CN1443859A - 利用铜氧化矿湿法生产CuSO4∴5H2O的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用铜氧化矿湿法生产CuSO4·5H2O的工艺。不经矿石浮选、高温熔炼、电解等复杂工序，将铜氧化矿石经粉碎、球磨后，直接用稀H2SO4化料，料液经澄清过滤后，经分析检验或直接浓缩、离心甩干制取CuSO4·5H2O；或将滤液置于置换池中用Fe(Zn)置换出海绵铜，然后将焙烧过的海绵铜用稀H2SO4热溶液鼓空气溶解铜制成CuSO4母液，最后将此母液浓缩、结晶、甩干制得CuSO4·H2O蓝色晶体。在本工艺过程中化料后的滤渣经水反复浸泡后用于贵金属的提取，浸泡清液返回化料，离心甩干的CuSO4母液进一步进入浓缩工序，整个工艺过程简单，易于操作，产品质量符合国标，投资小，效益高，不污染环境，对低品位铜氧化矿的开发利用开阔了美好的前景。

Description

利用铜氧化矿湿法生产CuSO4·5H2O的工艺
                      (一)技术领域
本发明涉及CuSO4·5H2O的铜氧化矿湿法生产工艺，属化工领域。
                      (二)背景技术
目前工业生产CuSO4·5H2O常使用热浓H2SO4氧化金属铜，或在空气充足情况下，用热稀H2SO4溶解金属铜的方法。而金属铜的来源，通常是用铜的硫化矿物如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu3FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、铜蓝(CuS)等，经冰铜熔炼法火法炼成的，其流程需经过矿石的粉碎、球磨、浮选制取精铜矿，再将精铜矿经沸腾炉氧化焙烧制得焙沙，焙沙经反射炉高温熔炼制成冰铜(MCu2S+NFeS)，冰铜再经转炉鼓风熔炼制得粗铜，最后将粗铜电解精炼制成纯铜。由此可见，用火法冶炼制得纯铜生产CuSO4·5H2O的工艺复杂，投资大，成本高，工业污染严重。
                      (三)发明内容
本发明提供的是利用铜氧化矿湿法生产CuSO4·5H2O的工艺。
本发明是利用赤铜矿(Cu2O)、黑铜矿(CuO)、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)、胆矾(CuSO4·5H2O)等铜氧化矿，湿法生产CuSO4·5H2O，根据原料不同，可采用直接由矿石生产CuSO4·5H2O、或先由矿石生产出海绵铜，再用海绵铜F角料生产CuSO4·5H2O的两种方法：
1、由矿石直接生产CuSO4·5H2O。本法取用品位稍高的铜氧化矿石(品位＞4)，且要求含干扰杂质较少(主要是钙)，矿石经粉碎机粉碎、球磨后，装入带搅拌器的化料池或化料锅内，用混酸加热化料，其充分反应后可发生如下相关反应：
反应液经澄清过滤后，经一次调酸除铁后再澄清过滤，得二次滤液，二次滤液经二次调酸度可制得氢氧化铜沉淀(蓝色)和CuCO3沉淀：
二次调酸液经澄清后，用板框压滤机进行压滤制得Cu(OH)2滤饼和滤液，滤饼水洗后用稀H2SO4中和制得CuSO4母液，该母液经薄膜蒸发器或减压蒸馏浓缩后放入结晶池结晶过夜，然后离心甩干得粗产品CuSO4·5H2O结晶(含量＜80％)，将该粗产品再经重结晶便最终得到CuSO4·5H2O蓝色结晶纯品(含量＞95％)。
2、先用矿石生产海锦铜，再由海绵铜生产CuSO4·5H2O。本法可处理矿石品位低、干扰杂质多的铜氧化矿，化料步聚及相关反应和1中由矿石生产CuSO4·5H2O的一致，即矿石经粉碎机粉碎、球磨后，装入带搅拌器的化料池或化料锅内，用混酸加热化料，其充分反应后可发生如下相关反应：
