本發明涉及金屬濕法冶金
技術領域：
，具體涉及一種從鉛冰銅中浸出銅的方法。
背景技術：
：鉛冰銅是鉛冶煉過程中火法處理時(如底吹爐、側吹爐、鼓風爐、反射爐)所產生的副產物，大多為PbS、Cu2S、FeS等硫化物的共熔體。由于原料成分和操作制度不同，煉鉛各工序所產鉛冰銅成分波動范圍很大，鉛含量和銅含量分別波動在1～45％和10～70％之間，如果當作銅原料直接出售給銅冶金企業，鉛金屬不計價，金、銀、銅等金屬的計價系數也不高，造成了鉛冶煉企業經濟上的損失。一直以來，鉛冰銅由于成分復雜，大多數是采取在煉銅轉爐里進行吹煉回收銅，但是采用此方法處理存在鉛冰銅能耗高、金屬回收率底、環境污染嚴重、操作條件惡劣等問題。技術實現要素：有鑒于此，本發明的目的在于提出一種從鉛冰銅中浸出銅的方法，以提高銅的浸出率。基于上述目的，本發明提供的從鉛冰銅中浸出銅的方法包括以下步驟：1)向鉛冰銅中加入硫酸，得到漿料，向漿料中通入蒸汽使漿料升溫；2)向所述漿料中加入添加劑，得到漿化料，然后停止向所述漿化料中通入蒸汽，再向所述漿化料中通入氧氣進行氧化浸出，直至所述漿化料的溫度不再上升，得到反應產物漿料，將所述反應產物漿料過濾，得到浸出渣和含有銅的浸出液。在本發明的一些實施例中，所述硫酸與鉛冰銅的液固比為4～10:1立方米/噸，所述硫酸的濃度為100～250g/L。在本發明的一些實施例中，在所述步驟1)中，向漿料中通入蒸汽使漿料升溫至50～70℃，同時攪拌1～2小時。在本發明的一些實施例中，所述添加劑選自木質磺酸鹽，所述添加劑的加入量為鉛冰銅干重的1～5％。在本發明的一些實施例中，所述添加劑選自木質素、木質磺酸鈣、木質磺酸鈉、木質磺酸鎂中的至少一種。在本發明的一些實施例中，所述步驟2)包括：向所述漿料中加入添加劑，得到漿化料，將所述漿化料泵入高壓反應釜內；向漿化料中通入蒸汽，使漿化料的溫度升至70～90℃；停止向所述漿化料中通入蒸汽，再向所述漿化料中通入氧氣，并控制氧分壓≤0.2MPa，同時控制控制升溫溫度差每小時≤20℃，直至所述漿化料的溫度不再上升，得到反應產物漿料；將所述反應產物漿料過濾，得到浸出渣和含有銅的浸出液。在本發明的一些實施例中，當高壓反應釜內溫度不再上升時，逐步加大氧分壓至0.2～0.6MPa，溫度還是不再上升，反應結束，得到反應產物漿料。在本發明的一些實施例中，在將所述漿化料泵入高壓反應釜內前1～10分鐘內，將所述添加劑加入到漿料中，得到漿化料。在本發明的一些實施例中，所述浸出液的酸度為30～50g/L。在本發明的一些實施例中，按重量計，所述鉛冰銅的含量為鉛：1～45％；銅：10～70％；硫：1～30％；銀0.01～2％；鐵：1～30％。從上面所述可以看出，本發明提供的從鉛冰銅中浸出銅的方法以鉛冰銅為原料，通過蒸汽加熱精確控制反應條件，本發明采用蒸汽加熱方式，用蒸汽管道通到溶液底部，鼓入高溫高壓蒸汽，除了對反應液體進行急劇升溫外，還帶動溶液加速運動，進入的高壓蒸汽會促進反應液正向反應，從而提高銅的浸出率。因此，本發明提供的從鉛冰銅中浸出銅的方法對原料適應性強，流程和操作簡單，銅浸出率高，對大氣污染小，可以提高鉛冰銅中銅的回收利用率，從而避免銅資源的浪費。而且采用本發明提供的方法還可以解決設備投資大、維護麻煩且操作復雜的問題。附圖說明圖1為本發明實施例從鉛冰銅中浸出銅的工藝流程圖。具體實施方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。實施例1參見圖1，其為本發明實施例從鉛冰銅中浸出銅的工藝流程圖。作為本發明的一個實施例，所述從鉛冰銅中浸出銅的方法包括以下步驟。1)稱取2.3噸鉛冰銅，依次經過虎口破碎、球磨機粉碎后，得到鉛冰銅粉末；其中，按重量計，鉛冰銅成分為：Pb:2.45％，S:17.62％，Cu:26.81％，Fe:21.16％。2)向將鉛冰銅粉末加入硫酸，其中，硫酸的濃度為150g/L，添加量為18.4立方米，攪拌均勻，得到漿料；向漿料中通入蒸汽，使漿料升溫至60℃，同時攪拌時間1小時；在泵入高壓反應釜前2分鐘，向漿料中加入30Kg木質磺酸鈣，攪拌均勻，得到漿化料；需要說明的是，該步驟可以在調漿槽中進行。