本發(fā)明涉及有色金屬濕法冶金資源綜合利用技術(shù)，特別涉及一種濕法提銅過程中電積貧液除鐵的方法。
背景技術(shù)：
高硫銅比礦石采用“堆浸-萃取-電積”組合生產(chǎn)工藝濕法提銅時，由于萃取過程夾帶、包裹和溶解等因素使反萃富銅液中鐵離子不斷累積升高，通常會導(dǎo)致銅電積液中鐵離子偏高；而鐵離子在陽極與陰極的循環(huán)氧化還原應(yīng)，致使電積過程電流效率降低，電能空耗嚴(yán)重。為消除鐵離子在電積液中累積造成的影響，需對電積液進(jìn)行除鐵。目前電積液除鐵方法普遍采用將含鐵較高的電積液定量開路返回浸出工序，使鐵在浸出—萃取過程中被分離除去。然而，電積貧液返回堆浸工藝不利于維持浸出液pH值從而影響萃取工藝，若將電積貧液直接采用中和法處理則無法回收電積液中的有價金屬銅。目前，多采用膜分離、離子交換、溶劑萃取等方法去除電積液中的鐵，但除鐵效果均不理想。以離子交換法為例，高鐵電積貧液經(jīng)過離子交換后，解析后的富鐵溶液攜帶大量的銅離子，若將富鐵溶液返回噴淋，不僅影響銅產(chǎn)能，且鐵離子沒有實(shí)現(xiàn)開路，會導(dǎo)致浸出液中鐵離子升高影響萃取工藝；若將富鐵溶液直接送至環(huán)保車間中和，大量的銅離子將無法回收。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高效、低成本的濕法提銅過程中高鐵電積貧液的處理方法，以直接高效回收電積貧液中的銅，實(shí)現(xiàn)對電積貧液中銅離子的深度回收和酸鐵分離，最終大幅降低環(huán)保處理成本，避免電積貧液中的鐵離子返回堆浸系統(tǒng)而產(chǎn)生惡性循環(huán)。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明一種濕法提銅過程中高鐵電積貧液的處理方法采用如下操作步驟：
（1）將高鐵的電積貧液進(jìn)入旋流電解裝置，進(jìn)行一段旋流電積脫銅，得到標(biāo)準(zhǔn)陰極銅和脫銅后液；
（2）將步驟（1）中得到的脫銅后液進(jìn)行二段旋流電積脫銅，得到標(biāo)準(zhǔn)陰極銅和脫銅貧液；
（3）將步驟（2）獲得的脫銅貧液進(jìn)行三段旋流電積脫銅，得到粗銅、銅粉和脫銅尾液；
（4）將步驟（3）獲得的脫銅尾液進(jìn)入離子交換樹脂進(jìn)行酸鐵分離，得到脫酸溶液和載酸樹脂；
（5）將步驟（4）獲得的脫酸溶液加入石灰乳進(jìn)行中和處理，獲得中和礦漿；
（6）將步驟（5）獲得的中和礦漿進(jìn)行固液分離，獲得達(dá)標(biāo)排放的中和渣與中和水；
（7）將步驟（4）獲得的載酸樹脂采用淋洗液解吸，得到富酸溶液和脫酸樹脂；脫酸樹脂返回離子交換系統(tǒng)；富酸溶液返回萃取電積系統(tǒng)。
步驟（1）中所述高鐵的電積貧液中的銅離子濃度為10~100 g/L。
步驟（1）中所述的一段電積脫銅的條件為電流密度300~800 A/m2，電解液循環(huán)量為300~900 L/h，電積時間為1~5 h。
步驟（2）中所述的二段電積脫銅的條件為電流密度400~900 A/m2，電解液循環(huán)量為500~1200 L/h，電積時間為1~5 h。
步驟（3）中所述的三段電積脫銅的條件為電流密度500~1000 A/m2，電解液循環(huán)量為600~1500 L/h，電積時間為1~5 h。
步驟（4）中所述的離子交換樹脂為酸吸附樹脂，吸附流量1-20 BV/h。
步驟（5）中所述的石灰乳是固液比為（0.1~0.5）:1的CaO漿狀物。
步驟（5）中所述的中和礦漿的pH值為7~7.5，中和時間0.5~2 h。
步驟（7）中所述的淋洗液根據(jù)不同的陽離子交換樹脂選擇不同pH值的水溶液，其選擇范圍為pH= 5-9，吸附流量1-20 BV/h。
本發(fā)明涉及的固體與液體的固液比均為質(zhì)量體積比，即固體采用質(zhì)量，液體采用體積，單位g/mL。
上述濕法提銅過程中高鐵電積貧液的處理方法具有以下技術(shù)特點(diǎn)和有益效果：
