專利名稱：一種從鉛銅锍中分離銅和硒碲的方法
技術領域：
本發明涉及冶金領域中濕法冶金過程，特別是從鉛冶煉過程中的副產 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：
鉛銅锍(俗稱鉛冰銅)是鉛精礦在鼓風爐熔煉和氧氣底吹熔煉過程中 產出的一種主要含有銅和鉛硫化物的副產物，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入銅 熔煉系統，即含銅較高的鉛銅锍直接進行銅的轉爐吹煉，鉛和硫進入氣相揮發，產出粗銅進 行電解精煉，鉛以煙塵的形式回收；含銅較低的鉛銅锍進行氧化焙燒脫硫，銅轉化成氧化銅 或硫酸銅，用硫酸浸出法將銅與鉛分離，產出的硫酸銅溶液進入銅冶煉系統，浸出渣返回鉛 系統。近年來，研究了采用硫酸加壓氧化浸出法進行銅和鉛的分離，產出的硫酸銅溶液通過 電積回收銅，浸出渣返回鉛冶煉系統。如許并社，李明照等著的《銅冶煉工藝》.化學工業出 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入銅的轉爐吹煉系統得到粗銅，將鉛氧化揮發進入氣相 分離，工藝流程長，金屬的回收率低，成本高，產出的粗銅質量低。鉛冶煉廠產出的鉛銅锍只 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，硫化銅的氧化不徹底，導致銅回收率低；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備腐蝕問題，設備腐蝕速度快，維修頻率 高，使酸性加壓設備不能長時間地正常應用于工業生產。發明內容本發明的目的是提供一種在堿性介質中進行鉛銅锍的氧化，能有效地 實現銅與鉛的分離，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。為達到上述目的本發明采用的技術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氧 氣的壓力進行氧化反應，硒被氧化進入堿性浸出液，銅、鉛和碲被氧化進入堿性浸出渣，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釜中，升溫后通入氧氣進行氧化反應。氧化反應的溫度為 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，反應時間為2 6h。反應完畢后，冷卻至20 60°C，過 濾。氧化浸出過程發生的主要化學反應為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，硫酸浸出反應完畢后，過濾，得到的 硫酸酸性浸出渣返鉛冶煉系統。硫酸浸出發生的主要化學反應為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。還原過程發生的主要化學反應為H2Te04+5Cu+6H+ = Cu2Te 丨 +3Cu2++4H20 (13)所述的氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸、銅粉、氧氣均為工業級試劑。本發明適合于處理含銅鉛精礦熔煉產出的鉛銅锍(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，Fe 0. 5 15 ；也適合于處理復雜的含銅鉛硫化礦精礦。本發明與現有的鉛銅锍的處理流程比較，有以下優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，便于后續過程的分離回收，消除了在火法處理鉛銅锍 過程中產出的二氧化硫煙氣和含鉛煙塵產生的污染問題；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，銅的的浸出率達到98%以上，碲的浸出率達到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，設備的材質要求低，堿性介質對設備的腐蝕小、操作安全，有價金屬綜合 回收效益好；本發明的勞動強度低、處理時間短、操作環境好。


圖1 本發明工藝流程示意圖。
具體實施例方式實施例1 鉛精礦經氧氣底吹工藝產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 ；工業燒堿，其中氫氧化鈉的含量彡96% ；工業硫酸，其中H2SO4含量彡98% ；工業氧氣，其中O2含量> 99% ；工業銅粉，其中銅含量> 99%。將上述成分的工業燒堿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的反應釜中，密閉好反應釜，調節攪拌速度為700 800r. mirT1，通入工業氧氣5min驅趕反應釜中殘存的空氣。然后，將反應釜逐漸升溫至 160°C時，通入工業氧氣并維持氧分壓為0. 7MPa,反應溫度在20min后快速升至218°C，隨后 下降，將溫度維持在200°C反應1. 5h。達到反應時間后，往反應釜中通入冷卻水，溫度降至 50°C以下時，從反應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，Fe 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調漿，在攪拌速度為400r. mirT1、溫度為70°C下浸出2h，浸出結束后過濾，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，Fe 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，Fe 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2h，達到反應時間后過濾，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，Fe 0· 53，As 0. 14，Te 0. 001，碲的置換沉淀率為 99. 57%。實施例2 鉛精礦經氧氣底吹工藝產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，Fe
15. 7 ；工業碳酸鈉，其含量> 96% ；工業硫酸，其中H2SO4含量> 98% ；工業氧氣，其中O2含 量彡99%。將上述成分的工業碳酸鈉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的壓力反應釜中。密閉好反應釜，開啟攪拌，調節攪拌速 度為700 SOOr.mirT1，通入工業氧氣Imin驅趕反應釜中殘存的空氣。然后，將反應釜逐 漸升溫，當溫度升至160°C時，通入工業氧氣，維持氧氣分壓為0. 7MPa，反應溫度在20min后 快速升至215°C，隨后下降，將溫度維持在200°C反應1. 5h。達到反應時間后，往反應釜中 通入冷卻水，溫度降至50°C以下時，從反應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，Fe 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調漿，在攪拌速度為400r. mirT1、溫度為70°C下浸出2h，浸出結束后過濾，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，Fe 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，Fe 17. 12，As 0. 17。
權利要求
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釜中，升溫后通入氧氣進行氧化反應，氧化反應的溫度為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，反應時間為2～6h，反應完畢后，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，硫酸浸出反應完畢后，過濾，得到的硫酸酸性浸出渣返鉛冶煉系統；(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.根據權利要求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氧氣的壓力進行氧化反應，硒被氧化進入堿性浸出液，銅、鉛和碲被氧化進入堿性浸出渣，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。本發明銅的浸出率達到98％以上，碲的浸出率達到90％以上。本發明對材質要求低，堿性介質對設備的腐蝕小、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 優先權日2010年8月3日
發明者劉偉鋒, 文劍鋒, 楊天足, 王安, 竇愛春, 肖峰, 蔡練兵 申請人:中南大學