CN114835292A - 一种从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，用碱性物质调节铜湿法冶炼尾水pH值≥5.0，然后根据尾水中的铜含量加入相应的超稳矿化材料，利用超稳矿化材料的氢氧根吸附、同晶取代以及硫酸根存在下的协同沉淀等原理的共同作用，实现了简易步骤下废水中铜的去除及沉淀中铜的富集。通过搅拌、沉降含铜固体，上清液满足废水排放要求，可溢流排放，沉降固体过滤干燥，得到含铜、钙、铝、镁的化合物，其，作为铜冶炼原料与铜精矿混合后火法冶炼回收其中的铜。本发明在废水处理的基础上实现了铜的回收利用，处理后的废水指标满足环保排放要求，同时铜的一次富集回收率达90％以上，方法简单，可操作性强，能够实现工业化生产。

Description

一种从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法
技术领域
本发明涉及有金属回收技术领域，尤其涉及一种从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法。
背景技术
受供求关系的影响，近年来铜价日趋走高，使得对铜的高效回收利用也越来越受到企业的重视。同时因铜离子流失到环境中会对人体及作物造成巨大的危害，铜也被列为重点监控的重金属离子之一，对企业的排放标准有明确要求，《铅锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)和《铜、钴、镍工业污染物排放标准》(GB25467-2010)中规定铜的排放限值不能超过0.5mg/L，《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅰ类水对铜的限值是不超过0.01mg/L，因此对铜废水处理及铜回收至关重要。
铜湿法冶炼尾水中铜的含量在0.3～1g/L，低浓度含铜导致铜的回收利用增加了难度。行业内通常采用硫化沉铜、树脂吸附富集、萃取富集等方法，硫化沉铜指的是在尾水中加入硫化钠，反应生成硫化铜以达到回收的效果，该方法简便快捷，但因尾水pH值较低，硫化钠在酸性条件下反应生成硫化氢，存在安全隐患，铜的回收率在92.2％；而树脂吸附富集、萃取富集等工艺技术，树脂吸附回收率在90.6％，解析率在80.2％，萃取工艺萃取率在93.2％，反萃率在82％，需采用大量的树脂和萃取剂，工艺繁琐且运行成本较高，处理低浓度含铜物料不具有经济优势
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、经济环保、回收率高、安全性高、稳定性好的从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，其特征在于：回收过程按以下步骤进行，
A、量取铜湿法冶炼尾水并测定其中的铜含量，用碱调节pH值≥5.0，根据铜含量加入超稳矿化剂材料，然后依次经过搅拌、沉降、过滤、滤料干燥，得富集铜产品；
B、将步骤A得到的富集铜产品与铜精矿混合配料，按质量计，配料比为铜精矿：富集铜产品＝2～2.5:1，混合后送入铜火法冶炼系统，回收其中的铜。
在步骤A中，铜湿法冶炼尾水是针对氧化铜矿用硫酸浸出处理后留在溶液中未被回收的硫酸铜溶液，其含铜量为0.1g/L～5g/L之间。
在步骤A中，用于调节pH值的碱为不增加铜溶解度即可提高pH的碱性物质，比如氢氧化钠或氢氧化钾，等等。
在步骤A中，所述超稳矿化剂材料为水滑石，其加入的量为含铜总量的3～6倍，搅拌混合时间为0.5h～6h，搅拌速率为50r/min～300r/min。
在步骤A中分别进行层板上铜与镁或和钙的同晶取代反应、硫酸根取代层间氯离子反应、硫酸钙的沉淀反应、氢氧根与铜离子的结合与硫酸根形成共沉淀反应，具体为：镁钙铝水滑石中的钙离子游离出来与硫酸根结合，形成硫酸钙沉淀，同时有铜离子补充空位，氢氧根离子与铜硫酸根形成碱式硫酸铜沉淀，使得铜离子从溶液中沉降析出，得到富集。
步骤A中所得的富集铜产品为含铜、钙、铝、镁的化合物，其中铜的含量为13％～25％。
本发明利用超稳矿化材料为处理剂，对铜湿法冶炼尾水进行处理，主要涉及如下反应：1、铜离子与镁离子或钙离子进行取代反应，铜离子进入水滑石层板上，形成新的水滑石；2、硫酸根离子取代层间氯离子进入层板间；3、硫酸钙溶解度很小，在大量硫酸根存在时，游离出的钙离子与硫酸根生成硫酸钙沉淀；4、大量羟基与铜结合形成氢氧化铜或碱式硫酸铜沉淀。多种反应机理共同作用，处理后废水中的铜含量满足相关国标要求，同时所得滤渣又可作为铜火法冶炼的原料，达到了环境保护与废弃资源利用的双重收益。并且此方法简单，流程短，效果好，铜回收率高，可工业化程度高。
