從銅鋅物料中回收銅和鋅的溼法冶金方法
2023-06-06 02:14:41 1
專利名稱：從銅鋅物料中回收銅和鋅的溼法冶金方法
本方法涉及有色金屬冶金方法，是一種採用氨浸-溶劑萃取法從銅鋅物料中回收銅和鋅的溼法冶金方法，特別適用於各種銅鋅物料的處理。
銅鋅物料處理回收其中有價金屬的銅和鋅，目前研究和應用的方法較多，如美國報導用碳酸銨溶液浸出銅-鋅碎屑，然後控制加熱浸出溶液，選擇性地沉澱鋅銨氧化物-碳酸鹽絡合物，而銅銨碳酸鹽殘留在溶液中的方法;又如英國報導採用高壓硫酸銨溶液浸出含高鋅低銅硫化礦，然後煮沸溶液驅散氨直到銅以硫化物狀態從溶液中沉澱出來，用二氧化碳處理剩餘的硫酸鹽溶液將鋅沉澱出來;美國報導採用碳酸銨高壓學好出處理銅鋅物料然後用一氧化碳作還原氣體沉澱出金屬銅，而鋅殘留在溶液中。以上幾種方法存在著銅鋅分離不徹底，相互夾雜，成本高，操作複雜等缺點。印度報導採用酸性浸出法處理含銅鋅的低品位複雜礦，即將銅鋅物料磨到一定細度與一定量酸性溶液調漿放入浸出槽內進行攪拌浸出，經固液分離，浸出液用溶劑萃取的方法分離銅鋅，該法由於採用酸浸，鐵、錳、鈣、鎂等雜質金屬同時浸出進入溶液，固液分離後，溶液經萃取銅，鐵、錳與鋅殘留於萃餘液中，經淨化除雜，得到鋅產品，此方法存在著耗酸量大，除雜淨化工序複雜，銅鋅分離不好，成本高等缺點。
本發明的目的在於尋找一種銅鋅分離好、工序簡單、便於操作、成本低的處理銅鋅物料的方法。
本發明的特徵在於a、採用常壓氨浸法浸出銅鋅物料，浸出的條件是溶劑採用NH3、碳酸氫銨或CO2，總NH3濃度4～6M，NH3/CO2＝1.0，溫度50～60℃，液固比視原料而定，保證浸出液含Zn 15～30g/l;b、氨浸出液萃取分離銅鋅，萃取劑採用酮肟類萃劑如LIX84，稀釋劑為260＃煤油或普通煤油，萃取劑濃度10～30%(體積)，相比A/O＝1/1～1/3，混合時間2～5分鐘，銅進入有機相，鋅留存於萃餘液;c、萃取液採用鋅粉淨化，淨化後液蒸氨沉鋅，得鹼式碳酸鋅，經350～400℃煅燒2小時得活性氧化鋅;d、負載有機反萃，採用含Cu～40g/l、H2SO4～160g/l的廢電解液與負載有機相混合2～5分鐘，澄清分相，得水相即富銅液(Cu～45g/l、H2SO4～150g/l)，直接送電解生產電銅。廢電解液返回反萃。
本發明的方法由於採用常壓氨浸，生產安全可靠，操作容易，銅、鋅溶解到溶液中，鈣、鎂、錳、鐵等雜質殘留於渣中，降低溶劑消耗，成本低，減少淨化工序，便於用萃取法進行銅鋅分離。本發明的方法可廣泛用於處理銅鋅物料回收銅鋅的工礦企業，也可適用於有色冶金廠礦。可廣泛用於有色金屬冶金廠礦企業處理銅鋅物料冶煉工藝的改造，也可適用於處理銅鋅物料綜合回收銅鋅的其他工礦企業。
圖1為銅鋅物料處理溼法冶金工藝流程圖。
如圖1所示、將銅鋅物料加入浸槽內，再向槽內加入液氨和碳酸氫氨。升溫攪拌浸出，液固分離，溶液送萃取，萃取液經反萃得富銅液，送電積得電銅;萃餘液經淨化、過濾、濾液蒸氨鹼式碳酸鋅，再經煅燒得活性氧化鋅。
