專利名稱：一種從鉛銅锍中分離銅和硒碲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中濕法冶金過程，特別是從鉛冶煉過程中的副產(chǎn) 物鉛銅锍中有效地分離銅和硒碲的濕法冶金方法。
背景技術(shù)：
鉛銅锍(俗稱鉛冰銅)是鉛精礦在鼓風(fēng)爐熔煉和氧氣底吹熔煉過程中 產(chǎn)出的一種主要含有銅和鉛硫化物的副產(chǎn)物，其中富集了鉛精礦中的銅、硒、碲，并含有一 部分的鉛和銀，是回收銅、硒、碲的重要原料。目前，鉛銅锍的處理是作為煉銅的原料進(jìn)入銅 熔煉系統(tǒng)，即含銅較高的鉛銅锍直接進(jìn)行銅的轉(zhuǎn)爐吹煉，鉛和硫進(jìn)入氣相揮發(fā)，產(chǎn)出粗銅進(jìn) 行電解精煉，鉛以煙塵的形式回收；含銅較低的鉛銅锍進(jìn)行氧化焙燒脫硫，銅轉(zhuǎn)化成氧化銅 或硫酸銅，用硫酸浸出法將銅與鉛分離，產(chǎn)出的硫酸銅溶液進(jìn)入銅冶煉系統(tǒng)，浸出渣返回鉛 系統(tǒng)。近年來，研究了采用硫酸加壓氧化浸出法進(jìn)行銅和鉛的分離，產(chǎn)出的硫酸銅溶液通過 電積回收銅，浸出渣返回鉛冶煉系統(tǒng)。如許并社，李明照等著的《銅冶煉工藝》.化學(xué)工業(yè)出 版社· 2007. 1 ；中國專利申請200810058113. 1 “從鉛冰銅中回收銅的工藝”。上述鉛銅锍(鉛冰銅)的處理方法存在如下缺點(1)銅含量高的鉛銅锍進(jìn)入銅的轉(zhuǎn)爐吹煉系統(tǒng)得到粗銅，將鉛氧化揮發(fā)進(jìn)入氣相 分離，工藝流程長，金屬的回收率低，成本高，產(chǎn)出的粗銅質(zhì)量低。鉛冶煉廠產(chǎn)出的鉛銅锍只 能作為銅原料出售給銅冶煉廠，鉛銅锍中的鉛、銀、硒、碲等均不計價，經(jīng)濟效益低。(2)銅含量較低的鉛銅锍用氧化焙燒法處理后，再用硫酸浸出法分離銅，由于焙燒 過程容易燒結(jié)，硫化銅的氧化不徹底，導(dǎo)致銅回收率低；鉛銅锍中其他有價金屬如硒、碲等 分散，難以回收；過程產(chǎn)生低濃度二氧化硫煙氣污染。(3)硫酸加壓氧化浸出法雖可以實現(xiàn)銅與鉛的分離，但鉛銅锍中的硒碲分散不利 于回收，同時酸性浸出體系不可避免地存在的設(shè)備腐蝕問題，設(shè)備腐蝕速度快，維修頻率 高，使酸性加壓設(shè)備不能長時間地正常應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在堿性介質(zhì)中進(jìn)行鉛銅锍的氧化，能有效地 實現(xiàn)銅與鉛的分離，并富集回收鉛銅锍中的硒碲，且過程基本無污染的濕法冶金方法。為達(dá)到上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是將破碎后的鉛銅锍粉末、氫氧化鈉、碳 酸鈉、水按一定的配比混合投入高壓釜，在一定溫度下，往高壓釜中通入氧氣并控制釜內(nèi)氧 氣的壓力進(jìn)行氧化反應(yīng)，硒被氧化進(jìn)入堿性浸出液，銅、鉛和碲被氧化進(jìn)入堿性浸出渣，堿 性浸出渣再用硫酸溶液浸出銅和碲，鉛富集在酸性浸出渣中。具體的處理方法如下1氧化浸出將鉛銅锍先破碎并磨成粒徑為0. 25 0. 074mm的粉末，用一定濃度的氫氧化鈉和 碳酸鈉溶液漿化并加入高壓反應(yīng)釜中，升溫后通入氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)。氧化反應(yīng)的溫度為 150 250°C，氫氧化鈉濃度為1. 0 3. Omol/L，碳酸鈉濃度為0 2mol/L，浸出的重量液 固比(溶液重量與鉛銅锍重量之比)為3 10 1，氧氣的分壓控制在0. 3 1. 5MPa，體 系的總壓力維持在1. 5 3. 5MPa，反應(yīng)時間為2 6h。反應(yīng)完畢后，冷卻至20 60°C，過 濾。氧化浸出過程發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為Cu2S+2 . 502+2Na0H+H20 = 2Cu (OH) 2 丨 +Na2SO4(1)
