專利名稱：一種將含銅物料強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含銅物料，通過(guò)強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅工藝方法，其生產(chǎn)流程 短、會(huì)g耗低、環(huán)境好、金屬回收率高，屬于有色金屬冶煉渣的綜合回收利用技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
在鋅的冶煉中，硫化鋅精礦中的鎘在沸騰爐纟皆皿程中揮發(fā)進(jìn)入煙塵，煙塵經(jīng) 過(guò)浸出后鎘進(jìn)入浸出液，浸出液經(jīng)過(guò)鋅粉凈化，得到銅鎘渣，銅鎘渣再經(jīng)過(guò)浸出，
鋅粉置換得到海綿鎘和銅渣，銅渣一般含銅30 50%，含鋅5 7%，含鉛8 10%， 含鎘1 3%。
在現(xiàn)有的禾擁銅渣生產(chǎn)硫翻的技術(shù)中，由于銅渣中的銅主要以金屬銅及少量 硫化銅形態(tài)，浸出之前須將銅渣氧化j^燒使金屬態(tài)的銅和硫化銅轉(zhuǎn)化成氧化銅，然 后在進(jìn)行酸性浸出，浸出液經(jīng)過(guò)除雜、凈化、濃縮結(jié)晶后生產(chǎn)出硫酸銅產(chǎn)品。該工 藝存在流程長(zhǎng)、生產(chǎn)能耗高、環(huán)境污染大、金屬回收率低等問(wèn)題。
因此，開(kāi)發(fā)一種節(jié)能環(huán)保的硫酸銅生產(chǎn)工藝，提將冶煉過(guò)程中有價(jià)金屬的回 收具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)±^現(xiàn)有用銅渣生產(chǎn)硫,同技術(shù)中存在的問(wèn)題，突破性 地發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種流程短、育嫩低、環(huán)境好、金屬回收率高的硫酸銅生產(chǎn)方法，其
主要特點(diǎn)是將銅渣直接強(qiáng)化浸出，M強(qiáng)化浸出取代了銅渣的氧化焙燒過(guò)程，解決 了銅渣氧化悟燒過(guò)程中獸嫩高、環(huán)境污染大、流程長(zhǎng)的問(wèn)題。由于強(qiáng)化了浸出的條
件，使銅的浸出率提高至1」94%以上，浸出時(shí)間可由常規(guī)的24小時(shí)縮短至2小時(shí)，可大 幅提高硫酸銅的生產(chǎn)效率，有效斷氐生產(chǎn)成本，使硫酸銅的生產(chǎn)流程縮短1/3，金 屬回收率大大提高。
本發(fā)明通過(guò)采用加壓、通氧、升溫等強(qiáng)制手段，強(qiáng)化浸出過(guò)程中的熱力學(xué)和動(dòng) 力學(xué)因素，對(duì)銅渣直接進(jìn)行強(qiáng)化浸出，取消了傳統(tǒng)用銅渣生產(chǎn)硫酸銅流程中浸出之前的氧化過(guò)程，這是本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的和技術(shù)關(guān)鍵所在。
本發(fā)明一種將含銅物料強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅的工藝方法步驟是
(1) 強(qiáng)化浸出將含銅物料銅渣粉碎后與含酸80 200g/l的硫酸溶液、90%
以上純度的氧氣或富氧空氣先后加入加壓釜中，在60 15(TC的浸出溫度和1. 0 1.4Mpa的浸出壓力工藝參數(shù)條件下強(qiáng)化浸出，浸出銅渣中的銅，得到浸出液；
(2) 澄清浸出液當(dāng)浸出液溫度在60 8(TC時(shí)加入絮凝劑，澄清1 5小時(shí)后 虹吸上清液，離心過(guò)濾底流；
