一種控制溼法銅冶金浸出液界面汙物形成的工藝的製作方法
2023-10-19 06:28:57 1
本發明涉及一種控制溼法銅冶金浸出液界面汙物形成的工藝，屬於溼法冶金技術領域。
背景技術：
現代溼法銅冶金包括浸取-萃取反萃-電積三部分，由於萃取技術的不斷發展、提高，現代銅溼法冶金呈現出了蒸蒸日上的局面，每年產銅幾百萬噸，其發展速度遠高於整體銅工業的發展速度，已成為一個獨立的工業體系。特別是近些年許多大礦廠相繼投產溼法煉銅廠，更將溼法煉銅的速度推向了一個新高潮。
但在實際應用中也伴隨著一些問題，如界面汙物的形成，這給萃取系統的操作帶來許多麻煩，如降低萃取效率和分相速度，損失有機相，汙染電解液，降低產品質量，惡化勞動環境等，一旦其生成速度失控，最終將導致工廠停產整頓，不能正常作業。
因此，有必要提供一種能夠有效控制溼法銅冶金浸出液萃取過程中界面汙物形成的方法。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種控制溼法銅冶金浸出液界面汙物形成的工藝，可用於溼法銅冶金浸出液以回收銅。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種控制溼法銅冶金浸出液界面汙物形成的工藝，包括以下步驟：
(1)測定溼法銅冶金浸出液的界面張力；
(2)向界面張力小於或等於12.66mN/m的溼法銅冶金浸出液中加入粘土沉澱，靜置，取上清液調節pH值到1.3-1.5，對浸出液的界面張力進行監測，如此反覆，直到浸出液的界面張力大於12.66mN/m；
(3)界面張力大於12.66mN/m的溼法銅冶金浸出液直接進行後續的反萃和電積過程。
在本發明中，所述的溼法銅冶金浸出液為含有Cu2+、TFe、Mg2+、Al3+和Cl-離子的低品位銅礦溼法銅冶金浸出液。
溼法銅冶金浸出液的界面張力與界面汙物的形成密切相關，當界面張力較 大時，溼法銅冶金浸出液在萃取過程不會出現界面汙物，且界面張力越大，越不容易產生界面汙物，因此，增加溼法銅冶金浸出液的界面張力可以減少界面汙物的產生。發明人研究發現，當溼法銅冶金浸出液的界面張力小於或等於12.66mN/m時，在萃取過程中就會形成界面汙物，所以，只要控制溼法銅冶金浸出液的界面張力大於此值即可。本發明中，控制溼法銅冶金浸出液的界面張力大於12.66mN/m做法的依據主要是通過多組(n≥72組)溼法銅冶金浸出液界面張力的測定決定的。當溼法銅冶金浸出液的界面張力小於或等於12.66mN/m時，需要對溼法銅冶金浸出液進行處理。本發明通過控制溼法銅冶金浸出液的界面張力來控制萃取過程中界面汙物的形成。
本發明的優點在於：
本發明的工藝流程短、設備簡單、投資小、成本低、無汙染、回收率高，能夠使低品位銅礦資源溼法銅冶金過程形成的界面汙物得到有效控制，從而擴大資源利用範圍，提高銅金屬的回收率；可綜合利用難處理低品位銅礦資源，獲得很好的經濟效益。
附圖說明
圖1為本發明的工藝流程圖。
圖2為本發明測定界面張力所使用的滴體積測定管的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明，但本發明的實施方式不限於此。
如圖1所示，為本發明的工藝流程圖。根據本發明，測定溼法銅冶金浸出液的界面張力；界面張力大於12.66mN/m的溼法銅冶金浸出液認為合格直接進行後續的反萃和電積過程。界面張力小於或等於12.66mN/m的溼法銅冶金浸出液被認為不合格，需要向其中加入粘土沉澱，靜置，取上清液調節pH值到1.3-1.5，測定界面張力，如此反覆，直到浸出液的界面張力大於12.66mN/m再進行後續的反萃和電積過程。
如圖2所示，在本發明中測定界面張力所使用的滴體積測定管，包括主管1、套管2；主管1的一端通過乳膠管與吸耳球3連接，另一端具有球形的毛細管滴頭4。測定浸出液的界面張力時，將滴體積測定管洗淨，烘乾，冷至室溫，然後將乳膠管套在主管1上，把主管插入套管2中，用鐵架臺夾子將滴體積測定管垂直固定並放入恆溫水浴中，恆溫槽攪拌馬達的攪拌速度應調節合適，不致產生劇烈震動，影響測定的結果。具體操作方法：用待測溶液洗滌滴體積測定管 2-3次，然後裝滿試液，用密度較大的液相從毛細管滴頭滴入密度較小的液相，主管的毛細管滴頭(提前用讀數顯微鏡測定滴體積測定管毛細管滴頭直徑)垂直浸入套管液面下3mm左右，恆溫10-30min，準確記下試液的液面最初刻度a，然後讓液滴滴下，至液面降至b時，記下滴落的全部滴數(整滴數)，這樣，便可計算出液滴的體積。測量完後代入界面張力公式即可得到界面張力。
界面張力公式為：γ＝(ρ1-ρ2)Vg/2πrΦ
式中，γ為密度較大的液相與密度較小的液相間的界面張力，mN/m；ρ為液體密度，kg/m3；V為體積，m3；g為重力加速度，9.80665m/s2；π為常數，3.1416；r為毛細管滴頭半徑，cm；Φ是r/V1/3的函數，它與液體的界面張力、滴管材料、液體密度和粘度等無關。
實施例1
選擇新疆某低品位銅礦，礦石中金屬礦物主要以氯銅礦和孔雀石為主，其次為斑銅礦、銅藍和黃銅礦。礦石中金屬平均品位Cu 0.38％、S 0.56％、Fe 5.01％。取此礦石的溼法銅冶金浸出液備用。
浸出液為含Cu2+、TFe(全鐵，包括二價鐵和三價鐵)、Mg2+、Al3+和Cl-離子的溶液，Cu2+離子濃度為1-7g/L；TFe濃度為20-40g/L；Mg2+濃度為6-12g/L；Al3+離子濃度為0-40g/L；Cl-離子濃度為2-6g/L。
安裝滴體積測定管裝置，注意滴體積測定管在實驗之前必須徹底洗淨，放在烘箱中乾燥，然後在主管上端套一乳膠管。調節恆溫水浴槽至25℃。把滴體積測定管垂直放入恆溫槽中，使管4/5浸沒在水中，這時按照前述方法可對溼法銅冶金浸出液的界面張力進行測定。測定數據如表1所示。
表1
當溼法銅冶金浸出液的界面張力小於或等於12.66mN/m時，可以看到在萃取過程中有界面汙物生成，此時需要向浸出液中加入粘土沉澱、靜置，取上清液調節pH值到1.3-1.5，重複操作1-2次；然後再返回萃取體系進行萃取後，完全合格。
當溼法銅冶金浸出液的界面張力大於12.66mN/m時，96％以上的溼法銅冶金浸出液在此界面張力以上不形成界面汙物，而4％還會形成少許界面汙物，通過向這種浸出液中加入粘土沉澱，靜置，取上清液調節pH值到1.3-1.5，如此重複1-2次；然後再返回萃取體系進行萃取後，完全合格。
因此，本發明的工藝處理效果比較理想，多次反覆後的溼法銅冶金浸出液界面張力100％合格，在萃取過程中不會形成界面汙物，可以直接進行後續的萃取、反萃和電積等工藝。