一種粗銅中除錫的方法
2023-04-24 23:56:11 1
專利名稱：一種粗銅中除錫的方法
技術領域：
本發明涉及一種粗銅的除錫方法。
背景技術：
銅既是一種戰略金屬，也是一種民生金屬，是不可缺少的重要工業原材料，應用領域廣，產業關聯度高。目前，分別以銅二次資源物料和銅原生礦物為原料，採用各種火法冶煉工藝所得到的粗銅，均含有一定量雜質元素，含錫高於3%的粗銅為高錫粗銅。粗銅除含錫外，一般還有鐵、鎳、鋅、銻、鉛、硫、砷等雜質金屬元素，雜質總含量一般小於8%，其中以銅二次資源物料為原料所得粗銅，雜質總含量有時可高達15%。粗銅需要先經過火法精煉，然後電解精煉，才能獲得純度99.99%以上的商品金屬銅。傳統的粗銅火法精煉除雜方法是在高溫熔融狀態下，將空氣鼓入熔體進行化學反應，利用雜質相比銅與氧親合力強的原理，將雜質氧化為不溶於銅的氧化物，最終雜質以浮渣形式脫除。氧化精煉時，當採用熔體中氧化亞銅過飽和操作方式，易脫除鋅、鎳、硫、砷、銻等雜質，但不易完全脫除粗銅中高含量的雜質錫。CN101292388 「一種多金屬粗銅的電解方法」公開一種硝酸體系粗銅電解精煉方法，相比傳統硫酸體系電解，操作條件複雜、成本較高。CN101654744 「高砷、銻粗銅的反射爐火法精煉方法」公開一種通過熔化、氧化還原揮發與複合鹼性熔劑造渣相結合的火法精煉方法，該發明是 針對性處理高砷、銻粗銅的火法精煉方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種粗銅除錫的方法，本發明的方法能脫除高含量的錫，銅回收率高，方法簡單，易操作，易實現工程化。為實現上述目的，本發明的方法由以下步驟組成:
1.將粗銅加熱熔融，保持在115(T1250°C內，根據預先測定的粗銅中鐵含量，在熔融粗銅中加入鐵含量兩倍重量的二氧化矽，同時向熔融粗銅中通入壓縮空氣造渣後，分離氧化浮渣。2.將熔融粗銅降溫到110(Tll5(rC內，加入粗銅重量5 10%的造渣劑燒鹼，攪拌，加入粗銅重量2飛％的氧化劑硝酸鈉或硝酸鉀，攪拌時間為1(Γ30分鐘。3.升溫至113(Tl200°C，分別加入粗銅重量10 20%的造渣劑燒鹼、2 5%的氧化劑硝酸鈉或硝酸鉀和2 3%的添加劑，攪拌，時間為2(Γ60分鐘。4.靜置30 180分鐘後，降溫至90(Tl08(rC，除去上層鹼渣。5.除去鹼渣後，再升溫熔化銅，加入粗銅重量2 15。/。的還原劑碳粉或粉煤，攪拌，保溫靜置後，得到除錫後的銅。所述添加劑為氯化鈉、氯化銨、碳酸鈣或碳酸鈉。本發明的步驟2是利用錫的雙性金屬性質，錫在鹼性條件下氧化生成錫酸鈉(鉀)，反應式為:5Sn+6Na0H+4Na(K)N03 = 5Na2Sn03+N2丨+3H20。加入熔融粗銅中的燒鹼形成熔融覆蓋層，燒鹼既是亞惰性反應介質，又是反應物。先加入燒鹼，再加入硝酸鈉(鉀)可使反應溫和進行，保障高溫熔融環境下安全反應，提高了氧化劑的利用率。通過反應生成的錫酸鈉鹼渣，脫除粗銅中的錫。本發明步驟3將熔融粗銅溫度小幅度提升，利用再次加入造渣劑與氧化劑，增大反應物接觸時間，充分保證熔體中殘留的雜質錫全部反應造渣分離。是進一步脫除雜質錫。添加劑可改善高溫粗銅熔體的流動性能。與現有技術相比，本發明以火法熔煉所得高錫粗銅為對象，鹼性介質覆蓋熔體形成亞惰性反應介質，用以維持反應時的氧化氣氛持續穩定，通過造錫酸鈉(鉀)鹼渣實現粗銅中高效脫除雜質錫，該方法工藝簡單，銅回收率高，成本低廉，可實現規模生產。
具體實施例方式實施例1
取含銅87.9%、含錫10.8%、含鐵2.6%的鼓風爐冶煉所得粗銅，置於火法精煉爐，升溫到1210°C，在熔融粗銅中加入鐵含量兩倍重量的二氧化矽除鐵，同時通壓縮空氣氧化造渣，除鎳、鋅、硫、砷等雜質；分離氧化浮渣後，調整熔融粗銅溫度為1140°C，按粗銅重量9%的比例投入燒鹼，攪拌後，加入粗銅重量5%的硝酸鈉，攪拌25分鐘；升溫至1180°C，加入粗銅重量18%的燒鹼、5%的硝酸鈉和3%的氯化鈉，攪拌，反應30分鐘；保溫靜置120分鐘，降溫至1050°C，分離含錫鹼 渣；升溫至1130°C，加入熔融粗銅重量5%的碳粉，攪拌，保溫靜置後，測試銅液的金屬含量:銅98.7%、錫0.9%、鐵0.2%。實施例2