本發明是針對各種銅鋅物料，包括黃雜銅屑、銅鋅浮渣及各種氧化殘渣、銅鋅複合礦等。用常壓氨浸浸出這些物料，浸出條件為溫度50～60℃;總NH3;濃度4～6M;NH3/CO2＝1.0;液固比視原料而定，保證浸出液含Zn 15～30g/l;需要時可通空氣氧化。銅鋅均以絡合物形式進入浸出液，浸出率達90%以上。然後從浸出液中選擇性萃取銅，萃取劑為10～30%(V/V)LIX84，稀釋劑為260＃煤油或普通煤油，萃取劑級數2～3級，反萃1～2級，萃取與反之間還需1～2級洗滌段，以便洗去負載有機夾帶的NH3，洗滌劑為微酸性水，萃取和反萃相比視料液濃度和有機相濃度而定，一般為A/O＝1/1～1/3，洗滌相比一般為A/O＝1/3～1/10。銅被萃取進入負載有機，萃取率為99.90%，而鋅則基本不被萃取，99.95%的鋅存留於萃餘液，銅鋅得以徹底分離，分離係數高達1.08×106。負載有機相經洗滌夾帶的NH3後，用含Cu～40g/l，H2SO4～160g/l的溶液(返回的廢電解液)反萃得含銅Cu～45g/l，H2SO4150g/l的富銅液，富銅液經不溶陽極電解沉積即可得一級電銅(Cu99.95%)，反萃後有機相得以再生，返回萃取循環使用，而電解後的廢電解液則返回反萃。
銅被選擇性萃取後，萃餘液即為含鋅氨性溶液，另外還含有少量重金屬雜質離子，如鎳、鈷、鉛、錳、鐵等，因萃取時這些重金屬離子均不進入有機相而主要是存在於萃餘液中，所以在蒸氨沉鋅前先用少量鋅粉將這些雜質離子置換沉澱，沉澱物過濾，濾餅可返回使用多次，然後從中可進一步回收其中的有價金屬或棄去。淨化後萃餘液蒸氨沉鋅，得鹼式碳酸鋅，鹼式碳酸鋅在350～400℃煅燒2小時即可得到活性氧化鋅產品。蒸氨時的蒸氨氣體加以吸收，回收其中的NH3和CO2，回收率在98%以上。
實施例1原料為某礦井下水經石灰中和而得的銅鋅渣，其成分如下(%)Cu5.90、Zn20.50、Fe2.70、Ni0.023、Co0.072、CaO5.18、MgO9.60、Al2O36.89、SiO27.18、H2O55.70。該原料因含Ca、Mg高，用酸浸不但不經濟，而且由於Ca、Mg等雜質與Zn一起進入溶液後難於分離，從而得不到合格的鋅產品。本發明用氨浸法，稱取相當於乾重500g的銅鋅渣裝入玻璃三口瓶，液固比L/S＝6，按總NH3濃度6M和NH3/CO2＝1.0加入氨水和碳酸氫銨，然後在溫度55℃下攪拌浸出6h。浸出完畢抽濾並洗滌浸渣，得浸出液450ml，其成份為Cu6.02g/l、Zn21.21g/l、Fe0.005g/l、Mg0.01g/l，Cu浸出率92.0%，Zn浸出率93.10%，浸出渣可棄去。
氨浸液用18%(V/V)LIX84萃取銅。量取100ml浸出液和100ml18%(V/V)LIX84有機溶液 ，裝入同一分液漏鬥，在康式振蕩器上混合3min，然後靜置分相，銅被萃入有機相，萃取率達99.90%。而鋅基本上不被萃取，99.42%的鋅存留於萃餘液中銅鋅分離係數可達1.08×106。從分液漏鬥下部放出萃餘液，然後再加入100ml含Cu40g/l、H2SO4160g/l的廢電解液反萃，仍然在康式振蕩器上混合3min，負載有機相中的銅被反萃下來，得到含Cu45g/l、H2SO4150g/l的富銅液，此溶液電積可產出一級電銅(Cu99.95%)產品。