如此使得本发明具有以下技术优势：
1)、采用超稳矿化材料回收铜湿法冶炼尾水中的铜，是利用超稳矿化材料中存在多个氢氧根可与铜离子快速结合，具有良好的稳定性，且回收率较高，根据试验表明，铜的回收率可达90％以上，远高于其他回收富集工艺；
2)、采用本发明方法富集得到的铜产品，其赋存状态主要以氧化铜、硫酸铜等形式存在，其含量为13％～25％，可与铜精矿混合配料后采用传统火法工艺即可回收其中的铜；同时，富集得到的铜产品中含有钙、铝等碱性金属元素，有利于火法熔炼三元渣系渣型的调控；
3)、采用本发明处理铜湿法冶炼尾水工艺，用超稳矿化材料替代硫化钠药剂，杜绝了硫化氢的污染和安全隐患。并且该工艺具有良好的节能性、环保型、经济性等特点。
附图说明
图1为本发明处理工艺流程图；
图2为实施例1中干燥富集铜滤料的XRD图。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
量取含铜0.3g/L的硫酸铜溶液1L，加入1.8g水滑石作为超稳矿化剂，以150r/min的转速搅拌5h，过滤干燥，其中滤液中含铜为0.14mg/L，得干燥富集铜滤料1.76g，其中铜品位为16.96％，铜回收率为99.50％。将得到的富集铜滤料与铜精矿混合配料，按质量计，配料比为铜精矿：富集铜产品＝2:1，混合后送入铜火法冶炼系统回收铜，铜的总回收率可达到97.25％。
实施例2
量取含铜1.0g/L的硫酸铜溶液1L，加入4.0g水滑石作为超稳矿化剂，以100r/min的转速搅拌1h，过滤干燥，其中滤液中含铜为0.45mg/L，得干燥富集铜滤料5.17g，其中铜品位为19.12％，铜回收率为98.85％。将得到的富集铜滤料与铜精矿混合配料，按质量计，配料比为铜精矿：富集铜产品＝2.3:1，混合后送入铜火法冶炼系统回收铜，铜的总回收率可达到97.15％。
实施例3
量取含铜3.0g/L的硫酸铜溶液1L，加入9.0g水滑石作为超稳矿化剂，以250r/min的转速搅拌3h，过滤干燥，其中滤液中含铜为0.49mg/L，得干燥富集铜滤料12.05g，其中铜品位为23.77％，铜回收率为95.47％。将得到的富集铜滤料与铜精矿混合配料，按质量计，配料比为铜精矿：富集铜产品＝2.5:1，混合后送入铜火法冶炼系统回收铜，铜的总回收率可达到97.12％。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，其特征在于：回收过程按以下步骤进行，
A、量取铜湿法冶炼尾水并测定其中的铜含量，用碱调节pH值≥5.0，根据铜含量加入超稳矿化剂材料，然后依次经过搅拌、沉降、过滤、滤料干燥，得富集铜产品；
B、将步骤A得到的富集铜产品与铜精矿混合配料，按质量计，配料比为铜精矿：富集铜产品＝2～2.5:1，混合后送入铜火法冶炼系统，回收其中的铜。
2.根据权利要求1所述的从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，其特征在于：在步骤A中，铜湿法冶炼尾水是针对氧化铜矿用硫酸浸出处理后留在溶液中未被回收的硫酸铜溶液，其含铜量为0.1g/L～5g/L之间。
3.根据权利要求1所述的从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，其特征在于：在步骤A中，用于调节pH值的碱为不增加铜溶解度即可提高pH的碱性物质。
4.根据权利要求3所述的从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，其特征在于：所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，其特征在于：在步骤A中，所述超稳矿化剂材料为水滑石，其加入的量为含铜总量的3～6倍，搅拌混合时间为0.5h～6h，搅拌速率为50r/min～300r/min。
6.根据权利要求5所述的从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，其特征在于：在步骤A中，镁钙铝水滑石中的钙离子游离出来与硫酸根结合，形成硫酸钙沉淀，同时有铜离子补充空位，氢氧根离子与铜硫酸根形成碱式硫酸铜沉淀，使得铜离子从溶液中沉降析出，得到富集。
7.根据权利要求1所述的从铜湿法冶炼尾水中回收铜的废水处理方法，其特征在于：步骤A中所得的富集铜产品为含铜、钙、铝、镁的化合物，其中铜的含量为13％～25％。
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