(3) 濃縮結(jié)晶將上清液及底流過(guò)濾后的溶液打入濃縮槽，控》顯8(TC士5匸進(jìn) 行濃縮，加溫過(guò)程補(bǔ)入上清液恒定體積，當(dāng)比重達(dá)到1.30 1.40時(shí)，壓濾除去鈣 鎂，壓濾后的溶液再轉(zhuǎn)入濃縮槽繼續(xù)鄉(xiāng)，至比重達(dá)1. 45以上后將溶液轉(zhuǎn)入結(jié)晶 槽，控溫20 35"C進(jìn)行結(jié)晶、過(guò)濾及二次結(jié)晶繊，獲得浸出母液；
(4) 當(dāng)浸出母液Czn2+、 Ccif比達(dá)到一定比值時(shí)，將母液開(kāi)路返入鋅系統(tǒng)，回
收鋅、鎘；
所述物料銅渣中含銅在30 50%范圍。
強(qiáng)化浸出過(guò)程中，所述含銅物料與硫酸溶液的液固比為3 7 : 1，所述浸出時(shí) 間3h，加壓釜轉(zhuǎn)速350r/min。
加入絮凝劑澄清浸出液工藝中，絮凝劑用量為5 20g/L;所述的絮凝劑是聚丙 烯酰胺。
所述MA鋅系統(tǒng)，回收鋅、鎘的濃縮母液&, : Ccu2+質(zhì)量百分比為3 : 1。 本發(fā)明工藝方法有益效果是
1、 可大幅提高銅渣的浸出率，銅渣強(qiáng)化浸出中銅的一次浸出率高達(dá)94%以上， 浸出時(shí)間由現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的24小時(shí)縮短至2小時(shí)，強(qiáng)化浸出還可以控制較低的終 酸濃度，方便控制鐵及其他雜質(zhì)元素的浸出率，達(dá)到提高硫酸銅產(chǎn)品質(zhì)量的目的；
2、 該技術(shù)采用強(qiáng)化浸出，在密閉容器內(nèi)完成反應(yīng)過(guò)程，操作條件好，環(huán)境污 染小，生產(chǎn)成本低，是環(huán)保節(jié)能的硫酸銅生產(chǎn)工藝；3、該技術(shù)生產(chǎn)流程短，生產(chǎn)效率高，設(shè)備利用率就可大幅提高。


圖1是本發(fā)明銅渣強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明反應(yīng)式是
力口壓
Cu+H2S04+02 - CuS04+H20
本發(fā)明不需氧化焙燒，直接通過(guò)采用加壓、通氧、升纟顯等強(qiáng)制手段，對(duì)銅渣直
接進(jìn)行強(qiáng)化浸出，其工藝步驟是
1、 強(qiáng)化浸出將含銅30 50%的銅渣與含酸80 200g/l的硫酸溶液、純度90 %以上的氧氣或富氧空氣先后加入加壓釜中，通過(guò)控制80。C 15(TC的浸出溫度和 1. 0 1. 4Mpa的浸出壓力等多個(gè)強(qiáng)化浸出工藝參數(shù)，快速高效的浸出銅渣中的銅， 也大幅度提高物料中鍺等稀貴金屬的浸出率，并能有效的控制浸出液中鐵等雜質(zhì)元 素的含量；
2、 澄清浸出液當(dāng)浸出液鵬在60 8(TC時(shí)加入絮凝劑，澄清1 5小時(shí)后虹 吸上清液，離心過(guò)濾底流后，浸出渣可返回鉛系統(tǒng)回收鉛或外售；
3、 濃縮結(jié)晶:將上清液及底流過(guò)濾后溶液打入濃縮槽控溫80°C ± 5。C進(jìn)行濃縮， 加溫過(guò)程補(bǔ)入上清液直定體積，當(dāng)比重達(dá)到1.30 1.45時(shí)，壓濾除铞鎂。壓濾后 液轉(zhuǎn)入濃縮槽繼續(xù)濃縮，至比重達(dá)1.45以上后將溶液轉(zhuǎn)入結(jié)晶槽，控溫20 35。C 進(jìn)行"晶、過(guò)濾及二次結(jié)晶濃縮，離心甩干后即可使產(chǎn)出硫酸銅產(chǎn)品；
