CN1189541A - 从金铜矿中提取铜铁金银硫的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从金铜矿中提取铜铁金银硫的方法,主要包括用FeCl3浸出金铜矿,用隔膜电解法从浸出液中回收铜,用隔膜电解法生产铁和三氯化铁的再生,从浸出渣中回收硫磺,由铜渣中提取黄金和回收银等工艺过程,此种方法克服了火法炼铜工艺流程长、投资大、技术要求高等中小矿山和工厂难以承受的缺点,避免了制酸过程,实现了铜铁金银硫等有价元素的综合提取,投资省、见效快,特别适用于中小矿山。

Description

从金铜矿中提取铜铁金银硫的方法
本发明属于有色金属冶金工艺。
现有的金铜矿或硫化铜矿的处理方法主要有两种。一是采用火法炼铜工艺。该方法主要过程包括：冰铜熔炼，转炉吹炼，火法精炼及铜的电解精炼而得到纯铜。矿中的金、银首先富集到粗铜中，而后又富集到铜电解的阳极泥中，最后再处理阳极泥，炼得金和银。处理阳极泥又包括硫酸化熔烧、还原熔炼，氧化精炼及电解等过程。此外，在炼铜工艺过程中还包括收尘和制酸工艺过程。这种方法流程长，总投资大，技术要求高，只适合于大规模的工艺生产。一般中小矿山和工厂难以承受。面且矿中的铁在处理过程进入渣中，难以回收。现有技术中的另一种方法就是湿法炼铜。该方法是采用沸腾熔烧将硫化铜矿中的铜转化为硫酸铜或氧化铜，而后对焙烧矿进行稀硫酸浸出，将铜溶解。浸出液再经净化和电沉积，生产电解铜。焙烧时产生的二氧化硫烟气也需收尘、净化并制成硫酸。如浸出渣中含有金和银，需进一步处理浸出渣提取金和银。这种方法的缺点是电耗较高，铜的回收率较低，金银在焙烧过程中有一定的损失，与火法炼铜相比成本较高，金银回收率较低，方法中也有收尘及制酸，对环境的污染较难克服，原料中的铁也难以回收。
本发明的目的在于提供一种避免制酸过程，综合提取铜铁金银硫等有价元素的方法。
本发明的内容主要包括：用三氯化铁浸出金铜矿，隔膜电解法生产铜，电解生产铁及三氯化铁再生，从浸出渣中回收硫磺，再由脱硫渣提取黄金，以及银的回收等工艺过程、整个工艺过程如附图所示。
附图为金铜矿处理工艺流程图。
将铜精矿磨至200～320目粒度后，首先用三氯化铁浸出金铜矿，浸出以后进行过滤得到浸出液和浸出渣两部分。将浸出液用铜置换，并进行过滤，铜置换后得到银粉和含铜的置换后液，银粉待进一步精炼得到银锭。而将含铜的置换后液输入铜隔膜电解槽进行电解，在阴极上得到铜粉，此外，将电解后的阳极液返回到三氯化铁浸出槽中，将电解后的阴极液用铁置换并进行过滤又得到少量的铜粉，这样就完成了提铜的过程；将用铁置换后的溶液导入铁隔膜电解槽，通过隔膜电解在阴极可得到纯铁，同时将铁隔膜电解后的阴极液(FeCl2)导入阳极室，而将阳极液返回到铜隔膜电解槽的阳极室，这样就完成了提铁的过程。同时实现了三氯化铁的再生。金铜矿经过三氯化铁浸出后的浸出渣中含硫和金、银，首先从渣中提硫，然后再提金、银。
下面分步详细叙述本发明的内容。
金铜矿的三氯化铁浸出是利用三氯化铁在酸性溶液中离解出Fe3+离子来氧化黄铜矿。由于Fe3+/Fe2+的平衡电位波动在0.77伏左右，而黄铜矿CuFeS2溶解成Cu2+，Fe2+和S0的电位为0.41伏左右，硫化铜矿CuS溶解的电位在0.59伏左右。因此控制适当的条件，Fe3+可成为CuS和CuFeS2的良好氧化剂，将CuFeS2和CuS中的S2-氧化成S0，从而使Cu2+和Fe2+溶解进入溶液、三氯化铁浸出硫化铜矿的反应如下式：
            
