一種銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法

2023-05-23 15:43:21

一種銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法
【專利摘要】本發明公開一種銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法，包括將次生氧化銅礦和次生硫化銅礦石破碎後混合進行溼法堆浸；用稀硫酸進行噴淋浸出，得到弱酸性浸出液；浸出液通過萃取或離子交換提銅，得到銅富集液和貧銅液；將銅富集液電積得到陰極銅；貧銅液在氧化氣氛下高溫高壓連續除鐵，得到的礦漿經過濾得到赤鐵礦渣，部分貧銅液經酸化氧化送往堆場循環浸出。本發明利用鐵離子和硫化銅礦在堆浸過程中發生氧化還原作用，堆浸液中鐵離子主要以二價鐵離子形式存在，為後續提銅免去了還原二價鐵離子的步驟，採用高溫高壓方法除鐵，產渣量小，環保壓力小，鐵渣可二次利用；除鐵過程中產生的硫酸不需中和，直接返回堆浸循環使用，綜合利用效果好。
【專利說明】一種銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及溼法煉銅過程中銅礦石酸浸出液的處理方法，具體涉及一種銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法。

【背景技術】
[0002]低品位難選次生氧化銅礦和次生硫化礦在傳統的溼法煉銅過程中，採用堆浸、柱浸、槽浸等浸出工藝將其中的銅浸出，浸出液經過萃取、反萃工序得到富銅液送去電積工序，萃餘液中大量的鐵及其它雜質需要處理後才能達標排放或回用。常規採用的氧化中和除鐵及黃鉀鐵礬法除鐵法，都需要消耗大量的氧化劑及中和劑，渣量大且銅隨渣的損失較多，投資及生產成本較高，渣的後續處理困難，環保壓力較大。


【發明內容】

[0003]本發明要解決的技術問題:針對傳統溼法煉銅提銅後液除鐵方法的上述缺陷，提供一種銅浸出率高、生產成本低、效率高的銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法。
[0004]本發明採用的技術方案:
一種銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法，包括以下步驟:
(1)堆浸:收集銅礦石溼法冶煉過程中產生的低品位次生氧化銅礦和次生硫化銅礦，將次生氧化銅礦和次生硫化銅礦石破碎，並按0.2飛:1的比例混合均勻，運往堆場溼法堆浸；用稀硫酸做浸取劑進行噴淋浸出，得到含銅0.2?10g/L、含鐵0.5?30g/L、pHf 3的弱酸性浸出液，將浸出液送往提銅工序；
主要反應式如下:
Cu2 (OH) 2C03+4H.=2Cu2++C02+3H20
Cu20+2H+=Cu2++Cu+H20
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
Cu30+2H++2Fe3+=2Cu2++H20+2Fe2+
Cu0+2H+=Cu2++H20
CuS13.2H20+2H++ (n-3) H20=Cu2++Si02.nH20
Cu2S+4Fe3+=2Cu2++S°+4Fe2+
CuS+2Fe3+=Cu2++2Fe2++S°
4Fe2++02+4H+=4Fe3++2H20
(2)提銅工序:浸出液通過萃取或離子交換進行提銅，得到含銅3(T60g/L、含鐵低於500mg/L的銅富集液，同時得到貧銅液；將銅富集液送往電積工序電積得到陰極銅；將貧銅液送至後液儲槽，經配酸氧化處理送往堆場浸出，當貧銅液中的二價鐵含量達到l(T35g/L、三價鐵含量f 10g/L時，將部分貧銅液送至除鐵工序，使系統中的鐵離子濃度穩定在10?30g/L的範圍內；
銅電積主要反應式: 陰極:Cu2++2e=Cu 陽極:40『=02+2H20+4e
