專利名稱：一種處理含銅物料的方法
技術領域：
本發明涉及一種處理冶煉過程所得廢料的方法，尤其涉及一種處理含銅物料的方法。
背景技術：
冶煉過程產出的各種含銅物料處理工藝較多，主要有以下幾種
1、氧化焙燒一浸出一蒸發一結晶生產硫酸銅。該工藝得到的產品純度難以達到要求。2、硫酸化焙燒，再加入硫酸浸出，經過濾蒸發結晶，生產硫酸銅產品。該工藝對環 境污染較嚴重，且產品純度難以達到要求。3、采用空氣氧化溶解，蒸發結晶，生產硫酸銅產品法生產，生產效率較低，銅的浸 出率較低。4、以銅電解液產出的粗硫酸銅和霧化銅粉為原料，通過溶解一浸出一蒸發一結晶 —干燥的工藝生產飼料和電鍍級硫酸銅產品。該工藝對原料的要求較高，且生產成本較高。5、采用鹽酸溶解，然后用氨水沉淀一洗滌一溶解一蒸發一結晶的工藝生產飼料級 和普通硫酸銅產品。但是該工藝的生產成本較高。以上幾種工藝方法存在的共同問題是一是對環境污染較嚴重；二是不能綜合回 收含銅物料中的其他有價金屬；三是產品純度較差，不能滿足高端用戶需求；四是生產成 本偏高，且對原料的要求較高，工藝對原料的適應性較差。

發明內容
有鑒于此，本發明的目的是提供一種處理含銅物料的方法，該方法可以解決上述 問題。上述目的是通過下述方案實現的
一種處理含銅物料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟
(1)采用微泡溶銅設備利用廢酸作為浸出溶液，在無外加熱源條件實現固體含銅物料 的浸出，通過控制體系的液固比，使浸出溶液的PH值在1. 0-2. 0 ；
(2)過濾步驟(1)得到的浸出溶液，除去其中的不溶性物質，得到澄清溶液；
(3)將過濾后澄清溶液體積的10-50%采用旋流電解技術生產電積銅；
(4)將過濾后澄清溶液體積的50-90%采用化學除雜、溶劑萃取深度除雜銅鎳分離、蒸 發結晶工藝生產硫酸銅產品；
(5)溶劑萃取過程產出的硫酸鎳萃余液采用碳酸鈉沉淀制備碳酸鎳；
并且，在步驟(3)中采用旋流電解技術生產電積銅的過程中，當溶液中銅離子濃度小于 10g/L時，返回步驟(1)的浸出工序作為浸出酸使用；在步驟(4)中生產硫酸銅過程中產出 的母液返回浸出工序作為浸出酸使用。根據上述的方法，其特征在于，所述萃取用溶劑為P204萃取劑，且控制溶液與有 機物的相比為4:1-6:1。
根據上述的方法，其特征在于在步驟(1)中，廢酸是含有銅、鎳、鐵、鈣、鎂、鉛雜 質的廢酸，酸的濃度在30-500g/L ；所述固體含銅物料為包含銅、鎳、鐵雜質互含難浸出的 固體物料。根據上述的方法，其特征在于，所述固體含銅物料為黑銅渣或海綿銅。根據上述的方法，其特征在于在步驟(3)中，所述澄清溶液體積的10-50%采用旋 流電解技術生產電積銅，電解前溶液的銅離子濃度范圍為1-110 g/L，酸濃度范圍為10-300 g/L，電解前溶液可以含有鎳、鐵、鈣、鎂、鉛、砷、銻、鉍雜質中的一種或若干種，每一種雜質 離子的濃度范圍均在0. 01-10g/L,電流密度控制在600-800A/m2，槽電壓控制在3. 0-3. 2V ； 電積后液銅離子濃度范圍為0. 05-10g/L。根據上述的方法，其特征在于在步驟(4)中，所述澄清溶液體積的另外50-90%進 行化學除雜的步驟包括采用次次氯酸鈉作為氧化劑，加入量為溶液中砷含量的5-6倍，控 制pH在2. 0-2. 5，反應時間2-3小時，然后加入碳酸鈉將溶液pH值調至4. 0-4. 5后過濾，以 砷酸鐵、砷酸鈣鎂的形式同時除去溶液中的鐵、鈣、鎂、砷雜質。根據上述的方法，其特征在于在步驟(3)中，電積后溶液銅離子濃度在1-10 g/L 時返回浸出工序做浸出酸使用。該方法適用于銅電解凈化過程產出的黑銅渣、鎳電解產生的海綿銅及各種含銅廢 酸的處理，既可以綜合回收利用各種復雜含銅物料中的銅、鎳等有價金屬，又可以循環利用 各種工業廢酸，而且具有運行成本低，對環境友好等優點。