4、 二次濃縮母液可用鋅粉置換，當(dāng)母液Czn"Ccif達(dá)到一定值時(shí)，將母液開(kāi) 路返回鋅系統(tǒng)回收鋅、鎘等有價(jià)金屬，置換渣可返加壓釜繼續(xù)浸出。
實(shí)施例1 :將含銅42. 35%、含鋅4. 98%、含鐵1.1%、干重130kg， 7jC份為42. 69% 的銅渣加入lm3的加壓釜中，通入90%以上的純氧，始酸濃度160g/L，液固比按4 :1，浸出壓力l.OMpa，浸出溫度150。C，轉(zhuǎn)速350r/min，浸出時(shí)間3h，可得到 Cif69g/L的浸出液640L，浸出渣57.55kg，其中浸出渣含Cu5, 34%、含Zn 1.93%，
5含鐵1. 74%，銅的浸出率達(dá)94. 42%。
浸出液浸6(TC時(shí)加入20g/L聚丙烯酰胺絮凝劑，澄清時(shí)間3h，澄清離心過(guò)濾， 濃縮除去鈣鎂，濃縮時(shí)間5 7h，濃縮后液控制比重1.42開(kāi)始結(jié)晶，結(jié)晶過(guò)濾溫度 75°C， 一次結(jié)晶五水硫酸銅110. 84kg，五水硫酸銅主含量96. 55%，水不溶物O. 01%， 游離酸0.08%， 一次結(jié)晶母液體積227. 76L，含銅65.28g/L， 一次結(jié)晶產(chǎn)率65. 31%。
母液繼續(xù)進(jìn)行二次結(jié)晶濃縮，結(jié)晶比重控制在1.48開(kāi)始結(jié)晶，二次結(jié)晶產(chǎn)五水 硫酸銅37. 86kg，五水硫酸銅主含量93. 03%，水不溶物O. 254%， 二次結(jié)晶產(chǎn)率6L 67%。 二次 母液84. 36L， 二次結(jié)晶母液含銅35. 28g/L，含鋅19. 31g/L?；厥珍\、鎘的 濃縮母液"112+: Ccu2+質(zhì)量百分比為3 : 1。
實(shí)施例2 :將含銅46. 35%、含鋅4. 68%、含鐵1. 23%、干重120kg，水份為41. 34% 的銅渣加入lm3的加壓釜中，通入90%以上的純氧，始酸濃度200g/L，液固比按3 :l，壓力1.1Mpa，浸出溫度100。C，,350r/min，浸出時(shí)間3h，可得到Cu2+74. 36g/L 的浸出液540L，浸出渣45.72kg，其中浸出渣含Cul. 74%、含Zn0.44。/。，含鐵0.73%， 銅的浸出率達(dá)98. 40%。
浸出液浸7(TC時(shí)加入5g/L聚丙烯酰S安絮凝劑，澄清時(shí)間lh，澄清離心過(guò)濾， $ 除轉(zhuǎn)鎂，濃縮時(shí)間5 7h，濃縮后液控制比重1.45開(kāi)始結(jié)晶，結(jié)晶過(guò)濾溫度 80°C， 一次結(jié)晶五水硫酸銅111.07kg，五水硫酸銅主含量95.03%，水不溶物0.01%， 游離酸0. 08%， 一次結(jié)晶母液體積139.17L，含銅68. 74g/L， 一次結(jié)晶產(chǎn)率68. 43%。
母液繼續(xù)進(jìn)行二次結(jié)晶濃縮，結(jié)晶比重控制在1.52開(kāi)始結(jié)晶，二次結(jié)晶產(chǎn)五水 硫酸銅39.93kg，五水硫酸銅中主要含影2.01%，水不溶物0.283%， 二次結(jié)晶產(chǎn)率 64.37%。 二次濃縮母液53. 53L， 二次結(jié)晶母液含銅39. 28g/L，含鋅23. 31g/L?；厥?鋅、鎘的歉縮母液Czrf : Ccu2+質(zhì)量百分比為3 : 1。
實(shí)施例3 :將含銅36. 85%、含鋅5. 44%、含鐵1. 34%、干重140kg，水份為47. 69% 的銅渣加入lr^的加壓釜中，通入90%以上的純氧，始酸濃度180g/L，液固比按7 :1,壓力1. 2Mpa,浸出溫度80°C，轉(zhuǎn)速300r/min，浸出時(shí)間2. 5h，可得到Cu2+75g/L 的浸出液550L,浸出渣55. 44 kg,其中浸出渣含Cu3. 44%、含Zn 0. 64%，含鐵0. 98%，