(3)除鐵工序:貧銅液經過濾除雜後，經蒸汽預熱至90°C以上，由加壓泵將貧銅液打入反應釜，在氧化氣氛下進行高溫高壓連續除鐵反應，除鐵過程中維持反應釜溫度15(T220°C，壓力1.(Γ2.0MPa，反應時間2飛h，反應後得到礦漿，礦漿經過濾得到赤鐵礦渣，所得除鐵後液返回後液儲槽，經配酸氧化處理後返回堆浸工序。
[0005]主要反應式如下:
4Fe2++02+4H+=4Fe3++2H20
Fe2 (SO4) 3+3H20=Fe203+3H2S04
作為對上述技術方案的進一步優化，本發明採取以下技術措施:
提銅工序和除鐵工序中，配酸氧化處理時採用的氧化劑為空氣、富氧、純氧、雙氧水、二氧化錳或高錳酸鉀，配酸後的酸度在25?80g/L。
[0006]提銅工序還包括將電積工序的電積廢液配酸氧化處理，然後進入堆浸進行循環，配酸後酸度為25?80g/L，三價鐵含量5?15g/L，總鐵含量l(T30g/L。
[0007]除鐵工序中進入反應釜的貧銅液中二價鐵離子濃度l(T30g/L、三價鐵離子濃度I?10g/L、銅離子濃度0.2g/L?10g/L、pH值I?3。
[0008]其中送至除鐵工序的部分貧銅液的量為貧銅液總量的59Γ40%。
[0009]得到的除鐵後液含Cu0.47-1.14g/L、Fe2+0.58-0.7g/L、Fe3+L 1-1.3g/L、硫酸25-50g/L。
[0010]本發明與傳統工藝相比，具有以下優點:
1、本發明充分利用鐵離子和硫化銅礦在堆浸過程中發生的氧化還原作用，使得堆浸液中的鐵離子主要以二價鐵離子形式存在，為後續萃取或離子交換吸附提銅免去了還原二價鐵離子的步驟，同時貧銅液可直接採用高溫高壓除鐵，除鐵效果好，步驟簡化，易於操作。
[0011]2、傳統的銅溼法冶煉除鐵方法採用氧化中和法或黃鉀鐵礬法除鐵，氧化劑耗量大，銅回收率低，渣量大，環保壓力大；和傳統方法相比，本發明具有氧化劑耗量小、銅浸出率高、反應快、產洛量小等優點，有利於環保。
[0012]3、本發明採用高溫高壓除鐵，可減少溶液中銅的損失，產渣量小，環保壓力小，同時鐵渣可作為煉鐵原料或作為生產鐵紅、鐵黃等顏料的原料，實現了鐵渣的二次利用，變廢為寶。
[0013]4、本發明除鐵過程中使用的大量硫酸不需要中和，可返回堆浸循環利用，節約了硫酸，有利於降低生產成本，綜合利用效果好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的工藝流程簡圖。

【具體實施方式】
[0015]銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法的工藝流程，參見圖1，主要工藝過程為:銅礦石破碎混合一堆浸一提銅一電積一陰極銅，貧銅液一高溫高壓除鐵一鐵渣。輔助工序:貧銅液鐵的氧化、鐵渣後續水洗處理、電積廢液淨化等。
[0016]實施例1:一種銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法，包括以下步驟:
(1)堆浸:收集銅礦石溼法冶煉過程中產生的低品位次生氧化銅礦和次生硫化銅礦，將其分別破碎成10-30mm大小的碎塊，然後按次生氧化銅礦和硫化銅礦0.2飛:1的比例混合均勻(具體按銅、鐵、硫三種元素的配比而定)，運往堆場進行溼法堆浸；用稀硫酸做浸取劑噴淋浸出，得到含銅0.2?10g/L、鐵0.5?30g/L、ρΗΓ3的弱酸性浸出液；將得到的浸出液送往提銅工序；
(2)提銅工序:將浸出液通過萃取方法提銅，得到含銅3(T60g/L、含鐵低於500mg/L的銅富集液，同時得到貧銅液；將銅富集液送去電積工序電積得到純度99.99%的陰極銅；貧銅液經過配酸氧化處理後送往堆場浸出，當貧銅液中的二價鐵含量為l(T35g/L、三價鐵含量f 10g/L時，部分貧銅液送至除鐵工序除鐵(根據循環流量、系統體積和鐵浸出率來確定，返回的貧銅液量一般為總貧銅液的5°/Γ40%，本實施例取15%)，最終將鐵離子濃度控制在合適的範圍內(l(T30g/L)；
(3)除鐵工序:將貧銅液經蒸汽預熱至90°C以上，由加壓泵打入反應釜中進行高溫高壓連續除鐵，維持反應釜溫度15(T220°C，壓力1.(Γ2.0MPa，反應時間2?5h ;將反應後生成的礦漿排出反應釜，進入閃蒸槽回收熱量，常壓下過濾礦漿得到鐵渣，經壓濾機壓濾鐵渣得到赤鐵礦渣，得到的除鐵後液返回後液儲槽，經配酸氧化處理後返回堆浸。