其工艺条件是铜精矿的粒度为200～320目，浸出过程在酸性液中进行，PH值为1，三氯化铁的加入量为Fe3+的浓度是含铜量的4～4.5倍，液固比为4～5，温度在90～95℃，浸出时间为3～4小时，在浸出槽中进行。铜精矿经过用三氯化铁在上面的条件下浸出后铜的浸出率可达95～98％，黄铜矿(CuFeS2)中的铁溶解95～98％，硫转为元素硫。
采用隔膜电解法从浸出液中回收铜，以石墨板或镀膜钛板为阳极，以铜板或不锈钢板作阴极，用阴离子交换膜作隔膜材料，将阴、阳极分开。将含铜液加入阴极区，由于Cu2+/Cu电位较高，在通直流电时，阴极上析出铜；在阳极区加入脱铜后液，溶液中的Fe2+在阳极室被氧化成Fe3+，结果FeCl3得到再生。隔膜电解的工艺条件为：电流密度250～300A/m2，电解温度为40～60℃，槽电压为1.65～2.2伏，在PH值为1～2的弱酸性溶液中进行。
此种隔膜电解法提铜阴极电流效率为85～94％；阳极电流效率可达97～99％，电能消耗为每吨铜耗电1770～2300度。
隔膜电解法生产铁和三氯化铁的再生循环使用也是本发明的重要内容。在浸出时，溶解1摩尔黄铜矿，相当于溶进溶液中1摩尔Cu2+和1摩尔Fe2+，而需消耗4摩尔FeCl3，其余2摩尔FeCl3消耗在溶解铁上。在隔膜电解铜时，析出1摩尔铜，在阳极有2摩尔的FeCl3得到再生。因此仍有2摩尔的FeCl3需要再生。以满足FeCl3的循环使用。
采用隔膜电解生产高纯铁来回收浸出时溶解的Fe2+。同时在阳极氧化再生其余的FeCl3。以石墨板或涂层钛板为阳极，以不锈钢板为阴极，以阴离子交换膜为隔膜材料将阴、阳极分开。将脱铜后的FeCl2溶液送入阴极室，在直流电的作用下，于阴极析出高纯铁，在阳极室送入需再生的FeCl2溶液，Fe2+被氧化成Fe3+，使FeCl3得到再生。高纯铁可进一步加工成粉末冶金需要的铁粉或磁性铁粉。采用阴离子隔膜电解再生FeCl3的工艺条件：电流密度为250～300A/m2，温度为40℃～60℃。电解液PH值为1，阳极析出Fe的电流效率为90～95％，阳极Fe2+氧化为Fe3+的电流效率达97～99％，生产每吨铁的电耗为2100～2500℃。
从浸出渣中回收硫磺。本发明采用碱法工艺提硫。以石灰为主要原料，在浸出槽中进行，石灰加入量为渣量的5～20％，在温度为80℃的条件下，使硫先以多硫化钙溶解与渣分离，再通空气氧化，使硫磺从溶液中沉出，制得硫磺。提硫率可达94～98％。
由浸铜渣中提取黄金。经过提铜、提铁和提硫磺后，渣量仅为原矿的50～70％，金的品位富集到1.3～1.8倍。从浸出渣中提取金银可采用常规的氰化法，如浸出渣中Au的品位高于100～200g/t，也可采用氯化剂存在下氧化法提金，金的提取率达94～96％。
银的回收。金铜矿中的银有84～90％在三氯化铁浸铜时溶入溶液。在电解提铜之前用少量铜粉将银置换出来。其余的银在氰化提金时进一步溶出。银的总提取率在90～93％。
下面以实施例进一步描述本发明的内容。
某铜矿成分为：Cu15.32％，Au48g/t，Ag164g/t，Fe23.5％，S22.84％。球磨磨至粒度为300目以下的占80％以上，采用三氯化铁浸出，控制条件液固比为5∶1，Pe3+离子加入量为矿中铜量的4～4.5倍，PH控制在1～1.5，温度90～95℃，浸出3～4小时，铜的浸出率达95～98％。浸出液经隔膜电解，控制条件为：电解液温度50～60℃，PH在1～1.5，电流密度为300A/M2，得到铜粉，直流电单耗为1800～2200度/吨铜。提铜后液再经铁电解隔膜槽，控制条件：电流密度为300A/M2，温度为40～60℃，PH在1左右，纯铁的直流电单耗为2200～2400度/吨铁。对浸出渣采用碱法提硫，液固比4∶1，加入石灰量为矿量的10～20％，温度80℃，硫磺提取率达95～97％。脱硫后的渣，用常规氰化法提金，金的回收率达93～96％，过程中银的回收率为91％。
本发明方法实现了金、银、铜、铁、硫五种有价元素的提取，综合利用程度是现有炼铜和炼金生产中所达不到的。使用本发明的工艺方法从金铜矿中提取铜、铁、金、银、硫、铜的回收率达95～97％，金的提取率为94～96％，银的回收率90～93％，黄铜矿(CuFeS2)中铁的回收率为95～97％，硫磺回收率为94～98％，每吨铜的直流电耗为1770～2300度。每吨铁的直流电耗为2100～2500度。本发明还避免了制酸过程，且具有投资省、见效快等优点，特别适于中小矿山。

