矿烧渣与氯化钙和氢氧化钙混合之后再经磨矿处理，使其达到细粒金的细度，即磨料85％的粒径小于0.043mm，打破黄铁矿烧渣的连生体形式，以便于后期的处理，之后将磨矿后的物质放入到圆盘造粒机中，制成粒径为10～15mm的刚性球团，在250℃干燥使其含水≤0.5％翻动焙烧，窑内的窑头温度＞1150℃，同时提供氧化和氯化环境转窑焙烧氯化，转窑的转速为0.5～1.5转/分，转动焙烧的时间为110～140分钟，得到烟气和焙球，焙球为成品铁球供炼铁使用，排出的烟气随焙球换热降温至400℃用水增湿得到烟雾烟尘和湿液，烟雾烟尘冷却洗涤，气体电除雾脱硫后得到余酸铅盐雾其余尾气排空，溶液冷却后沉淀浓缩后过滤得到铅金银泥；湿液经石灰浆中和、铁屑置换后得到铜金银泥，置换后的液体经硫化钠除铅、漂白粉氯化除铁，碱中和沉锌后沉淀得到氢氧化锌泥，液体氯化钙晶液返回配料；
步骤二、铅金银泥产铜：取上述步骤得到的铜金银泥，其中铜金银泥中含铜的成分为Cu，1)第一反应：2Cu+O2-2CuO，将铜金银泥加进钢制料盒，推进用燃气燃烧间接加热的反射炉中，自然进风，每炉次耗O2：540m3，空气2600m3，通氧后铁扒齿翻动(人工或机器)保持料盒料600℃煅烧氧化8h得到3818.2kg的铜焙砂；2)第二反应：CuO+H2SO4——CuSO4+H2O，向设有搅拌轴的第一反应釜中加入质量分数10％硫酸11760kg，在搅拌中加入铜焙砂，铜焙砂分4次加入酸浸，每次954.6kg，保持60℃下反应6h，当pH值在6～6.5为反应终点，放料，真空吸滤得到13.31kg的金银泥和10164kg的硫酸铜液，金银泥用水洗涤供产银产金；第三反应，3)Fe+CuSO4-Cu↓+FeSO4，向设有搅拌轴的第二反应釜中加入硫酸铜液，搅拌在40℃下分次加入经碱洗水清洗的无油铁屑670kg铁屑，控制反应温度60℃，反应6h，pH值在6～6.5时，观测有铁屑残留时为止，真空吸滤，得到10454kg的硫酸亚铁液和滤饼，将滤饼洗涤滤去铁屑得到762kg海绵铜泥，四次海绵铜泥烘干为铜粉熔铸后得到3048kg的铜锭，4次硫酸亚铁液合并后得到7.48t。

Claims (5)

1.一种黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、回转窑焙烧：将黄铁矿烧渣与氯化钙和消石灰混合，置于球磨机中磨细得到磨料，之后将磨料做成刚性球团，置于转窑中通氧通氯焙烧，焙球为铁矿供炼铁钢使用，排出烟气随焙球换热降温至400℃用水增湿得到雾尘和湿液，雾尘冷却洗涤后得到铅金银泥，湿液用铁屑置换后得到铜金银泥备用；
步骤二、铜金银泥产铜：a、将步骤一产生的铜金银泥放入反射炉中，通氧后在500～600℃下煅烧氧化6～8h得到铜焙砂；b、向设有搅拌轴的第一反应釜中加入质量分数10％硫酸，在搅拌中加入铜焙砂，保持60℃下反应4～6h，当pH值在6～6.5为反应终点，放料，真空吸滤得到金银泥和硫酸铜液；c、向设有搅拌轴的第二反应釜中放入硫酸铜液中，搅拌在40℃下加入铁屑置换，pH值在6～6.5时观测有铁屑残留时为止，真空吸滤，得到硫酸亚铁液和滤饼，将滤饼洗涤滤去铁屑得到海绵铜泥，海绵铜泥烘干为铜粉熔铸后得到铜锭。
2.根据权利要求1所述的黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，其特征在于：所述步骤一中磨料85％的粒径小于0.043mm。
3.根据权利要求2所述的黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，其特征在于：所述步骤一中，刚性球团的粒径为10～15mm。
4.根据权利要求1～3任一所述的黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，其特征在于：所述步骤二的铁屑在放入硫酸铜液中前，先使用碱洗水清洗去油。
5.根据权利要求4所述的黄铁矿烧渣回转窑提炼铜的方法，其特征在于：所述步骤二中的硫酸亚铁液蒸发、浓缩、结晶、风干后得到绿矾。
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