1、本發(fā)明通過電解的方法直接從高酸高鐵電積貧液中回收銅，銅回收率98%以上，陰極銅回收率85%以上，90%以上的銅產(chǎn)品純度達(dá)到GB/T467-1997標(biāo)準(zhǔn)陰極銅的要求。
2、本發(fā)明采用旋流電積的方法可極大提高電積過程對金屬離子的選擇性，可將開路電積貧液中的銅離子由10-100 g/L降低至500 mg/L以下。
3、本發(fā)明通過采用離子交換的方法進(jìn)行酸鐵分離，實(shí)現(xiàn)了電積貧液的高效除鐵和酸回用，有效解決了高硫銅比金屬礦山濕法提銅電積過程中存在的鐵濃度過高的問題，極大降低了環(huán)保車間的中和成本，實(shí)現(xiàn)酸的回用。
4、本發(fā)明首次提出一種處理高酸高鐵電積貧液的新工藝，可直接回收開路電積貧液中的銅，避免鐵離子在堆浸系統(tǒng)中的惡性循環(huán)，提高了銅產(chǎn)能，極大優(yōu)化了統(tǒng)的工藝流程，強(qiáng)化了凈液效果，實(shí)現(xiàn)高酸高鐵電積貧液的低成本、高效處理。
本發(fā)明一種濕法提銅過程中高鐵電積貧液的處理方法采用先進(jìn)的電積工藝，通過強(qiáng)化電積液流動來消除電積過程產(chǎn)生的濃差極化，減少了雜質(zhì)離子在陰極析出，提高了電積過程對金屬的選擇性，可將電積貧液中的銅離子由10-100 g/L深度脫除至500 mg/L以下，綜合脫銅電流效率達(dá)87%以上；脫銅尾液采用離子交換的方法進(jìn)行酸鐵分離，脫酸溶液銅含量降至200mg/L以下，可直接送至環(huán)保車間中和處理；富酸樹脂采用清水淋洗獲得富酸溶液可返回電積系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明一種濕法提銅過程中高鐵電積貧液的處理方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明一種濕法提銅過程中高鐵電積貧液的處理方法的工藝路線是將高酸高鐵電積貧液采用旋流電積進(jìn)行三段電積脫銅工藝，隨后采用二段中和工藝來實(shí)現(xiàn)電積貧液的低成本、高效處理。具體工藝參數(shù)如下:
(1) 一段脫銅工藝：電流密度300~800 A/m2，電解液循環(huán)量為300~900 L/h，電積時間為1~5 h，產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)陰極銅；
（2）二段脫銅工藝：電流密度400~900 A/m2，電解液循環(huán)量為500~1200 L/h，電積時間為1~5 h，產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)陰極銅；
（3）三段脫銅工藝：電流密度500~1000 A/m2，電解液循環(huán)量為600~1500 L/h，電積時間為1~5 h，產(chǎn)品為粗銅和銅粉。
（4）離子交換：脫銅后液采用酸吸附樹脂進(jìn)行離子交換，吸附流量1-20 BV/h，獲得脫酸溶液和載鐵樹脂。
（5）中和：脫酸溶液采用固液比為（0.1~0.5）:1的CaO漿狀物進(jìn)行中和，中和終點(diǎn)為pH=7~7.5，中和時間0.5-3 h。
（6）解吸：采用清水或淋洗液進(jìn)行解吸，吸附流量1-20 BV/h，獲得的脫酸樹脂返回離子交換系統(tǒng)，獲得的富酸溶液返回萃取電積系統(tǒng)。
實(shí)施例 1
本實(shí)驗(yàn)采用的電積貧液為含硫酸155 g/L，鐵離子含量為6 g/L，銅離子含量為40 g/L。
首先，對該電積貧液進(jìn)行三段旋流電積脫銅具體如下：
（1）一段脫銅工藝：電流密度550 A/m2，電解液循環(huán)量為500 L/h，電積時間為1.5 h，產(chǎn)品為準(zhǔn)陰極銅；
（2）二段脫銅工藝：銅離子濃度8 g/L，電流密度600 A/m2，電解液循環(huán)量為750 L/h，電積時間為1 h，產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)陰極銅；