Cu2S+2 . 502+2Na2C03+H20 = 2CuC03 I +Na2S04+2Na0H (2)PbS+202 = PbSO4 I(3)PbS+202+2Na0H = Pb (OH) 2 丨 +Na2SO4(4)PbS+202+Na2C03 = PbCO3 I +Na2SO4(5)Cu2Se+202+2Na0H+H20 = 2Cu (OH) 2+Na2Se03(6)Cu2Te+2 . 502+2Na0H+H20 = 2Cu (OH) 2+Na2Te04 丨(7)2堿浸渣的硫酸浸出氧化浸出反應(yīng)后得到的浸出渣，在溫度為70 85°C下，用濃度為0. 5 2. 5mol/ L的硫酸溶液以重量液固比為2 8 1，浸出2 3h，硫酸浸出反應(yīng)完畢后，過濾，得到的 硫酸酸性浸出渣返鉛冶煉系統(tǒng)。硫酸浸出發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為Cu (OH) 2+H2S04 = CuS04+2H20(8)CuC03+H2S04 = CuS04+C02+H20(9)Pb (OH) 2+H2S04 = PbS04+2H20(10)PbC03+H2S04 = PbS04+C02+H20(11)Na2Te04+H2S04 = Na2S04+H2Te04(12)3硫酸銅溶液中碲的置換硫酸浸出得到的浸出液，在溫度為70 80°C下，加入重量為浸出液中碲含量 2. 5 3. 0倍的銅粉，還原2 5h。還原過程發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為H2Te04+5Cu+6H+ = Cu2Te 丨 +3Cu2++4H20 (13)所述的氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸、銅粉、氧氣均為工業(yè)級試劑。本發(fā)明適合于處理含銅鉛精礦熔煉產(chǎn)出的鉛銅锍(鉛冰銅)，其成份范圍為(％ ) Cu 10 50，Pb 7. 5 45，S8 29，Ni 0 10，Se 0. 2 4，Te 0. 1 3，Au 0. 07 3. 5， Ag 0. 02 0. 20，As 0. 5 5，F(xiàn)e 0. 5 15 ；也適合于處理復(fù)雜的含銅鉛硫化礦精礦。本發(fā)明與現(xiàn)有的鉛銅锍的處理流程比較，有以下優(yōu)點采用堿性加壓氧化處理鉛 銅锍，使銅、鉛、碲等的硫化物被氧化，便于后續(xù)過程的分離回收，消除了在火法處理鉛銅锍 過程中產(chǎn)出的二氧化硫煙氣和含鉛煙塵產(chǎn)生的污染問題；加壓堿性氧化浸出渣用硫酸溶 液浸出時，銅、碲與鉛的分離效果好，銅的的浸出率達(dá)到98%以上，碲的浸出率達(dá)到90%以 上；硫酸銅溶液中用銅粉置換碲，碲脫除效果好且回收率，利于碲的集中處理；采用堿性體 系加壓氧化浸出，設(shè)備的材質(zhì)要求低，堿性介質(zhì)對設(shè)備的腐蝕小、操作安全，有價金屬綜合 回收效益好；本發(fā)明的勞動強度低、處理時間短、操作環(huán)境好。