[0017]反應後得到的除鐵後液中，含Cu2+0.47g/L、Fe2+0.7g/L、Fe3+l.lg/L、硫酸 25g/L，得到鐵渣49.4g，鐵渣中含鐵55.2%、含銅0.17%，除鐵率為88.6%。
[0018]所述提銅工序和除鐵工序中，貧銅液配酸氧化處理時氧化劑採用空氣、富氧、純氧、雙氧水、二氧化錳或高錳酸鉀，具體方法為將氧化劑緩慢加入反應槽中攪拌1-3小時，氧化劑比正常添加過量10%，所加酸為稀硫酸，配酸後的酸度在25?80g/L。
[0019]鐵渣經過水洗等處理後外售，作為煉鐵原料，也可作為鐵紅、鐵黃等顏料產品的原料；液體在整個工藝流程中重複使用，閉路循環。
[0020]實施例2:銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法，工序同例1，不同之處在於:
(1)堆浸:按照次生氧化銅礦和硫化銅礦0.2^1的比例混合均勻，運往堆場進行溼法堆浸；用稀硫酸做浸取劑噴淋浸出，得到含銅0.2?3g/L、鐵0.5?10g/L、ρΗΓ3的弱酸性浸出液；將得到的浸出液送往提銅工序；
(2)提銅工序:浸出液通過萃取方法提銅，得到含銅3(T60g/L、含鐵低於500mg/L的銅富集液；萃取後的貧銅液含Cu0.5g/L、Fe2+14.3g/L、Fe3+L lg/L、pHl.2，貧銅液送往除鐵工序;
(3)除鐵工序:將貧銅液經過蒸汽預熱至90-98°C，由加壓泵打入反應釜中進行高溫高壓連續除鐵，貧銅液除鐵時:反應溫度170°C、反應壓力1.2MPa、氧分壓0.25MPa、反應時間3h ;得到除鐵後液中:含 Cu0.74g/L、Fe2+0.58g/L、Fe3+l.3g/L、硫酸 35g/L ;得到鐵渣 63.1g,鐵渣中含鐵56.3%、含銅0.21%，除鐵率90.6%。
[0021]將淨化後的電積廢液與除鐵後液、貧銅液混合配酸氧化，然後進入堆浸工序循環，配酸後的酸度在25?80g/L，三價鐵含量5?15g/L ;將得到的浸出液再送往提銅工序。配酸氧化處理時氧化劑採用純氧，將純氧通入反應槽中攪拌1-3小時，所加酸為稀硫酸，配酸後的酸度在25?80g/L。
[0022]實施例3:銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法，工序同例1，不同之處在於: (1)堆浸:按照次生氧化銅礦和硫化銅礦3飛:1的比例混合均勻，運往堆場進行溼法堆浸；用稀硫酸做浸取劑噴淋浸出，得到含銅5?10g/L、鐵l(T30g/L、pHf3的弱酸性浸出液；
(2)提銅工序:將堆浸得到的浸出液通過樹脂進行離子交換吸附，得到含銅3(T60g/L、含鐵低於500mg/L的銅富集液；得到的貧銅液含Cul.2g/L、Fe2+23.7g/L、Fe3+0.8g/L、pH3.0，貧銅液送往除鐵工序；
貧銅液經配酸氧化處理後送往堆場浸出，當貧銅液中的二價鐵含量為l(T35g/L、三價鐵含量5?10g/L時，部分貧銅液送至除鐵工序除鐵，返回的貧銅液的量為總量的35%，將鐵離子濃度穩定在2(T30g/L的範圍內；
(3)除鐵工序:將貧銅液經過蒸汽預熱至90°C以上，除鐵時反應溫度175°C、反應壓力1.2MPa、氧分壓0.2MPa、反應時間3.5h，得到除鐵後液，其中含Cul.14g/L、Fe2+0.6g/L、Fe3+L 2g/L、硫酸40g/L，得到鐵渣74.2g，鐵渣中含鐵61.4%、含銅0.22%，除鐵率92.8%。
[0023]將淨化後的電積廢液、除鐵後液和貧銅液一同混合配酸氧化，然後進入堆浸工序循環，配酸後的酸度在25?80g/L，三價鐵含量5?15g/L ;將得到的浸出液送往提銅工序。配酸氧化時氧化劑採用雙氧水，將氧化劑緩慢加入反應槽中攪拌1-3小時，氧化劑比正常添加過量10%，所加酸為稀硫酸，配酸後的酸度在4(T80g/L。
[0024]實施例4:銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法，工序同例3，不同之處在於:
將堆浸得到的浸出液通過樹脂吸附進行離子交換，得到的貧銅液含Cu0.7g/L、
Fe2+26.6g/L、Fe3+L lg/L、pH2.4，貧銅液送去除鐵工序；
貧銅液除鐵時，反應溫度185°C，反應壓力1.5MPa，氧分壓0.3MPa，反應時間3.0h,得到除鐵後液，其中含Cu0.63g/L、Fe2+0.55g/L、Fe3+l.2g/L、硫酸45g/L，得到鐵渣95.3g，渣含鐵54.7%、渣含銅 0.18%,除鐵率 93.84%。
[0025]實施例5:銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法，工序同例3，不同之處在於:
將堆浸得到的浸出液送去樹脂吸附離子交換，貧銅液含Cul.0g/L、Fe2+31.3g/L、Fe3+L Og/L、pH2.5，吸附後液送去除鐵工序；
貧銅液除鐵，反應溫度200°C，反應壓力1.75MPa，氧分壓0.2MPa，反應時間4h，得到除鐵後液，其中含 Cu 0.92g/L、Fe2+0.65g/L、Fe3+l.lg/L、硫酸 50g/L，得到鐵渣 106.2g，鐵渣中含鐵58.2%、含銅0.19%,除鐵率94.7%。
[0026]以上所列舉的僅為本發明的較佳實施例，並不表示對本發明的任何形式上的限制，凡在本發明技術方案構思的基礎上，本領域技術人員所作的任何修改或等同替換，均屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種銅礦石酸浸出液的提銅除鐵方法，其特徵是:該方法包括以下步驟: (1)堆浸:收集銅礦石溼法冶煉過程中產生的低品位次生氧化銅礦和次生硫化銅礦，將次生氧化銅礦和次生硫化銅礦石破碎，並按0.2飛:1的比例混合均勻，運往堆場溼法堆浸；用稀硫酸做浸取劑進行噴淋浸出，得到含銅0.2?10g/L、含鐵0.5?30g/L、pHf 3的弱酸性浸出液，將浸出液送往提銅工序； (2)提銅工序:浸出液通過萃取或離子交換進行提銅，得到含銅3(T60g/L、含鐵低於500mg/L的銅富集液，同時得到貧銅液；將銅富集液送往電積工序電積得到陰極銅；將貧銅液送至後液儲槽，經配酸氧化處理送往堆場浸出，當貧銅液中的二價鐵含量達到l(T35g/L、三價鐵含量f 10g/L時，將部分貧銅液送至除鐵工序，使系統中的鐵離子濃度穩定在l(T30g/L的範圍內； (3)除鐵工序:貧銅液經過濾除雜後，經蒸汽預熱至90°C以上，由加壓泵將貧銅液打入反應釜，在氧化氣氛下進行高溫高壓連續除鐵反應，反應過程中維持反應釜溫度15(T220°C，壓力1.(Γ2.0MPa，反應時間2飛h，反應後得到礦漿，礦漿經過濾得到赤鐵礦渣，所得除鐵後液返回後液儲槽，經配酸氧化處理後返回堆浸工序。
2.根據權利要求1所述的提銅除鐵方法，其特徵在於:所述提銅工序和除鐵工序中，配酸氧化處理時採用的氧化劑為空氣、富氧、純氧、雙氧水、二氧化錳或高錳酸鉀，配酸後的酸度在25?80g/L。
3.根據權利要求2所述的提銅除鐵方法，其特徵在於:所述提銅工序還包括將電積工序的電積廢液配酸氧化處理，然後進入堆浸進行循環，配酸後酸度為25?80g/L，三價鐵含量5?15g/L，總鐵含量10?30g/L。
4.根據權利要求1所述的提銅除鐵方法，其特徵在於:所述除鐵工序中進入反應釜的貧銅液中二價鐵離子濃度l(T30g/L、三價鐵離子濃度f 10g/L、銅離子濃度0.2g/L?10g/L、pH值廣3。
5.根據權利要求1所述的提銅除鐵方法，其特徵在於:其中送至除鐵工序的部分貧銅液的量為貧銅液總量的5°/Γ40%。
6.根據權利要求1-5任一項所述的提銅除鐵方法，其特徵在於:所述除鐵後液中含Cu0.47-1.14g/L、Fe2+0.58-0.7g/L、Fe3+L 1-1.3g/L、硫酸 25_50g/L。
【文檔編號】C22B3/08GK104232924SQ201410494688
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】王向陽, 孫偉, 郭志文, 陳永豐, 田興堂, 曹全紅 申請人:河南工信華鑫環保科技有限公司