CN110983062B - 一种含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法。加入含有少量NaCl的硫酸溶液浸出后进行固液分离得到浸出液和浸出渣；浸出液回收铜，浸出渣采用盐酸浸出溶解，浸出完成后进行固液分离得到铋浸出液和铋浸出渣；铋浸出液加入NaOH或Na2CO3水解沉铋，得到BiOCl用于后续铋的冶炼，铋浸出渣返回火法冶炼工序综合回收包括铅、银在内的金属。本发明解决了含铜铋渣常规湿法冶炼过程中，因铋、铜同时浸出所造成的BiOCl中铜含量过高的问题。

Description

一种含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法
技术领域
本发明涉及含铜铋物料的综合回收方法，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
在铅阳极泥火法冶炼综合回收领域，由于铜、铋主要富集于分银炉后期渣中，对该部分含铜铋物料综合处理是实现有价元素综合回收的关键；目前该类含铜铋物料的处理工艺可大致分为火法和湿法两大种类，其中湿法冶炼工艺占据主导地位。
作为现有技术的含铜铋物料湿法冶炼工艺，主要采用盐酸对其进行浸出，将铋和铜同时溶解进入浸出液中，而后采用NaOH中和，使溶液中的铋水解生成BiOCl，经过滤洗涤后送至冶炼回收得到粗铋；NaOH中和水解后液体可采用置换工艺回收铜；浸出过程产生的尾渣返回火法冶炼流程综合回收铅、银等有价元素。
现有含铜铋物料湿法冶炼工艺是将铋和铜同时溶解，因此后续加入NaOH中和水解时，由于加药点pH值过高，极易生成大量Cu(OH)2，并进入BiOCl沉淀中导致铋产品中铜含量较高，影响产品品质和后续冶炼回收。而采用H2SO4直接浸出含铜铋物料时，由于物料为火法熔炼过程产生的冶炼渣，其中各元素间嵌布、包裹或固溶比例较高，而含铋相不与硫酸反应，因此最终造成铜的浸出率过低；后续盐酸浸铋过程中，液相中仍含有大量铜；因此这些方法无法从根本上解决BiOCl产品中铜含量偏高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种简单、高效的含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，通过优先浸铜，从而避免后续铋回收过程中的铜污染问题。
本发明的技术方案如下：
一种含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）、对含铜铋物料进行破碎，磨矿并过筛；
（2）、加入含有NaCl的稀硫酸浸出，浸出完成后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣；
其中含有NaCl的稀硫酸中NaCl浓度为10~25g/L；浸出反应温度60~90℃；通过周期性补充稀硫酸，控制浸出终点pH值在2.0~5.0范围内；
（3）、步骤（2）得到的浸出液回收铜；步骤（2）得到的浸出渣采用盐酸浸出溶解，浸出完成后进行固液分离，得到铋浸出液和铋浸出渣；
（4）、步骤（3）得到的铋浸出液加入NaOH或Na2CO3水解沉铋，得到BiOCl用于后续铋的冶炼；步骤（3）得到的铋浸出渣返回火法冶炼工序综合回收包括铅、银在内的金属。
优选地，步骤（2）得到的浸出液采用置换或电积工艺冶炼回收铜。
优选地，步骤（2）浸出终点pH值为3.0~4.0，浸出温度70~80℃，浸出反应时间0.5~2h；含有NaCl的硫酸溶液用量与含铜铋物料之间体积质量比为（4~5）L:1Kg。
优选地，步骤（3）中盐酸的浓度为3~6mol/L，浸出温度60~90℃，通过控制盐酸用量并加入NaOH溶液调节浸出终点pH值在0.1~0.6范围内，浸出反应时间0.5~2h。
优选地，步骤（2）体系如果pH值大于上限值，用NaOH溶液调节。
优选地，步骤（1）中含铜铋物料来自于铅阳极泥火法冶炼过程产生的含铜铋物料，其铜含量5%~30%，铋含量10%~50%。
优选地，所用的稀硫酸浓度为50~200g/L。
本发明的积极效果在于：本发明利用含有少量NaCl的硫酸溶液对含铜铋物料进行浸出，由于溶液中特定比例NaCl的加入，浸出时物料中的铋最终以BiOCl的形式存在；与直接使用H2SO4浸出相比，本发明所采用的方法可以使物料中的铋氧化物发生分解和转型，因此对铋氧化物包裹（固溶）的铜元素也可起到良好的浸出效果，所以采用本方法能够获得更高的铜浸出率；浸出渣中铜含量低于1%，更有利于后续铋的回收提纯。硫酸浸出完成后，铜进入液相中，而铋以BiOCl的形式残留于浸出渣中；通过简单的过滤洗涤工艺即可实现铋和铜的分离。对渣中的铋采用盐酸浸出，使其与其它杂质分离，盐酸浸出液仍采用水解中和工艺处理，获得纯度较高的BiOCl。由于盐酸浸出液中铜含量极低，因此所得产品杂质元素含量低，无需额外增设洗涤工序。
本发明通过大量试验对NaCl用量、浸出终点pH值以及温度等因素对含铜铋物料的浸出效果进行了详细的考察，确定了最佳药剂条件；采用本发明工艺处理后，物料中铜和铋的回收率均可达到97%以上，所得BiOCl中的铜含量低于0.2%。本发明工艺简单、铜铋分离效果更佳、回收率更高。
具体实施方式
实施例1
（1）、对铅阳极泥火法冶炼过程产生的含铜铋物料进行破碎、磨矿，然后筛分至100目以下。
（2）、称取筛分后物料160g，加入NaCl浓度为20g/L的硫酸溶液800ml，初始硫酸浓度100g/L；加热至70℃浸出反应2h，浸出过程中检测pH值变化，通过周期性补充稀硫酸溶液调节浸出终点pH值为3.0左右；浸出完成后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣。
经检测：浸出渣铜含量为0.75%，铜浸出率为98.13%；浸出液铋含量低于1g/L。
（3）、步骤（2）得到的浸出液经过铜含量测定后采用铁粉置换回收铜，铁粉用量为理论量的1.1倍。
（4）、步骤（2）得到的浸出渣采用4mol/L盐酸溶液700ml浸出，浸出时间2h，浸出温度70℃，测得浸出终点pH值为0.27；浸出完成后进行固液分离，得到铋浸出液和铋浸出渣；
（5）、步骤（4）得到的铋浸出液处理步骤：加入NaOH调节浸出液pH值为2.7水解沉铋，得到BiOCl；
经检测：所得BiOCl中铜含量为0.14%，铋的回收率达到97.12%。
（6）、步骤（4）得到的铋浸出渣返回火法冶炼工序综合回收包括铅、银在内的金属。
实施例2
（1）、对铅阳极泥火法冶炼过程产生的含铜铋物料进行破碎、磨矿，然后筛分至100目以下。
（2）、称取筛分后物料160g，加入NaCl浓度为25g/L的硫酸溶液700ml，初始硫酸浓度100g/L；加热至80℃浸出反应2h，浸出过程中检测pH值变化，通过周期性补充稀硫酸溶液调节浸出终点pH值为4.0左右；浸出完成后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣。
经检测：浸出渣铜含量为0.66%，铜浸出率为98.81%；浸出液铋含量低于1g/L。
（3）、步骤（2）得到的浸出液采用过量铁粉置换回收铜。
（4）、步骤（2）得到的浸出渣采用4mol/L盐酸溶液800ml浸出，浸出时间2h，浸出温度80℃，测得浸出终点pH值为0.12；浸出完成后进行固液分离，得到铋浸出液和铋浸出渣；
（5）、步骤（4）得到的铋浸出液处理步骤：加入NaOH调节浸出液pH值为2.7水解沉铋，得到BiOCl；
经检测：所得BiOCl中铜含量为0.17%，铋的回收率达到97.84%。
（6）、步骤（4）得到的铋浸出渣返回火法冶炼工序综合回收包括铅、银在内的金属。
对比例1
本对比例是与实施例1的对比实验，与实施例一操作的不同在于步骤（2）硫酸溶液中NaCl浓度为50 g/L，实验所得浸出液中铋含量达到5.76g/L；说明如果酸溶液中NaCl浓度过高，则浸铜过程中铋也会发生溶解进入浸出液，从而影响后续水解沉铋过程。
对比例2
本对比例是与实施例1的对比实验，与实施例一操作的不同在于步骤（2）硫酸溶液中NaCl浓度为2g/L，实验所得浸出渣中铜含量为8.16%，铜浸出率不足50%；说明如果酸溶液中NaCl浓度过低，则铜无法得到充分的浸出。
对比例3
本对比例是与实施例1的对比实验，与实施例一操作的不同在于步骤（2）硫酸溶液中未加入NaCl，实验所得浸出渣中铜含量为10.16%，铜浸出率仅为40%左右；说明如果硫酸溶液中不含NaCl，则铜的浸出效果将进一步降低。