具體實施例方式實施例1
在微泡溶銅器中加入銅電解產出的銅電解液(硫酸的濃度為180 g/L)，然后加入冶煉 產出的海綿銅進行浸出反應，控制浸出反應終點溶液酸的濃度為20 g/L，銅離子濃度為80 g/L，然后將溶液進行過濾，得到清澈透明的過濾液，過濾后的溶液體積的50%采用旋流電 解技術生產電積銅，電流密度控制在600-800A/m2，槽電壓控制在3. 0-3. 2V，當銅離子濃度 降低到10 g/L，硫酸濃度到115 g/L，將這部分電積后液返回浸出工序作為浸出酸循環使 用；過濾后溶液的另外50%加入次氯酸鈉氧化，控制pH在2. 0-2. 5，反應時間2-3小時，然后 加入碳酸鈉將溶液PH調至4. 0-4. 5后過濾，使溶液中的砷、鐵、鈣、鎂等雜質以砷酸鐵、砷酸 鈣等形式除去，砷的脫除率在98%以上；然后將過濾后的溶液進行溶劑萃取除雜(使用P204 萃取劑)，控制溶液與有機物的相比為6:1，負載有機用氫離子濃度為2. 5N的硫酸作為反萃 酸進行反萃取，得到銅離子濃度為90 g/L左右的硫酸銅反萃液；然后蒸發結晶得到硫酸銅 產品，蒸發后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取過程產出的硫酸鎳萃余液采用碳 酸鈉沉淀制備碳酸鎳。實施例2
在微泡溶銅器中加入旋流電解過程產出的電解后液(硫酸的濃度為115 g/L)，然后加 入冶煉銅電解凈化過程產出的黑銅渣進行浸出反應，控制浸出反應終點溶液酸的濃度為 30 g/L，銅離子濃度為65 g/L，然后將溶液進行過濾，得到清澈透明的過濾液，過濾后的溶 液體積的50%采用旋流電解技術生產電積銅，電流密度控制在600-800A/m2，槽電壓控制在 3. 0-3. 2V，當銅離子濃度降低到5 g/L，硫酸濃度升到120 g/L，將這部分電積后液返回浸出工序作為浸出酸循環使用；過濾后溶液的另一部分加入次氯酸鈉氧化，控制PH在2. 0-2.5， 反應時間2-3小時，然后加入碳酸鈉將溶液pH調至4. 0-4. 5后過濾，使溶液中的砷、鐵、鈣、 鎂等雜質以砷酸鐵、砷酸鈣等形式除去，砷的脫除率在98%以上；然后將過濾后的溶液進行 溶劑萃取除雜(使用P204萃取劑)，控制溶液與有機物的相比為6:1，負載有機用氫離子濃 度為3. ON的硫酸作為反萃酸進行反萃取，得到銅離子濃度為90 g/L左右的硫酸銅反萃液； 然后蒸發結晶得到硫酸銅產品，蒸發后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取過程產 出的硫酸鎳萃余液采用碳酸鈉沉淀制備碳酸鎳。實施例3