3)將漿化料泵入高壓反應釜內，向漿化料中通入蒸汽，使漿化料的溫度升至80℃，然后停止通入蒸汽，再向漿化料中通入氧氣進行氧化浸出，并控制氧分壓≤0.15MPa，通入氧氣后反應釜內會緩慢升溫，此時控制升溫溫度差每小時≤10℃，一般來說，4小時后反應釜內溫度基本穩定在131℃左右，且反應釜內溫度不再上升，此時逐步提高氧分壓至0.5MPa，溫度還是不再上升，說明反應已結束，得到反應產物漿料。4)將反應產物漿料通過板框過濾，分別得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有銅的浸出液，實現了銅的高效選擇性浸出。5)將浸出液依次經過精濾、旋流電解、壓板制片后得到純度為99.99％的銅片，將浸出渣依次經過洗渣、板框過濾后得到鉛銀渣。所述浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量參見表1。表1浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量名稱重量/體積水份％鉛％銅酸度g/L主要金屬直收率％鉛銀渣3.1t26.52.460.36％鉛直收率：99.8浸出液18.3m333g/L42銅直收率：99.3這幾年由于各種高科技飛速革新，特別是材料領域中鈦合金技術的重大突破，為鉛冰銅濕法提銅提供了良好材質的反應釜，使其在保證高壓的情況下，還有很大的防腐蝕性能，為鉛冰銅氧壓酸浸技術打下了良好的基礎。本發明優選鈦合金高壓反應釜作為反應容器。需要說明的是，高壓反應釜反應結束后，控制終點酸度為30～50g/L，若過高或者過低，則在下次生產時在調漿步驟中適當調控硫酸的加入量。實施例2參見圖1，其為本發明實施例從鉛冰銅中浸出銅的工藝流程圖。作為本發明的一個實施例，所述從鉛冰銅中浸出銅的方法包括以下步驟。1)稱取2.5噸鉛冰銅，依次經過虎口破碎、球磨機粉碎后，得到鉛冰銅粉末；其中，按重量計，鉛冰銅成分為：Pb:6.34％，S:9.35％，Cu:24.24％，Fe:22.03％。2)向將鉛冰銅粉末加入硫酸，其中，硫酸的濃度為140g/L，添加量為17.5立方米，攪拌均勻，得到漿料；向漿料中通入蒸汽，使漿料升溫至65℃，同時攪拌時間1.2小時；在泵入高壓反應釜前1分鐘，向漿料中加入40Kg木質素，攪拌均勻，得到漿化料；需要說明的是，該步驟可以在調漿槽中進行。3)將漿化料泵入高壓反應釜內，向漿化料中通入蒸汽，使漿化料的溫度升至75℃，然后停止通入蒸汽，再向漿化料中通入氧氣進行氧化浸出，并控制氧分壓≤0.2MPa，通入氧氣后反應釜內會緩慢升溫，此時控制升溫溫度差每小時≤11℃，一般來說，4小時后反應釜內溫度基本穩定在135℃左右，且反應釜內溫度不再上升，此時逐步提高氧分壓至0.4MPa，溫度還是不再上升，說明反應已結束，得到反應產物漿料。4)將反應產物漿料通過板框過濾，分別得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有Cu的浸出液，實現了銅的高效選擇性浸出。5)將浸出液依次經過精濾、旋流電解、壓板制片后得到銅片，將浸出渣依次經過洗渣、板框過濾后得到鉛銀渣。所述浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量參見表1。表2浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量實施例3參見圖1，其為本發明實施例從鉛冰銅中浸出銅的工藝流程圖。作為本發明的一個實施例，所述從鉛冰銅中浸出銅的方法包括以下步驟。1)稱取3噸鉛冰銅，依次經過虎口破碎、球磨機粉碎后，得到鉛冰銅粉末；其中，按重量計，鉛冰銅成分為：Pb:8.17％，S:12.45％，Cu:20.95％，Fe:19.87％。2)向將鉛冰銅粉末加入硫酸，其中，硫酸的濃度為225g/L，添加量為15立方米，攪拌均勻，得到漿料；向漿料中通入蒸汽，使漿料升溫至70℃，同時攪拌時間1.5小時；在泵入高壓反應釜前3分鐘，向漿料中加入60Kg木質磺酸鈉，攪拌均勻，得到漿化料；需要說明的是，該步驟可以在調漿槽中進行。