化料完毕后，经二次澄清过滤出清液，清液于池中用还原法制取海绵铜，还原剂可用铁(铁丝、铁屑、废铁)或锌(废电池锌皮、锌灰、锌渣或其它废锌)，其反应式为： 〔Fe2+可制FeSO4、Fe(OH)3、FeO3、Fe2(SO4)3等〕 Zn2+可制ZnSO4·7H2O)制得的海绵铜经稀酸洗涤干燥后，置于焙烧炉上加热搅拌空气氧化：
将焙烧好的热料加入反应锅中，同时加入热混酸(H3SO4和HNO3)，并通入热水蒸汽和鼓入空气氧化搅拌，使铜全部溶解，控制酸度和比重，其反应式为：
当反应锅中的溶液PH＝4-4.5、D＝1.4时，停止通蒸汽和鼓空气，静置后，加过滤器滤出上清液，稍加浓缩于结晶池中结晶过夜，最后离心甩干，便可得到合格产品CuSO4·5H2O，母液返回反应锅或重新制海绵铜。
本发明的优点在于直接用矿石做原料，工艺简单，易于操作，节约能源，产品质量好，减少环境污染，经济效益高，利于推广。
                      (四)具体实施方式
实施例1：由矿石直接生产CuSO4·5H2O：选取品位＞4的铜氧化矿石，经粉碎球磨、加酸化料、澄清过滤、第一次调酸澄清过滤、第二调酸澄清过滤、滤饼水洗制母液、浓缩结晶、甩干、重结晶制成成品，每步分述如下：
粉碎球磨：矿石经粉碎机粉碎，球磨机球磨；
加酸化料：将球磨后的矿石粉装入带搅拌器的化料池或化料锅内，用混酸加热化料；
澄清过滤：除去滤渣(即细纱)，得第一次滤液；
第一次调酸澄清过滤：调酸度除铁后再澄清过滤，得第二次滤液；
第二次调酸澄清过滤：调酸度制得氢氧化铜沉淀和CuCO3沉淀，用板框压滤机压滤制得Cu(OH)2滤饼和滤液；
滤饼水洗制母液：用稀H2SO4中和制得CuSO4母液；
浓缩结晶：将母液用薄膜蒸发器或减压蒸馏浓缩后，放入结晶池结晶过夜；
甩干：离心甩干制得CuSO4·5H2O粗产品结晶(含量＜80％)；
重结晶：将粗产品结晶重结晶便得到含量＞95％的CuSO4·5H2O蓝色结晶纯品。
实施例2，先由矿石生产海绵铜，再由海绵铜生产CuSO4·5H2O：取品位低、干扰杂质多的铜氧化矿石，经粉碎球磨、加酸化料、澄清过滤、第二次澄清过滤、制取海绵铜、焙烧、热混酸熔铜、浓缩结晶、甩干制成成品，每步分述如下：
粉碎球磨：矿石经粉碎机粉碎，球磨机球磨；
加酸化料：将球磨后的矿石粉装入带搅拌器的化学池或化料锅内，用混酸加热化料；
澄清过滤：除去滤渣(即细沙)，得第一次滤液；
第二次过滤：将滤液再次澄清过滤，得第二次滤液；
制取海绵铜：将第二次滤液用Fe或Zn还原，制取海绵铜；
焙烧：将海绵铜经稀酸洗涤干燥后，置于焙烧炉上，加热搅拌空气氧化；热混酸熔铜：将焙烧好的热料趁热加入反应锅中，同时加入热混酸，并通入热水蒸汽和鼓入空气氧化搅拌，使铜全部溶解，控制PH＝4-4.5，D＝1.4，然后停止通空气和水蒸汽，静置后，加过滤器滤出上清液；
浓缩结晶：将过滤后的滤液稍加浓缩，于结晶池中结晶过夜；
甩干：离心甩干即可制得CuSO4·5H2O的合格产品，同时将甩出的母液返回反应锅热酸熔铜或重新制取海绵铜。

Claims (3)

1、利用铜氧化矿湿法生产CuSO4·5H2O的工艺，其特征在于它是将铜氧化矿石，经粉碎球磨、加酸化料、澄清过滤、第一次调酸澄清过滤、第二次调酸澄清过滤、滤饼水洗制母液、浓缩结晶、甩干、重结晶，最后制得CuSO4·5H2O。
2、利用铜氧化矿湿法生产CuSO4·5H2O的工艺，其特征在于它是将铜氧化矿石，经粉碎球磨、加酸化料、澄清过滤、第二次澄清过滤、制取海绵铜、焙烧、热混酸熔铜、浓缩结晶、甩干，最后制得CuSO4·5H2O。
3、如权利要求1或2所述的利用铜氧化矿湿法生产CuSO4·5H2O的工艺，其特征在于所述的铜氧化矿为赤铜矿、黑铜矿、蓝铜矿、孔雀石、硅孔雀石和胆矾。
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