在微泡溶銅器中加入銅熔煉過程產出的濕法收塵液(硫酸的濃度為300 g/L)，然后加 入冶煉產出的海綿銅進行浸出反應，控制浸出反應終點溶液酸的濃度為10 g/L，銅離子濃 度為100 g/L，然后將溶液進行過濾，得到清澈透明的過濾液，過濾后的溶液體積的10%采 用旋流電解技術生產電積銅，電流密度控制在800A/m2，槽電壓控制在3. 0-3. 2V，當銅離子 濃度降低到0.05 g/L，硫酸濃度到160 g/L，將這部分電積后液返回浸出工序作為浸出酸循 環使用；過濾后溶液的另外90%加入次氯酸鈉氧化，控制pH在2. 0-2. 5，反應時間2-3小時， 然后加入碳酸鈉將溶液PH調至4. 0-4. 5后過濾，使溶液中的砷、鐵、鈣、鎂等雜質以砷酸鐵、 砷酸鈣等形式除去，砷的脫除率在98%以上；然后將過濾后的溶液進行溶劑萃取除雜(使用 P204萃取劑)，控制溶液與有機物的相比為6:1，負載有機用氫離子濃度為2. 8N的硫酸作為 反萃酸進行反萃取，得到銅離子濃度為90 g/L左右的硫酸銅反萃液；然后蒸發結晶得到硫 酸銅產品，蒸發后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取過程產出的硫酸鎳萃余液采 用碳酸鈉沉淀制備碳酸鎳。實施例4
在微泡溶銅器中加入生產電解銅粉過程產出的電積殘液(硫酸的濃度為90g/L)，然后 加入冶煉銅電解凈化過程產出的黑銅渣進行浸出反應，控制浸出反應終點溶液酸的濃度 為20 g/L，銅離子濃度為50 g/L，然后將溶液進行過濾，得到清澈透明的過濾液，過濾后的 溶液體積的30%采用旋流電解技術生產電積銅，電流密度控制在600A/m2，槽電壓控制在 3. 0-3. 2V，當銅離子濃度降低到10g/L，硫酸濃度到80g/L，將這部分電積后液返回浸出工 序作為浸出酸循環使用；將過濾后溶液體積的70%加入次氯酸鈉氧化，控制pH在2. 0-2. 5， 反應時間2-3小時，然后加入碳酸鈉將溶液pH調至4. 0-4. 5后過濾，使溶液中的砷、鐵、鈣、 鎂等雜質以砷酸鐵、砷酸鈣等形式除去，砷的脫除率在98%以上；然后將過濾后的溶液進行 溶劑萃取除雜(使用P204萃取劑)，控制溶液與有機物的相比為6:1，負載有機用氫離子濃 度為2. 5N的硫酸作為反萃酸進行反萃取，得到銅離子濃度為80 g/L左右的硫酸銅反萃液； 然后蒸發結晶得到硫酸銅產品，蒸發后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取過程產 出的硫酸鎳萃余液采用碳酸鈉沉淀制備碳酸鎳。實施例5
在微泡溶銅器中加入銅電解產出的銅電解液(硫酸的濃度為180 g/L)，然后加入冶煉 產出的海綿銅進行浸出反應，控制浸出反應終點溶液酸的濃度為20 g/L，銅離子濃度為80 g/L，然后將溶液進行過濾，得到清澈透明的過濾液，過濾后的溶液體積的50%采用旋流電 解技術生產電積銅，電流密度控制在600A/m2，槽電壓控制在3. 0-3. 2V，當銅離子濃度降低 到10 g/L，硫酸濃度升到115 g/L，將這部分電積后液返回浸出工序作為浸出酸循環使用；過濾后溶液的另外50%加入次氯酸鈉氧化，控制PH在2. 0-2. 5，反應時間2-3小時，然后加 入碳酸鈉將溶液PH調至4.0后過濾，使溶液中的砷、鐵、鈣、鎂等雜質以砷酸鐵、砷酸鈣等形 式除去；然后將過濾后的溶液進行溶劑萃取除雜(使用P204萃取劑)，控制溶液與有機物的 相比為4:1，負載有機用氫離子濃度為2. 5N的硫酸作為反萃酸進行反萃取，得到銅離子濃 度為100 g/L左右的硫酸銅反萃液；然后蒸發結晶得到硫酸銅產品，蒸發后的母液返回浸 出工序配置浸出酸；P204萃取過程產出的硫酸鎳萃余液采用碳酸鈉沉淀制備碳酸鎳。實施例6