圖1 本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實施例方式實施例1 鉛精礦經(jīng)氧氣底吹工藝產(chǎn)出的鉛銅锍磨至粒度100%小于0. 149mm，其主要成分 以重量百分比計為(% ) =Cu 44. 32，Pb 18. 21，S 16. 50，Se 0. 74，Te 0. 21，Ag 0. 14，As 0.61, Fe 0. 75 ；工業(yè)燒堿，其中氫氧化鈉的含量彡96% ；工業(yè)硫酸，其中H2SO4含量彡98% ；工業(yè)氧氣，其中O2含量> 99% ；工業(yè)銅粉，其中銅含量> 99%。將上述成分的工業(yè)燒堿85. 0g，用1200ml水配成溶液并加入上述成分的鉛銅锍 200g，漿化后加入到容積為2000ml的反應(yīng)釜中，密閉好反應(yīng)釜，調(diào)節(jié)攪拌速度為700 800r. mirT1，通入工業(yè)氧氣5min驅(qū)趕反應(yīng)釜中殘存的空氣。然后，將反應(yīng)釜逐漸升溫至 160°C時，通入工業(yè)氧氣并維持氧分壓為0. 7MPa,反應(yīng)溫度在20min后快速升至218°C，隨后 下降，將溫度維持在200°C反應(yīng)1. 5h。達(dá)到反應(yīng)時間后，往反應(yīng)釜中通入冷卻水，溫度降至 50°C以下時，從反應(yīng)釜中放出漿料并過濾，濾渣用200ml水洗滌。浸出渣烘干后重176. 2g， 其要成分以重量百分比計為(％ ) :Cu 50. 98，Pb 19. 52, S 0. 9，Se 0. 015，Te 0. 22，Ag 0. 16，As 0.49，F(xiàn)e 0. 85，硒的浸出率為 98. 20% ；浸出液 1070ml，其成份(g/L)為Na2SO4 116. 16，Pb 0. 53，As 0. 31，Se 1. 19，NaOH 2. 50。將上述堿性浸出渣176g，用1. 5mol/L硫酸溶液1500ml調(diào)漿，在攪拌速度為400r. mirT1、溫度為70°C下浸出2h，浸出結(jié)束后過濾，浸出渣用150ml水洗滌后烘干，酸性浸出渣 62. 48g，其主要成份以重量百分比計為(% ) =Cu 0. 43, Pb 54.52，S 8. 37, Se 0.032，Te 0. 053，Ag 0. 422，As 0. 96，F(xiàn)e 1. 01，銅和碲的浸出率分別為99. 7%和90. 65% ；得到硫酸 浸出的含銅溶液 1490ml，其成份為(g/L) =Cu 59. 21，F(xiàn)e 0. 55，As 0. 15，Te 0.23。將上述硫酸銅溶液400ml，在攪拌速度為400r. mirT1、溫度為85°C下，加入銅粉6g， 反應(yīng)2h，達(dá)到反應(yīng)時間后過濾，得到銅碲渣0. 93g，得到除碲后的硫酸銅溶液390ml，其成份 為(g/L) =Cu 62. 57，F(xiàn)e 0· 53，As 0. 14，Te 0. 001，碲的置換沉淀率為 99. 57%。實施例2 鉛精礦經(jīng)氧氣底吹工藝產(chǎn)出的鉛銅锍磨至粒度100%小于0. 149mm，其主要成分 以重量百分比計為(% ) =Cu 26. 21，Pb 8. 04，S 10. 50，Se 0. 40，Ag 0. 07，As 0. 82，F(xiàn)e
15. 7 ；工業(yè)碳酸鈉，其含量> 96% ；工業(yè)硫酸，其中H2SO4含量> 98% ；工業(yè)氧氣，其中O2含 量彡99%。將上述成分的工業(yè)碳酸鈉80. Og,用1200ml水配成溶液后加入上述成分的鉛銅锍 200g，漿化后加入到容積為2000ml的壓力反應(yīng)釜中。密閉好反應(yīng)釜，開啟攪拌，調(diào)節(jié)攪拌速 度為700 SOOr.mirT1，通入工業(yè)氧氣Imin驅(qū)趕反應(yīng)釜中殘存的空氣。然后，將反應(yīng)釜逐 漸升溫，當(dāng)溫度升至160°C時，通入工業(yè)氧氣，維持氧氣分壓為0. 