6銅的浸出率達(dá)96. 30%。
浸出液浸80。C時(shí)加入10g/l^絮凝劑，澄清時(shí)間2h，澄清離心過(guò)濾，濃縮除轉(zhuǎn) 鎂，濃縮時(shí)間5 7h，濃縮后液控制比重1.30開(kāi)始結(jié)晶，結(jié)晶過(guò)濾溫度85'C， 一 次結(jié)晶五水硫酸銅111.04kg，五水硫酸銅主含量95. 35%,水不溶物0.01%，游離酸 0.08%, —次結(jié)晶母液體積195L，含銅69.33g/L， 一次結(jié)晶產(chǎn)率66. 85%。
母液繼續(xù)進(jìn)行二次結(jié)晶濃縮，結(jié)晶比重控制在1.49開(kāi)始結(jié)晶，二次結(jié)晶產(chǎn)五水 硫酸銅35. 22kg，五水硫酸銅主含量92. 33%,水不溶物O. 260%, 二次結(jié)晶產(chǎn)率63. 47%。 二次,母液84.36L， 二次結(jié)晶母液含銅43.28g/L，含鋅24.64g/L?；厥珍\、鎘的 濃縮母液〔2112+: Ccu2+質(zhì)量百分比為3 : 1。
實(shí)施例4 :將含銅41. 58%、含鋅4. 69%、含鐵1. 21%、干重130kg，水份為43. 58% 的銅渣加入11113的加壓釜中，通入90%以上的純氧，始酸濃度195g/L，液固比按6 :1,壓力1. 4Mpa，浸出溫度60°C，轉(zhuǎn)速350r/min，浸出時(shí)間2. 5h，可得到Cu2+69g/L 的浸出液635L，浸出渣46. 93kg，其中浸出渣含CuO. 67%、含Zn 0. 44%,含鐵0. 74%, 銅的浸出率達(dá)99. 42%。
浸出液浸7CrC時(shí)加入5g/L聚丙烯^^凝劑，澄清時(shí)間lh，澄清離心過(guò)濾， 過(guò)濾液及上清液經(jīng)濃縮除韓鎂，^織時(shí)間5 7h，鄉(xiāng)后液控制比重1. 38開(kāi)始結(jié)晶， 結(jié)晶過(guò)^M度80。C， 一次結(jié)晶五水硫酸銅113kg，五7jC硫酸銅主含量97. 33%,水不 溶物0.01%，游離酸0.08%， 一次結(jié)晶母液體積223L,含銅63.28g/L， 一次結(jié)晶產(chǎn) 率65. 35%。
母液繼續(xù)進(jìn)行二次結(jié)晶濃縮，結(jié)晶比重控制在1.48開(kāi)始結(jié)晶，二次結(jié)晶產(chǎn)五7jC 硫酸銅35. 33kg，五水硫酸銅主含量92. 94%，水不溶物O. 267%， 二次結(jié)晶產(chǎn)率60. 58%。 二次鄉(xiāng)母液87L， 二次結(jié)晶母液含銅36g/L，含鋅18.36g/L。回收鋅、鎘的M母 液Czn":Ccu"質(zhì)量百分比為3: 1。
本發(fā)明大幅度提高物料中鍺等稀貴金屬的浸出率，并能有效的控制浸出液中鐵 等雜質(zhì)元素的含量。
權(quán)利要求
1、一種將含銅物料強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅的工藝方法，其特征在于(1)強(qiáng)化浸出將含銅物料銅渣粉碎后與含酸160g/l～200g/l的硫酸溶液、90％以上純度的氧氣或富氧空氣先后加入加壓釜中，在60℃～150℃的浸出溫度和1.0Mpa～1.4Mpa的浸出壓力工藝參數(shù)條件下，在加壓釜中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間強(qiáng)