Claims (5)

1.一种包含氰化法提取金、银在内的从金铜矿中提取铜、铁、金、银、硫的方法，其特征在于该方法还包括用FeCl3浸出金铜矿，用隔膜电解法回收铜、隔膜电解法生产铁和三氯化铁的再生使用，从浸出渣中回收硫磺。
2.如权利要求1所述的从金铜矿中提取铜、铁、金、银、硫的方法，其特征在于所说的用三氯化铁浸出金铜矿，是将金铜矿磨细后放在浸出槽里在弱酸性溶液中用FeCl3浸出，其工艺条件：
a.铜精矿粒度：200～320目；
b.三氯化铁的加入量为Fe3+浓度是含铜量的4～4.5倍；
c、液固比为4-5；
d.温度90～95℃；
e.浸出时间3～4小时。
3.如权利要求1、2所述的从金铜矿中提取铜、铁、金、银、硫的方法，其特征在于所说的用隔膜电解法回收铜是：
a.以石墨板或镀膜钛板为阳极、铜板或不锈钢板作阴极、阴离子交换膜作隔膜材料；
b.将含铜液加入阴极区、脱铜后液加入阳极区；
c.工艺条件：电流密度  250～300A/m2
            电解温度   40～60℃
            槽电压    1.5～2.2V
            电解液PH值为 1～2
4.如权利要求1、所述的从金铜矿中提取铜、铁、金、银、硫的方法，其特征在于所说的隔膜电解法生产铁和三氯化铁的再生是：
a.以石墨板或涂层钛为阳极，不锈钢板为阴极，阴离子交换膜为隔膜材料。
b.脱铜后的FeCl2溶液送入阴极室，需再生的FeCl2溶液送入阳极室。
c.工艺条件：电流密度250～300A/m2，温度40～60℃，电解液PH值为1。
5.如权利要求1所述的从金铜矿中提取铜、铁、金、银、硫的方法，其特征在于所说的从浸出渣中提取硫磺是将石灰加入装有浸出渣的浸出槽中进行，硫溶解后与渣分离、再鼓风氧化、使硫沉淀出来，工艺条件是：
a.石灰加入量为浸出渣量的10～20％，
b.温度80℃。
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