7MPa，反應(yīng)溫度在20min后 快速升至215°C，隨后下降，將溫度維持在200°C反應(yīng)1. 5h。達(dá)到反應(yīng)時間后，往反應(yīng)釜中 通入冷卻水，溫度降至50°C以下時，從反應(yīng)釜中放出漿料并過濾，濾渣用200ml水洗滌。浸 出渣烘干后重164. 7g，其主要成分以重量百分比計為(％ ) =Cu 32. 51，Pb 9. 18，S 0. 73， Se 0.03，Ag 0.09，As 0. 69，F(xiàn)e 18. 91，硒的浸出率為 93. 93% ；浸出液 1030ml，其成份(g/ L)為=Na2SO4 87. 6，Pb 0. 42，As 0. 423，Se 0. 67，pH 8. 81。將上述堿性浸出渣150g，用1. 5mol/L硫酸溶液900ml調(diào)漿，在攪拌速度為400r. mirT1、溫度為70°C下浸出2h，浸出結(jié)束后過濾，浸出渣用IOOml水洗滌后烘干，酸性浸出 渣61. 2g，其主要成份以重量百分比計為(% ) =Cu 0. 49，Pb 22. 37，S 5. 08，Se 0. 068，Ag 0.207，As 1.41，F(xiàn)e 23. 17，銅的浸出率為99. 39% ；得到硫酸浸出的含銅溶液892ml，其成 份為(g/L) :Cu 52. 73，F(xiàn)e 17. 12，As 0. 17。
權(quán)利要求
一種從鉛銅锍中分離銅和硒碲的方法，其特征在于由以下步驟組成(1)氧化浸出將鉛銅锍先破碎并磨成粒徑為0.25～0.074mm的粉末，用氫氧化鈉和碳酸鈉溶液漿化并加入高壓反應(yīng)釜中，升溫后通入氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)的溫度為150～250℃，氫氧化鈉濃度為1.0～3.0mol/L，碳酸鈉濃度為0～2mol/L，浸出的重量液固比為3～10∶1，氧氣的分壓控制在0.3～1.5MPa，體系的總壓力維持在1.5～3.5MPa，反應(yīng)時間為2～6h，反應(yīng)完畢后，冷卻至20～60℃，過濾；(2)堿浸渣的硫酸浸出氧化浸出反應(yīng)后得到的浸出渣，在溫度為70～85℃下，用濃度為0.5～2.5mol/L的硫酸溶液以重量液固比為2～8∶1，浸出2～3h，硫酸浸出反應(yīng)完畢后，過濾，得到的硫酸酸性浸出渣返鉛冶煉系統(tǒng)；(3)硫酸銅溶液中碲的置換硫酸浸出得到的浸出液，在溫度為70～80℃下，加入重量為浸出液中碲含量2.5～3.0倍的銅粉，還原2～5h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛銅锍中分離銅和硒碲的方法，其特征在于所述的氫氧 化鈉、碳酸鈉、硫酸、銅粉和氧氣為工業(yè)級試劑。
全文摘要
一種從鉛銅锍中分離銅和硒碲的方法，本發(fā)明是將破碎后的鉛銅锍粉末、氫氧化鈉、碳酸鈉、水按一定的配比混合投入高壓釜，往高壓釜中通入氧氣并控制釜內(nèi)氧氣的壓力進(jìn)行氧化反應(yīng)，硒被氧化進(jìn)入堿性浸出液，銅、鉛和碲被氧化進(jìn)入堿性浸出渣，堿性浸出渣再用硫酸溶液浸出銅和碲，鉛富集在酸性浸出渣中。本發(fā)明銅的浸出率達(dá)到98％以上，碲的浸出率達(dá)到90％以上。本發(fā)明對材質(zhì)要求低，堿性介質(zhì)對設(shè)備的腐蝕小、操作安全，有價金屬綜合回收效益好，同時勞動強度低、處理時間短、操作環(huán)境好。
文檔編號C22B13/00GK101935761SQ20101024351
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者劉偉鋒, 文劍鋒, 楊天足, 王安, 竇愛春, 肖峰, 蔡練兵 申請人:中南大學(xué)