CN109457121A - 一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，通过将铅冰铜和硫化钠混合后加热使得铅冰铜中的硫化铜充分溶解到硫化钠熔体中，冷却后得到分层的冷却熔体，上层为硫化钠和硫化铜的混合物料；下层为硫化铅物料，可返回铅冶炼流程；所得的上层混合物料进行破碎，经风力分选后得到硫化钠固体和硫化铜固体，所得的硫化铜固体可用作铜冶炼的原料，硫化钠固体则可返回系统用于铅冰铜中硫化铜的熔融萃取。本发明的工艺流程短，操作简单，仅用硫化钠作为高温萃取剂，整个过程中没有化学反应的发生，因此也没有“三废”的产生，最终的产物硫化铜、硫化铅分别用作铜和铅的冶炼原料，有价金属没有损失，硫化钠再生后可继续返回用于硫化铜的高温萃取。

Description

一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法
技术领域
本发明属于提取冶金领域，具体来说，涉及一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法。
背景技术
铅冰铜是火法炼铅过程产出的一种含铅和铜硫化物的副产品，是PbS、Cu2S、FeS及少量ZnS的共熔体。由于原料成分和操作制度不同，炼铅各工序所产铅冰铜成分波动范围很大，铅和铜的含量分别在10％～20％和20％～50％之间波动。铅冰铜的处理工艺可分为湿法和火法两大类。湿法工艺主要有氧压酸浸和氧压碱浸等。氧压酸浸法能较好地实现铜与铅的分离，但该工艺需在高温高压环境中进行，且酸性溶液对设备要求高，难以进行大规模工业化运用；氧压碱浸法虽可降低设备材质的耐腐蚀要求，但氢氧化钠的用量大，且后续的电解槽铜板会析出碱渣带入的硫酸钠，对电解过程的电流效率和能耗影响很大。因此，目前铅冰铜在大型有色冶金企业中通常采用火法冶金工艺进行处理，将铅冰铜在转炉中进行吹炼得到粗铜，进一步电解精炼得到阴极铜。但该方法工艺流程长、操作成本高、金属回收率低、环境污染严重。
发明内容
针对现有铅冰铜处理工艺中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，以熔融态的铅冰铜为处理对象，采用熔融萃取的方法实现铅冰铜中铜和铅的高效分离，再采用风力分选实现高温萃取剂的再生。本方法流程简短，有价金属回收率高，三废排放少，环境友好，实际运行安全可靠。
实现本发明上述目的的技术方案为：
一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，将铅冰铜和硫化钠混合后加热使得铅冰铜中的硫化铜充分溶解到硫化钠熔体中，冷却后得到分层的冷却熔体，上层为硫化钠和硫化铜的混合物料；下层为硫化铅物料，可返回铅冶炼流程。
优选的，所得的上层混合物料进行破碎，经风力分选后得到硫化钠固体和硫化铜固体，所得的硫化铜固体可用作铜冶炼的原料，硫化钠固体则可返回系统用于铅冰铜中硫化铜的高温萃取。
优选的，所述铅冰铜和硫化钠的重量比为1:1～5。本发明添加的硫化钠量，既可以保证铅冰铜中的硫化铜较好的溶解在硫化钠中，同时可避免硫化钠量过高而造成原料浪费，并降低回收工艺的能耗。
优选的，所述加热温度至少为1000℃，保温时间1～5h；优选为1000～1200℃。本发明中温度越高熔体的粘度越好，分层的效果也越好，更有利于铜和铅的分离。但温度越高，能耗就越高。在保证本发明分离效果的前提下，优选采用1000～1200℃，既节省了能耗，又保证了分离效果。
优选的，所述上层混合物料破碎后磨细至小于100目进行风力分选，以实现硫化钠固体和硫化铜固体的分离。
优选的，经所述方法处理后，所述硫化铅物料中的铜含量为0.5～1wt％，硫化铜固体中铅的含量为1.5～2.5wt％。
本发明基于熔融状态下的硫化铜和硫化铅在硫化钠中溶解度的差异，以密度小的硫化钠为熔融萃取剂来实现铅冰铜中的铜铅分离。由于硫化铜在硫化钠中溶解度很大，而硫化铅在其中的溶解度很小，因此在熔融状态下可使铅冰铜中的硫化铜溶解在硫化钠中，并基于密度差使得硫化铜跟随硫化钠上浮，从而更好的实现硫化铜和硫化铅的有效分离。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明以硫化钠为萃取剂，采用纯物理的高温熔融萃取方法先将铅冰铜和硫化钠萃取剂加热熔融，然后利用硫化钠对硫化铜进行萃取，从而实现铅冰铜中的铜和铅的高效分离。本发明的工艺流程短，操作简单，仅用硫化钠作为高温萃取剂，整个过程中没有化学反应的发生，因此也没有“三废”的产生，最终的产物硫化铜、硫化铅分别用作铜和铅的冶炼原料，有价金属没有损失，硫化钠再生后可继续返回用于铅冰铜中硫化铜的高温萃取。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定于本发明。
实施例1
本实施例所用的铅冰铜成分如下：
组分 Cu Pb Fe S
含量(wt％) 22.3 16.7 28.4 16.4
(1)将铅冰铜和硫化钠按重量比1:1混合后加热到1200℃，保温5h，使铅冰铜中的硫化铜充分溶解到硫化钠熔体中，冷却后得到分层的冷却熔体，上层为比重较小的硫化钠和硫化铜的混合物料，下层为硫化铅物料；
(2)将步骤(1)所得的冷却熔体进行分离，所得的下层硫化铅物料中铜含量为0.7wt％，返回铅冶炼流程进行处理；所得的上层混合物料进行破碎细磨至小于100目，经水平气流分选机分选后得到比重较小的硫化钠固体和比重较大的硫化铜固体，所得的硫化铜固体中铅含量为1.8wt％，可用作铜冶炼的原料；硫化钠固体则可返回步骤(1)用于铅冰铜中硫化铜的高温萃取。
实施例2
本实施例所用的铅冰铜成分如下：
组分 Cu Pb Fe S
含量(wt％) 22.3 16.7 28.4 16.4
(1)将铅冰铜和硫化钠按重量比1:3混合后加热到1200℃，保温1h，使得铅冰铜中的硫化铜充分溶解到硫化钠熔体中，冷却后得到分层的冷却熔体，上层为比重较小的硫化钠和硫化铜的混合物料，下层为硫化铅物料；
(2)将步骤(1)所得的冷却熔体进行分离，所得的下层硫化铅物料中铜含量为0.5wt％，可返回铅冶炼流程进行处理；所得的上层混合物料进行破碎细磨至小于120目，经水平气流分选机分选后得到比重较小的硫化钠固体和比重较大的硫化铜固体，所得的硫化铜固体中铅含量为2wt％，可用作铜冶炼的原料，硫化钠固体则可返回步骤(1)用于铅冰铜中硫化铜的高温萃取。
实施例3
本实施例所用的铅冰铜成分如下：
组分 Cu Pb Fe S
含量(wt％) 13.3 47.6 12.5 16.3
(1)将铅冰铜和硫化钠按重量比1:5混合后加热到1000℃，保温5h，使得铅冰铜中的硫化铜充分溶解到硫化钠熔体中，冷却后得到分层的冷却熔体，上层为比重较小的硫化钠和硫化铜的混合物料，下层为硫化铅物料；
(2)将步骤(1)所得的冷却熔体进行分离，所得的下层硫化铅物料中铜含量为1wt％，可返回铅冶炼流程进行处理；所得的上层混合物料进行破碎细磨至小于140目，经水平气流分选机分选后得到比重较小的硫化钠固体和比重较大的硫化铜固体，所得的硫化铜固体中铅含量为2.5wt％，可用作铜冶炼的原料，硫化钠固体则可返回步骤(1)用于铅冰铜中硫化铜的高温萃取。