3)將漿化料泵入高壓反應釜內，向漿化料中通入蒸汽，使漿化料的溫度升至85℃，然后停止通入蒸汽，再向漿化料中通入氧氣進行氧化浸出，并控制氧分壓≤0.1MPa，通入氧氣后反應釜內會緩慢升溫，此時控制升溫溫度差每小時≤15℃，一般來說，4小時后反應釜內溫度基本穩定在133℃左右，且反應釜內溫度不再上升，此時逐步提高氧分壓至0.35MPa，溫度還是不再上升，說明反應已結束，得到反應產物漿料。4)將反應產物漿料通過板框過濾，分別得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有銅的浸出液，實現了銅的高效選擇性浸出。5)將浸出液依次經過精濾、旋流電解、壓板制片后得到純度為99.99％的銅片，將浸出渣依次經過洗渣、板框過濾后得到鉛銀渣。所述浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量參見表1。表3浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量名稱重量/體積水份％鉛％銅酸度g/L主要金屬直收率％鉛銀渣4t25.88.230.33％鉛直收率：99.7浸出液15m341.6g/L38銅直收率：99.1實施例4參見圖1，其為本發明實施例從鉛冰銅中浸出銅的工藝流程圖。作為本發明的一個實施例，所述從鉛冰銅中浸出銅的方法包括以下步驟。1)稱取1.8噸鉛冰銅，依次經過虎口破碎、球磨機粉碎后，得到鉛冰銅粉末；其中，按重量計，鉛冰銅成分為：Pb:4.72％，S:15.87％，Cu:19.44％，Fe:25.64％。2)向將鉛冰銅粉末加入硫酸，其中，硫酸的濃度為135g/L，添加量為16立方米，攪拌均勻，得到漿料；向漿料中通入蒸汽，使漿料升溫至54℃，同時攪拌時間1.3小時；在泵入高壓反應釜前5分鐘，向漿料中加入55Kg木質磺酸鈣，攪拌均勻，得到漿化料；需要說明的是，該步驟可以在調漿槽中進行。3)將漿化料泵入高壓反應釜內，向漿化料中通入蒸汽，使漿化料的溫度升至73℃，然后停止通入蒸汽，再向漿化料中通入氧氣進行氧化浸出，并控制氧分壓≤0.18MPa，通入氧氣后反應釜內會緩慢升溫，此時控制升溫溫度差每小時≤18℃，一般來說，4小時后反應釜內溫度基本穩定在138℃左右，且反應釜內溫度不再上升，此時逐步提高氧分壓至0.4MPa，溫度還是不再上升，說明反應已結束，得到反應產物漿料。4)將反應產物漿料通過板框過濾，分別得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有銅的浸出液，實現了銅的高效選擇性浸出。5)將浸出液依次經過精濾、旋流電解、壓板制片后得到純度為99.99％的銅片，將浸出渣依次經過洗渣、板框過濾后得到鉛銀渣。所述浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量參見表1。表4浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量名稱重量/體積水份％鉛％銅酸度g/L主要金屬直收率％鉛銀渣3t26.33.810.28％鉛直收率：99.2浸出液16.2m321.5g/L33銅直收率：99.5實施例5參見圖1，其為本發明實施例從鉛冰銅中浸出銅的工藝流程圖。作為本發明的一個實施例，所述從鉛冰銅中浸出銅的方法包括以下步驟。1)稱取1.5噸鉛冰銅，依次經過虎口破碎、球磨機粉碎后，得到鉛冰銅粉末；其中，按重量計，鉛冰銅成分為：Pb:5.84％，S:8.12％，Cu:24.61％，Fe:15.63％。2)向將鉛冰銅粉末加入硫酸，其中，硫酸的濃度為190g/L，添加量為10立方米，攪拌均勻，得到漿料；向漿料中通入蒸汽，使漿料升溫至62℃，同時攪拌時間1.8小時；在泵入高壓反應釜前8分鐘，向漿料中加入68Kg木質磺酸鎂，攪拌均勻，得到漿化料；需要說明的是，該步驟可以在調漿槽中進行。3)將漿化料泵入高壓反應釜內，向漿化料中通入蒸汽，使漿化料的溫度升至90℃，然后停止通入蒸汽，再向漿化料中通入氧氣進行氧化浸出，并控制氧分壓≤0.16MPa，通入氧氣后反應釜內會緩慢升溫，此時控制升溫溫度差每小時≤16℃，一般來說，4小時后反應釜內溫度基本穩定在138℃左右，且反應釜內溫度不再上升，此時逐步提高氧分壓至0.6MPa，溫度還是不再上升，說明反應已結束，得到反應產物漿料。