在微泡溶銅器中加入旋流電解過程產出的電解后液(硫酸的濃度為115 g/L)，然后加 入冶煉銅電解凈化過程產出的黑銅渣進行浸出反應，控制浸出反應終點溶液酸的濃度為30 g/L，銅離子濃度為65 g/L，然后將溶液進行過濾，得到清澈透明的過濾液，過濾后的溶液體 積的50%采用旋流電解技術生產電積銅，電流密度控制在800A/m2，槽電壓控制在3. 2V，當 銅離子濃度降低到5 g/L，硫酸濃度升到120 g/L，將這部分電積后液返回浸出工序作為浸 出酸循環使用；過濾后溶液的另一部分加入次氯酸鈉氧化，控制PH在2. 0-2. 5，反應時間 2-3小時，然后加入碳酸鈉將溶液PH調至4. 5后過濾，使溶液中的砷、鐵、鈣、鎂等雜質以砷 酸鐵、砷酸鈣等形式除去；然后將過濾后的溶液進行溶劑萃取除雜(使用P204萃取劑)，控 制溶液與有機物的相比為5:1，負載有機用氫離子濃度為3. ON的硫酸作為反萃酸進行反萃 取，得到銅離子濃度為90 g/L左右的硫酸銅反萃液；然后蒸發結晶得到硫酸銅產品，蒸發 后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取過程產出的硫酸鎳萃余液采用碳酸鈉沉淀 制備碳酸鎳。實施例7
在微泡溶銅器中加入銅電解產出的銅電解液(硫酸的濃度為180 g/L)，然后加入冶煉 產出的海綿銅進行浸出反應，控制浸出反應終點溶液酸的濃度為20 g/L，銅離子濃度為80 g/L，然后將溶液進行過濾，得到清澈透明的過濾液，過濾后的溶液體積的50%采用旋流電 解技術生產電積銅，電流密度控制在600A/m2，槽電壓控制在3. 0V,當銅離子濃度降低到10 g/L，硫酸濃度升到115 g/L，將這部分電積后液返回浸出工序作為浸出酸循環使用；過濾后 溶液的另外50%加入次氯酸鈉氧化，控制PH在2. 0，反應時間3小時，然后加入碳酸鈉將溶 液PH調至4.0后過濾，使溶液中的砷、鐵、鈣、鎂等雜質以砷酸鐵、砷酸鈣等形式除去；然后 將過濾后的溶液進行溶劑萃取除雜(使用P204萃取劑)，控制溶液與有機物的相比為6:1， 負載有機用氫離子濃度為2. 5N的硫酸作為反萃酸進行反萃取，得到銅離子濃度為100 g/L 左右的硫酸銅反萃液；然后蒸發結晶得到硫酸銅產品，蒸發后的母液返回浸出工序配置浸 出酸；P204萃取過程產出的硫酸鎳萃余液采用碳酸鈉沉淀制備碳酸鎳。實施例8
在微泡溶銅器中加入銅電解產出的銅電解液(硫酸的濃度為180 g/L)，然后加入冶煉 產出的海綿銅進行浸出反應，控制浸出反應終點溶液酸的濃度為20 g/L，銅離子濃度為80 g/L，然后將溶液進行過濾，得到清澈透明的過濾液，過濾后的溶液體積的50%采用旋流電 解技術生產電積銅，電流密度控制在800A/m2，槽電壓控制在3. 2V，當銅離子濃度降低到10 g/L，硫酸濃度升到115 g/L，將這部分電積后液返回浸出工序作為浸出酸循環使用；過濾后 溶液的另外50%加入次氯酸鈉氧化，控制PH在2. 5，反應時間2小時，然后加入碳酸鈉將溶 液PH調至4.0后過濾，使溶液中的砷、鐵、鈣、鎂等雜質以砷酸鐵、砷酸鈣等形式除去；然后將過濾后的溶液進行溶劑萃取除雜(使用P204萃取劑)，控制溶液與有機物的相比為6:1， 負載有機用氫離子濃度為2. 5N的硫酸作為反萃酸進行反萃取，得到銅離子濃度為100 g/L 左右的硫酸銅反萃液；然后蒸發結晶得到硫酸銅產品，蒸發后的母液返回浸出工序配置浸 出酸；P204萃取過程產出的硫酸鎳萃余液采用碳酸鈉沉淀制備碳酸鎳。
權利要求