鋅可從萃餘液中加入回收。萃餘液先用少量鋅粉置換，沉澱鎳、鈷等重金屬雜質，量取200ml萃餘液裝入燒杯，然後邊攪拌邊加入鋅粉，鋅粉加入量為2kg/m3溶液，置換2小時後將渣濾出。淨化後液在電阻爐上加熱蒸氨1小時，鋅以鹼式碳酸鋅沉澱，過濾後烘乾再在溫度350～400℃的馬弗爐中煅燒2小時，即得合格活性氧化鋅產品，含ZnO97%，比表面60m2/g。
全流程銅、鋅回收率分別為91.91%和92.56%。
實施例2原料為銅加工廠的熔煉爐渣，其成分如下(%)Cu9.20、Zn8.70、Fe2.35、Ni0.032、Co0.002、Pb0.84、Mn0.08、H2O 40浸出條件為總NH34.5M、NH3/CO2＝1.0、溫度55℃、通空氣浸出4h，按例1同樣的操作，結果得到浸出液含Cu16.25g/l、Zn27.50g/l、Cu、Zn浸出率分別為99.67%和98.36%。
然後按例1中同樣的方法操作，用20%LIX84萃取Cu，相比O/A＝2/1，萃取率99.90%。負載有機反萃得富銅液，富銅液電解得一級電銅(Cu99.95%)。99.6%的鋅進入萃餘液，淨化後蒸氨得鹼式碳酸鋅，鹼式碳酸鋅煅燒得活性氧化鋅產品，含ZnO＞97%，比表面60m2/g。
全流程銅、鋅回收率分別為99.57%和97.97%。
權利要求
1.一種採用氨浸取工藝從銅鋅物料中回收銅和鋅的方法，其發明的特徵在於a、採用常壓氨浸的浸出條件是溶劑NH3、碳酸氫銨或CO2，總NH3濃度4～6M，NH3/CO2=1.0，溫度50～60℃，液固比視原料而定，保證浸出液含Zn15～30g/l；b、氨浸出液萃取分離銅鋅，萃取劑採用酮肟類萃劑如LIX84，稀釋劑為260#煤油或普通煤油，萃取劑濃度10～30%(體積)，相比A/O=1/1～1/3，混合時間2～5分鐘；c、萃取液採用鋅粉淨化，淨化後液蒸氨沉鋅，得鹼式碳酸鋅，經350～400℃煅燒2小時，得活性氧化鋅；d、負載有機反萃，含Cu 40g/l，H2SO4約160g/l的廢電解液與負載有機相混合2～5分鐘，澄清分相，得水相即富銅液(Cu～45g/l、H2SO4150g/l)，直接送電解生產電銅，廢電解液返回反萃。
全文摘要
本發明是一種從銅鋅物料中回收銅和鋅的方法，發明的特徵在於採用氨浸出銅鋅物料，然後採用萃取法將浸出液中銅鋅分離，富銅液送電積生產電銅，萃餘液經蒸氨得鹼式碳酸鋅，送煅燒得活性氧化鋅。本方法工藝成熟，銅鋅分離好，金屬回收率高，適用於銅鋅物料如黃雜銅屑、銅鋅浮渣及各種氧化殘渣的處理。
文檔編號C22B3/30GK1113520SQ9410634
公開日1995年12月20日 申請日期1994年6月13日 優先權日1994年6月13日
發明者楊佼庸, 胡福成, 詹惠芳 申請人:北京礦冶研究總院