取含銅96.31%、含錫2.03%、含鐵0.8%的吹煉爐所得粗銅，置於火法精煉爐，升溫到1190°C，在熔融粗銅中加入鐵含量兩倍重量的二氧化矽除鐵，同時通壓縮空氣氧化造渣，除鎳、鋅、硫、砷等雜質；分離氧化浮渣後，調整熔融粗銅溫度為1130°C，按粗銅重量5%的比例投入燒鹼，攪拌後，加入粗銅重量3%的硝酸鈉，攪拌15分鐘；升溫至1150°C，加入粗銅重量10%的燒鹼、3%的硝酸鈉和2%的氯化銨，攪拌，反應20分鐘；保溫靜置50分鐘，降溫至1000°C，分離含錫鹼渣；升溫至1150°C，加入熔融粗銅重量7%的粉煤，攪拌，測試銅液的金屬含量:含銅99.6%、含錫0.15%、含鐵0.1%。實施例3
取含銅92.91%、含錫5.33%、含鐵2.1%的富氧底吹熔煉爐冶煉所得粗銅，置於火法精煉爐，升溫到1230°C，在熔融粗銅中加入鐵含量兩倍重量的二氧化矽除鐵，同時通壓縮空氣氧化造渣，除鎳、鋅、硫、砷等雜質；分離氧化浮渣後，調整熔融粗銅溫度為1150°C，按粗銅重量8%的比例投入燒鹼，攪拌後，加入粗銅重量4%的硝酸鈉，攪拌25分鐘；升溫至1170°C，加粗銅重量15%的燒鹼、5%的硝酸鈉和2%的碳酸鈉，攪拌，反應50分鐘；保溫靜置150分鐘，降溫至950°C，分離含錫鹼渣；升溫至1150°C，加入熔融粗銅重量9%的碳粉，攪拌，測試銅液的金屬含量:銅98.2%、錫0.9%、鐵0.3%。
權利要求
1.一種粗銅中除錫的方法，其特徵在於由以下步驟組成: 1)將粗銅加熱熔融，保持在115(T1250°C內，根據預先測定的粗銅中鐵含量，在熔融粗銅中加入鐵含量兩倍重量的二氧化矽，同時向熔融粗銅中通入壓縮空氣造渣後，分離氧化浮渣.2)將熔融粗銅降溫到110(Tll5(rC內，加入粗銅重量5 10%的造渣劑燒鹼，攪拌，加入粗銅重量2飛％的氧化劑硝酸鈉或硝酸鉀，攪拌時間為1(Γ30分鐘.3)升溫至113(Tl200°C，分別加入粗銅重量10 20%的造渣劑燒鹼、2 5%的氧化劑硝酸鈉或硝酸鉀和2 3%的添加劑，攪拌，時間為2(Γ60分鐘.4)靜置30 180分鐘後，降溫至90(Γ1080 ，除去上層鹼渣.5)除去鹼渣後，再升溫熔化銅，加入粗銅重量2 15。/。的還原劑碳粉或粉煤，攪拌，保溫靜置後，得到除錫後的銅。
2.根據權利要求1所述的粗銅中除錫的方法，其特徵在於所述添加劑為氯化鈉、氯化銨、碳酸鈣或 碳酸鈉。
全文摘要
一種粗銅中除錫的方法。將粗銅加熱熔融，加入鐵含量兩倍重量的二氧化矽，通入壓縮空氣造渣後，分離氧化浮渣；將熔融粗銅降溫到1100~1150℃內，加入粗銅重量5~10%的造渣劑燒鹼，攪拌，加入粗銅重量2~6%的氧化劑硝酸鈉或硝酸鉀，攪拌時間為10~30分鐘；升溫至1130~1200℃，分別加入粗銅重量10~20%的造渣劑燒鹼、2~5%的氧化劑硝酸鈉或硝酸鉀和2~3%的添加劑，攪拌，時間為20~60分鐘；靜置30~180分鐘後，降溫至900~1080℃，除去上層鹼渣；除去鹼渣後，再升溫熔化銅，加入粗銅重量2~15%的還原劑碳粉或粉煤，攪拌，保溫靜置後，得到除錫後的銅。本發明的方法能脫除粗銅中高含量的錫，銅回收率高，方法簡單，易操作，易實現工程化。
文檔編號C22B15/14GK103243223SQ201310193419
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月23日 優先權日2013年5月23日
發明者郭秋松, 劉志強, 朱薇 申請人:廣州有色金屬研究院