（3）三段脫銅工藝：銅離子濃度3.5 g/L，電流密度700 A/m2，電解液循環(huán)量為750 L/h，電積時間為2 h，產(chǎn)品為粗銅和銅粉，脫銅尾液成分為硫酸155 g/L，鐵離子濃度5.6 g/L銅離子濃度0.15 g/L。
隨后，采用酸吸附樹脂對脫銅尾液進(jìn)行離子交換，吸附流量為7 BV/h，獲得的脫酸溶液采用液固質(zhì)量比為5的石灰乳進(jìn)行中和，中和終點(diǎn)pH值為7.3；載酸樹脂采用清水作為解吸劑，解吸流量為7 BV/h，獲得的富酸溶液返萃取電積系統(tǒng)，獲得的脫酸樹脂返回離子交換系統(tǒng)。
以上工藝流程銅回收率達(dá)99%，其中陰極占比為91.3%，鐵脫除率70%，酸回收率69%。
實(shí)施例 2
本實(shí)驗(yàn)采用的電積貧液為含硫酸160 g/L，鐵離子含量為7 g/L，銅離子含量為38 g/L。
首先，對該電積貧液進(jìn)行三段旋流電積脫銅具體如下：
（1）一段脫銅工藝：電流密度500 A/m2，電解液循環(huán)量為600 L/h，電積時間為1.5 h，產(chǎn)品為準(zhǔn)陰極銅；
（2）二段脫銅工藝：銅離子濃度9 g/L，電流密度600 A/m2，電解液循環(huán)量為700 L/h，電積時間為1 h，產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)陰極銅；
（3）三段脫銅工藝：銅離子濃度4 g/L，電流密度700 A/m2，電解液循環(huán)量為800 L/h，電積時間為2 h，產(chǎn)品為粗銅和銅粉，脫銅尾液成分為硫酸160 g/L，鐵離子濃度6.3g/L銅離子濃度0.2 g/L。
隨后，采用酸吸附樹脂對脫銅尾液進(jìn)行離子交換，吸附流量為7 BV/h，獲得的脫酸溶液采用液固比為5的石灰乳進(jìn)行中和，中和終點(diǎn)pH值為7.3；載酸樹脂采用清水作為解吸劑，解吸流量為7 BV/h，獲得的富酸溶液返萃取電積系統(tǒng)，獲得的脫酸樹脂返回離子交換系統(tǒng)。
以上工藝流程銅回收率達(dá)99%，其中陰極占比為89.5%，鐵脫除率72%，酸回收率71%。
實(shí)施例 3
本實(shí)驗(yàn)采用的電積貧液為含硫酸170 g/L，鐵離子含量為9 g/L，銅離子含量為41 g/L。
首先，對該電積貧液進(jìn)行三段旋流電積脫銅具體如下：
（1）一段脫銅工藝：電流密度500 A/m2，電解液循環(huán)量為650 L/h，電積時間為1.5 h，產(chǎn)品為準(zhǔn)陰極銅；
（2）二段脫銅工藝：銅離子濃度10 g/L，電流密度550 A/m2，電解液循環(huán)量為800 L/h，電積時間為1.5 h，產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)陰極銅；
（3）三段脫銅工藝：銅離子濃度5 g/L，電流密度650 A/m2，電解液循環(huán)量為1000 L/h，電積時間為2 h，產(chǎn)品為粗銅和銅粉，脫銅尾液成分為硫酸170 g/L，鐵離子濃度8 g/L銅離子濃度0.5 g/L。
隨后，采用酸吸附樹脂對脫銅尾液進(jìn)行離子交換，吸附流量為7 BV/h，獲得的脫酸溶液采用液固比為5的石灰乳進(jìn)行中和，中和終點(diǎn)pH值為7.2；載酸樹脂采用清水作為解吸劑，解吸流量為7 BV/h，獲得的富酸溶液返萃取電積系統(tǒng)，獲得的脫酸樹脂返回離子交換系統(tǒng)。
以上工藝流程銅回收率達(dá)98.7%，其中陰極占比為87.8%，鐵脫除率75%，酸回收率73%。
對比以上三個實(shí)施例，實(shí)施例2的綜合技術(shù)指標(biāo)最好，是最佳實(shí)施例。
應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或修飾，所有這些改進(jìn)或修飾都應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。