Claims (7)

1.一种含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）、对含铜铋物料进行破碎，磨矿并过筛；
（2）、加入含有NaCl的稀硫酸浸出，浸出完成后进行固液分离，得到浸出液和浸出渣；
其中含有NaCl的稀硫酸中NaCl浓度为10~25g/L；浸出反应温度60~90℃；通过周期性补充稀硫酸，控制浸出终点pH值在2.0~5.0范围内；
（3）、步骤（2）得到的浸出液回收铜；步骤（2）得到的浸出渣采用盐酸浸出溶解，浸出完成后进行固液分离，得到铋浸出液和铋浸出渣；
（4）、步骤（3）得到的铋浸出液加入NaOH或Na2CO3水解沉铋，得到BiOCl用于后续铋的冶炼；步骤（3）得到的铋浸出渣返回火法冶炼工序综合回收包括铅、银在内的金属。
2.根据权利要求1所述的含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，其特征在于：步骤（2）得到的浸出液采用置换或电积工艺冶炼回收铜。
3.根据权利要求1所述的含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，其特征在于：步骤（2）浸出终点pH值为3.0~4.0，浸出温度70~80℃，浸出反应时间0.5~2h；含有NaCl的硫酸溶液用量与含铜铋物料之间体积质量比为（4~5）L:1Kg。
4.根据权利要求1所述的含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，其特征在于：步骤（3）中盐酸的浓度为3~6mol/L，浸出温度60~90℃，通过控制盐酸用量并加入NaOH溶液调节浸出终点pH值在0.1~0.6范围内，浸出反应时间0.5~2h。
5.根据权利要求1或2或3所述的含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，其特征在于：步骤（2）体系如果pH值大于上限值，用NaOH溶液调节。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，其特征在于：步骤（1）中含铜铋物料来自于铅阳极泥火法冶炼过程产生的含铜铋物料，其铜含量5%~30%，铋含量10%~50%。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的含铜铋物料湿法冶炼优先提铜的综合回收方法，其特征在于：所用的稀硫酸浓度为50~200g/L。
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