4)將反應產物漿料通過板框過濾，分別得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有銅的浸出液，實現了銅的高效選擇性浸出。5)將浸出液依次經過精濾、旋流電解、壓板制片后得到純度為99.99％的銅片，將浸出渣依次經過洗渣、板框過濾后得到鉛銀渣。所述浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量參見表1。表5浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量名稱重量/體積水份％鉛％銅酸度g/L主要金屬直收率％鉛銀渣2.5t24.84.60.36％鉛直收率：98.7浸出液10.2m336g/L46銅直收率：99.5實施例6參見圖1，其為本發明實施例從鉛冰銅中浸出銅的工藝流程圖。作為本發明的一個實施例，所述從鉛冰銅中浸出銅的方法包括以下步驟。1)稱取3.3噸鉛冰銅，依次經過虎口破碎、球磨機粉碎后，得到鉛冰銅粉末；其中，按重量計，鉛冰銅成分為：Pb:1.68％，S:10.37％，Cu:27.54％，Fe:18.28％。2)向將鉛冰銅粉末加入硫酸，其中，硫酸的濃度為250g/L，添加量為13.2立方米，攪拌均勻，得到漿料；向漿料中通入蒸汽，使漿料升溫至58℃，同時攪拌時間2小時；在泵入高壓反應釜前3分鐘，向漿料中加入100Kg木質素，攪拌均勻，得到漿化料；需要說明的是，該步驟可以在調漿槽中進行。3)將漿化料泵入高壓反應釜內，向漿化料中通入蒸汽，使漿化料的溫度升至74℃，然后停止通入蒸汽，再向漿化料中通入氧氣進行氧化浸出，并控制氧分壓≤0.2MPa，通入氧氣后反應釜內會緩慢升溫，此時控制升溫溫度差每小時≤20℃，一般來說，4小時后反應釜內溫度基本穩定在135℃左右，且反應釜內溫度不再上升，此時逐步提高氧分壓至0.37MPa，溫度還是不再上升，說明反應已結束，得到反應產物漿料。4)將反應產物漿料通過板框過濾，分別得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有銅的浸出液，實現了銅的高效選擇性浸出。5)將浸出液依次經過精濾、旋流電解、壓板制片后得到純度為99.99％的銅片，將浸出渣依次經過洗渣、板框過濾后得到鉛銀渣。所述浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量參見表1。表6浸出液和鉛銀渣中各主要元素的含量名稱重量/體積水份％鉛％銅酸度g/L主要金屬直收率％鉛銀渣4.2t25.41.750.37％鉛直收率：98.9浸出液13.2m368.5g/L44銅直收率：99.5由此可見，本發明提供的從鉛冰銅中浸出銅的方法具有以下有益效果：1)本發明適用從鉛冰銅中直接選擇性提取銅，產品質量高達99.99％，無需再次提純，回收率高達99％，而且流程耗時短，解決了企業由于鉛冰銅外售過程中鉛不計價，及金、銀不計價或者計價系數很低導致企業損失大量貴重金屬的問題。2)本發明原料適應性強，適于鉛：1-45％；銅：10-70％；硫：1-30％；銀0.01-2％；鐵：1-30％中回收銅，并且采用高壓酸浸，氧化浸出完成后，進行液固分離，原料中的Pb、Fe、Ag、As等元素被固定在浸出渣中，而Cu則進入到浸出液中，因此實現了銅的高效選擇性浸出，直收率高且分離徹底。3)本發明由于鉛冰銅在高壓釜中氧化浸出時加入了添加劑，可以解決生產過程中由于物料結團而導致管道堵塞，物料結塊沉底等問題，從而可以大幅度提高了銅的浸出率，并使生產過程更加順暢。4)生產無環境污染，水系統循環使用，無固體廢棄物，部分中間渣料可返回鉛冶煉系統回收其中的鉛、銅、金、銀等有價金屬。由此可見，本發明提供的從鉛冰銅中浸出銅的方法以鉛冰銅為原料，通過蒸汽加熱精確控制反應條件，從而提高銅的浸出率。因此，本發明提供的從鉛冰銅中浸出銅的方法對原料適應性強，流程和操作簡單，銅浸出率高，對大氣污染小，可以提高鉛冰銅中銅的回收利用率，從而避免銅資源的浪費。而且采用本發明提供的方法還可以解決設備投資大、維護麻煩且操作復雜的問題。所屬領域的普通技術人員應當理解：以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3