一種處理含銅物料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)采用微泡溶銅設備利用廢酸作為浸出溶液，在無外加熱源條件實現固體含銅物料的浸出，通過控制體系的液固比，使浸出溶液的pH值在1.0 2.0；(2)過濾步驟(1)得到的浸出溶液，除去其中的不溶性物質，得到澄清溶液；(3)將過濾后澄清溶液體積的10 50%采用旋流電解技術生產電積銅；(4)將過濾后澄清溶液體積的50 90%采用化學除雜、溶劑萃取深度除雜銅鎳分離、蒸發結晶工藝生產硫酸銅產品；(5)溶劑萃取過程產出的硫酸鎳萃余液采用碳酸鈉沉淀制備碳酸鎳；并且，在步驟(3)中采用旋流電解技術生產電積銅的過程中，當溶液中銅離子濃度小于10g/L時，返回步驟(1)的浸出工序作為浸出酸使用；在步驟(4)中生產硫酸銅過程中產出的母液返回浸出工序作為浸出酸使用。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取用溶劑為P204萃取劑，且控制溶 液與有機物的相比為4:1-6:1。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(1)中，廢酸是含有銅、鎳、鐵、鈣、 鎂、鉛雜質的廢酸，酸的濃度在30-500g/L ；固體含銅物料為包含銅、鎳、鐵雜質互含難浸出 的固體物料。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述固體含銅物料為黑銅渣或海綿銅。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(3)中，所述澄清溶液體積的 10-50%采用旋流電解技術生產電積銅，電解前溶液的銅離子濃度范圍為1-110 g/L，酸濃度 范圍為10-300 g/L，電解前溶液可以含有鎳、鐵、鈣、鎂、鉛、砷、銻、鉍雜質中的一種或若干 種，每一種雜質離子的濃度范圍均在0. 01-10g/L,電流密度控制在600-800A/m2，槽電壓控 制在3. 0-3. 2V ；電積后液銅離子濃度范圍為0. 05-10g/L。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(4)中，所述澄清溶液體積的另外 50-90%進行化學除雜的步驟包括采用次次氯酸鈉作為氧化劑，加入量為溶液中砷含量的 5-6倍，控制pH在2. 0-2. 5，反應時間2_3小時，然后加入碳酸鈉將溶液pH值調至4. 0-4. 5 后過濾，以砷酸鐵、砷酸鈣鎂的形式同時除去溶液中的鐵、鈣、鎂、砷雜質。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(3)中，電積后溶液銅離子濃度在 1-10 g/L時返回浸出工序做浸出酸使用。
全文摘要
本發明公開了一種處理含銅物料的方法，該方法首先用微泡溶銅設備實現海綿銅、黑銅渣等各種固體含銅物料的浸出，然后采用旋流電解技術與萃取除雜蒸發結晶的聯合工藝分別生產電積銅和硫酸銅、硫酸鎳等產品。該方法適用于銅電解凈化過程產出的黑銅渣、鎳電解產生的海綿銅及各種含銅廢酸的處理，既可以綜合回收利用各種復雜含銅物料中的銅、鎳等有價金屬，又可以循環利用各種工業廢酸，而且具有運行成本低，對環境友好等優點。
文檔編號C22B3/26GK101974689SQ201010291320
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月26日 優先權日2010年9月26日
發明者卓文, 宗紅星, 李尚勇, 李德祥, 王清宏, 田教鋒, 趙忠 申請人:金川集團有限公司