化浸出后，浸出銅渣中的銅，得到浸出液；(2)澄清浸出液當(dāng)浸出液溫度在60℃～80℃時(shí)加入絮凝劑，澄清1～5小時(shí)后虹吸上清液，離心過(guò)濾底流；(3)濃縮結(jié)晶將上清液及底流過(guò)濾后的溶液打入濃縮槽，控溫80℃±5℃進(jìn)行濃縮，加溫過(guò)程補(bǔ)入上清液恒定體積，當(dāng)比重達(dá)到1.30～1.45時(shí)，壓濾除去鈣鎂，壓濾后的溶液再轉(zhuǎn)入濃縮槽繼續(xù)濃縮，至比重達(dá)1.45以上后將溶液轉(zhuǎn)入結(jié)晶槽，控溫20～35℃進(jìn)行結(jié)晶、過(guò)濾及二次結(jié)晶濃縮，獲得浸出母液；(4)當(dāng)浸出母液Czn2+、Ccu2+比達(dá)到一定比值時(shí)，將母液開(kāi)路返入鋅系統(tǒng)，回收鋅、鎘。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的將含銅物料強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅的工藝方法，其特征 在于所述物料銅渣中含銅在30 50%范圍。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將含銅物料強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅的工藝方法， 其特征在于強(qiáng)化浸出過(guò)程中，所述含銅物料與硫酸溶液的液固比為3 7 : 1 ，所述 浸出時(shí)間3h，加壓釜轉(zhuǎn)速350r/min。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述將含銅物料強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅的工藝方法，其特征在 于加入絮凝齊U澄清浸出液工藝中，絮凝劑用量為5 20g/L，所述的絮凝劑是聚丙烯
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述將含銅物料強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅的工藝方法，其 特征在于所述返入鋅系統(tǒng)，回收鋅、鎘的M母液Czrf : Ccu2+質(zhì)量百分比為3 : 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從含銅物料，通過(guò)強(qiáng)化浸出生產(chǎn)硫酸銅工藝方法，其生產(chǎn)流程短、能耗低、環(huán)境好、金屬回收率高，屬于有色金屬冶煉渣的綜合回收利用技術(shù)領(lǐng)域。其主要特點(diǎn)是將銅渣直接強(qiáng)化浸出，通過(guò)強(qiáng)化浸出取代了銅渣的氧化焙燒過(guò)程，解決了銅渣氧化焙燒過(guò)程中能耗高、環(huán)境污染大、流程長(zhǎng)的問(wèn)題。由于強(qiáng)化了浸出的條件，使銅的浸出率提高到94％以上，浸出時(shí)間可由常規(guī)的24小時(shí)縮短至2小時(shí)，可大幅提高硫酸銅的生產(chǎn)效率，有效降低生產(chǎn)成本，使硫酸銅的生產(chǎn)流程縮短1/3，金屬回收率大大提高。
文檔編號(hào)C22B15/00GK101538646SQ20091009440
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者劉艷濤, 包崇軍, 吳紅林, 張候文, 李會(huì)良, 楊建斌, 浦恩彬, 王建昆, 賈著紅, 雷建華 申請(qǐng)人:云南馳宏鋅鍺股份有限公司