Claims (8)

1.一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，其特征在于：将铅冰铜和硫化钠混合后加热使得铅冰铜中的硫化铜充分溶解到硫化钠熔体中，冷却后得到分层的冷却熔体，上层为硫化钠和硫化铜的混合物料；下层为硫化铅物料，可返回铅冶炼流程。
2.根据权利要求1所述的一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，其特征在于：所得的上层混合物料进行破碎，经风力分选后得到硫化钠固体和硫化铜固体，所得的硫化铜固体可用作铜冶炼的原料，硫化钠固体则可返回系统用于铅冰铜中硫化铜的熔融萃取。
3.根据权利要求1所述的一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，其特征在于：所述铅冰铜和硫化钠的重量比为1：1～5。
4.根据权利要求1所述的一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，其特征在于：所述加热温度至少为1000℃。
5.根据权利要求4所述的一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，其特征在于：所述加热温度为1000～1200℃。
6.根据权利要求2所述的一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，其特征在于：所述上层混合物料破碎后磨细至小于100目进行风力分选。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，其特征在于：所述铅冰铜为火法炼铅的副产品，其主要化学元素为铜、铅、铁、硫。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种熔融萃取分离铅冰铜中铜和铅的方法，其特征在于：经所述方法处理后，所述硫化铅物料中的铜含量为0.5～1wt％，硫化铜固体中铅的含量为1.5～2.5wt％。
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黄礼煌著: "《贵金属提取新技术》", 30 November 2016, 冶金工业出版社 *

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