本發(fā)明涉及一種制取海綿銅的工藝方法， 尤其是涉及一種鐵置換法生產(chǎn)海綿銅中的節(jié)能減排方法。

背景技術(shù)：

常規(guī)置換法制備海綿銅，采用同一硫酸銅溶液一次置換的方式，將硫酸銅溶液中的銅用鐵進行置換，待溶液中銅離子濃度小于一定濃度時停止置換取出海綿銅。為保證置換效率及產(chǎn)出粉的質(zhì)量，通常置換前溶液中Cu²⁺濃度為50-70g/l，H⁺濃度40-70g/l，置換溫度50-70℃，通過實驗發(fā)現(xiàn)置換過程待銅離子降至3-5g/l后，銅的置換量明顯減少，此時鐵與酸反應(yīng)加強，開始大量的消耗鐵，若要將溶液中Cu含量置換到國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)2.0mg/l以內(nèi)，置換過程銅的置換量與鐵的消耗量之比將達(dá)到1:1.8，整個過程雖然保證了銅的回收率，但成本相對較高，且整個過程會產(chǎn)生大量的硫酸亞鐵溶液，鐵濃度較高不易處理，重金屬含量達(dá)不到廢水外排標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過提供一種鐵置換法生產(chǎn)海綿銅中的節(jié)能減排方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的成本相對較高、廢液不易處理等問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

一種鐵置換法生產(chǎn)海綿銅中的節(jié)能減排方法，包括如下步驟：

步驟一：將鐵加入初始Cu²⁺濃度為50-70g/l硫酸銅溶液在50-70℃進行一次置換，待溶液中銅離子降至3-5g/l時停止置換；

步驟二：將步驟一中置換后溶液轉(zhuǎn)出進行溶銅補充銅離子，達(dá)到置換要求銅離子濃度后進行第二次置換，待溶液中銅離子降至3-5g/l時停止置換；

步驟三：將步驟二中置換后溶液轉(zhuǎn)出進行溶銅補充銅離子，達(dá)到置換要求銅離子濃度后進行第三次置換，待溶液銅離子降至3-5g/l時停止置換，并將置換后硫酸銅溶液全部轉(zhuǎn)入單獨的置換裝置內(nèi)；

步驟四：在單獨的置換裝置內(nèi)，利用廢鐵延長置換時間進行深度置換，直至溶液銅含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

如果需要可配制兩套溶液存儲設(shè)施，交替進行置換，減少補充銅量過程時間損失，提高效率。

本發(fā)明的有益效果是：（1）整個過程減少了兩次廢水外排，將廢水量降至原來的三分之一，具有一定的環(huán)保效益。（2）置換過程銅的置換量與鐵的消耗量之比可降至1:0.9，（3）三遍置換整個置換過程無需補充酸，一方面節(jié)約了成本，另一方面也降低了置換最終溶液處理時中和酸帶來的成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

參見圖1，一次置換完成后，溶液中補充銅量作為第二次置換前液；第二次置換后繼續(xù)在置換后液中補充銅量作為第三次置換前液；為提高效率，在第三次置換完成，待終點達(dá)到3-5g/l后停止置換將溶液轉(zhuǎn)出；轉(zhuǎn)出溶液在另一系統(tǒng)內(nèi)進行深度置換，直至溶液銅含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；最終的置換廢液進行沉降制備鐵紅等其他產(chǎn)品，上清液達(dá)標(biāo)排放。

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的工藝方法作進一步的說明。實施例一 ：

溶解粗硫酸銅970kg，配置Cu²⁺：42.3g/l，H₂SO₄：64.5g/l硫酸銅置換前液5m3，在70℃溫度下加入廢鐵進行置換，在置換溶液Cu²⁺降至1.3mg/l停止置換，經(jīng)測算置換過程銅的置換量與鐵的消耗量之比為1:1.71。

實施例二 ：

溶解粗硫酸銅1010kg，配置Cu²⁺：44.1g/l，H₂SO₄：62.8g/l硫酸銅置換前液5m3，在70℃溫度下加入廢鐵進行置換，待置換終點Cu²⁺降至3.9g/l停止置換。

將一次置換后將置換后液濾出，在置換后液中溶解粗硫酸銅960kg，溶解后作為二次置換前液，二次置換前液Cu²⁺：46.5g/l，H₂SO₄：60.4g/l，,置換結(jié)束后終點Cu²⁺降至1.7mg/l，經(jīng)測算整個置換過程銅的置換量與鐵的消耗量之比為1:1.12，置換過程蒸汽用量較常規(guī)一次置法換降低37%。

實施例三 ：

溶解粗硫酸銅991kg，配置好的Cu²⁺：43.6g/l，H₂SO₄：65.4g/l硫酸銅置換前液5m3，在70℃溫度下加入廢鐵進行置換，待置換溶液Cu²⁺降至3.9g/l停止置換。

將一次置換后將置換后液濾出，在一次置換后液中溶解粗硫酸銅986kg，溶解后作為二次置換前液，二次置換前液Cu²⁺：47.3g/l，H₂SO₄：65.1g/l，待置換溶液Cu²⁺降至4.1g/l停止置換。

將二次置換后將置換后液濾出，在二次置換后液中溶解粗硫酸銅934kg，溶解后作為三次置換前液，三次置換前液Cu²⁺：45.2g/l，H₂SO₄：63.9g/l,置換終點Cu²⁺降至1.7mg/l，經(jīng)測算整個置換過程銅的置換量與鐵的消耗量之比為1:1.07，置換過程蒸汽用量較常規(guī)一次置換法降低43%。然后在單獨的置換裝置內(nèi)，利用廢鐵延長置換時間進行深度置換，直至溶液銅含量達(dá)到國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)2.0mg/l以內(nèi)。

本發(fā)明整個過程減少了兩次廢水外排，將廢水量降至原來的三分之一，具有一定的環(huán)保效益；通過實施例發(fā)現(xiàn)采用一次置換法溶液體積較大，來回進行溶液加熱致使大量的熱能損失，增加了置換成本，當(dāng)然也考慮到提升置換前液銅離子濃度，但濃度提升后置換過程鐵表面包覆嚴(yán)重，影響置換效率，同時產(chǎn)出的海綿銅呈片狀，影響產(chǎn)品質(zhì)量。采用兩次置換的方式雖然耗鐵量，但是蒸汽耗量有所降低，且置換后液中鐵含量有所升高對置換速度產(chǎn)生一定影響，但是溶液整體酸濃度仍相對較高，依然影響后續(xù)處理成本。采用溶液循環(huán)使用三次的置換方式進行，以保證在盡可能不影響置換速度、產(chǎn)品質(zhì)量的前提下大大降低置換成本。

如果需要可配制兩套溶液存儲設(shè)施，交替進行置換，減少補充銅量過程時間損失，提高效率。