高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法
2023-10-23 21:35:07 2
專利名稱：高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法
技術領域：
本發明涉及一種高鐵低銅料液萃取-電積生產金屬銅過程的除鐵方法，屬於礦山特殊開採方式，屬溼法冶金技術領域。
背景技術：
對於Fe2O3及FeO含量高的氧化銅礦，在用硫酸堆浸及攪拌浸出生產過程中，有大量的鐵離子被浸出而進入到料液中，高鐵料液在萃取提銅的過程中，鐵離子會被物理夾帶進入反萃液(即電積液)中，在電積銅生產過程引起陰極銅掛耳斷裂、電耗上升、電積銅質量不合格等諸多問題。雲南迪慶礦業電銅廠處理的氧化銅礦，由於礦石中Fe2O3含量高達20 27%，FeO含量達3 5%，用硫酸堆浸及攪拌浸出礦石，生產電積銅時，部分鐵會以硫酸高鐵和硫酸亞鐵的形式溶解進入浸出液中，使硫酸浸出液含Cu2+O. 5 I. Og/1, Fe3+5 IOg/I1Fe2+I 3g/l ;在萃取銅時被物理夾帶進入反萃液(即電積液)，並在電積銅生產流程中逐漸累積升高，導致電積液中鐵離子含量越來越高，達到10 15g / I,嚴重影響電積正常生產作業。尤其是鐵離子濃度比本行業允許的標準上限(Fe ^ 3g / I)高出3 5倍，造成電積生產過程中出現嚴重的銅掛耳斷裂現象，電流效率嚴重偏低(=60%),電積電耗也比同行標準(2000kw.h / tcu)高出2倍多(達4228kw.h / tcu)，給企業電積生產操作和經營管理造成較大的影響。
發明內容
為了徹底解決上述陰極銅掛耳斷裂、電耗上升、電積銅質量不合格等瓶頸問題，本發明提供一種高鐵低銅料液萃取-電積生產金屬銅過程中的除鐵方法，應用於生產實踐後，能有效改善電銅廠電積銅生產過程中鐵離子影響的問題。電積流程中的鐵離子來源主要是萃取過程中有機相與含高鐵離子料液混合時產生了部分料液夾帶，這些夾帶液隨有機相進入反萃取工序後，被反萃液洗滌進入電積液中，通過不斷累積造成鐵離子不斷升高。傳統的萃取流程都存在這一設計缺陷，如果浸出液中鐵離子含量高就會被夾帶進入電積液流程。因此，解決問題的關鍵就是要阻斷鐵離子進入電積液的直接通道。本發明通過下列技術方案實現一種高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法，它包括硫酸堆浸及攪拌浸出步驟，對浸出液進行萃取銅的步驟，其特徵在於萃取銅後餘下的負載有機相經過下列處理
A、在負載有機相中加入硫酸含量為8 10g/l的洗滌液，攪拌混合至洗滌液中的鐵離子含量低於0. 5g/l時，得到去除鐵離子的負載有機相，洗滌液送浸出步驟使用，或送洗滌收集池作為洗滌液循環使用；
B、按電尾液去除鐵離子的負載有機相=1:2 3體積比，將步驟A的去除鐵離子的負載有機相，用含180 200g/l硫酸的電尾液進行反萃取，使銅離子富集到反萃液中作為生產電積銅的電積液，餘液為含萃取劑的再生有機相；
C、將步驟B的再生有機相，送一次萃取工序進行萃取銅；
D、將步驟B的電積液送電積工序，生產電積銅。所述步驟A的負載有機相為一次萃取過程產生的負載有機相，或者經一次萃取後再進行二次萃取時產生的負載有機相。所述步驟A的洗滌是在常規洗滌池中按常規進行的攪拌混合洗滌。所述步驟B的含180 200g/l硫酸的電尾液是電積銅生產過程中產生的電積尾液。
所述步驟B的反萃取是在常規反萃取設備上，進行混合分相的過程。所述步驟C的萃取是在常規萃取設備上，按銅浸出液有機相=1:1體積比，進行混合分相的過程。所述步驟D的電積是在常規電積設備上按不溶陽極進行的銅電積。本發明與現有技術相比具有下列優點和效果採用上述方案，使有機相中夾帶的鐵離子被洗滌析出，使鐵離子帶入電積液的含量降低了 10倍以上，同時鈣、鎂等其它雜質也被洗滌脫除，有利於提高電銅產品質量，確保陰極銅不再發生掛耳脫落現象，杜絕電積槽體損壞產生的漏液、漏電隱患，保障安全生產，有效降低電積車間生產員工的勞動強度。洗滌液可返回浸出步驟再用，或作為洗滌液循環使用，洗滌成本較低，不外排洗滌劑，對環境無汙染。有機相可長期保持一定的潔淨度，可以加快有機相與水相進行分相，減少有機相夾帶損失，明顯降低煤油和萃取劑消耗，電積電流效率可提高到90%以上，電積電耗可降到2500kw. h /噸銅以下，噸銅節電1728kw *h，噸銅降低成本1036. 8元，電銅生產成本明顯降低。本發明投入低、工藝簡單、操作方便、除鐵效率高、成本低，適合所有傳統銅萃取流程的改進優化，對原料含鐵高、有害雜質含量高的銅溼法酸浸工藝流程都能適用，確保電積銅生產順利進行。
圖I為電積銅生產工藝流程 圖2為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式對本發明做進一步描述。實施例I
本實施例採用兩個萃取系統分別對浸出液進行萃取，所處理的銅礦石中含有大量的Fe2O3及FeO成分，經過常規酸浸、攪拌浸出後，Fe2O3被H2SO4溶解生成Fe3 (SO4) 2，FeO被H2SO4溶解生成FeSO4，經常規進行萃取銅時，部分Fe3+及Fe2+被夾帶進入負載有機相中，對該負載有機相進行下列處理
A、在負載有機相中加入硫酸含量為8g/l的洗滌液，攪拌混合洗滌有機相至洗滌液中的鐵離子含量低於0. 5g/l時，得到去除鐵離子的負載有機相，洗滌液送礦石浸出步驟使用；B、按電尾液去除鐵離子的負載有機相=1:2體積比，將步驟A的去除鐵離子的負載有機相，用含180g/l硫酸的電尾液進行反萃取，使銅離子富集到反萃液中作為生產電積銅的電積液，餘液為含萃取劑的再生有機相；
C、將步驟B的再生有機相送一次萃取工序進行銅萃取；
D、將步驟B的電積液進行常規電積，得電積銅。實施例2
本實施例採用兩個萃取系統分別對浸出液進行萃取，所處理的礦石中含有大量的Fe2O3及FeO成分，經過常規酸浸、攪拌浸出後，Fe2O3被H2SO4溶解生成Fe3(SO4)2, FeO被H2SO4溶解生成FeSO4,經常規萃取後，溶液中的部分Fe3+及Fe2+在萃取時被夾帶進入負載有機相中，對該負載有機相進行下列處理
A、在負載有機相中加入酸含量為10g/l的洗滌液，攪拌混合洗滌有機相至洗滌液中的 鐵離子含量低於0. 5g/l，得到去除鐵離子的負載有機相，洗滌液送洗滌收集池作為洗滌液循環使用；
B、按電尾液去除鐵離子的負載有機相=1:3體積比，將步驟A的去除鐵離子的負載有機相，用含200g/l硫酸的電尾液進行反萃取，使銅離子富集到反萃液中作為生產電積銅的電積液，餘液為含萃取劑的再生有機相；
C、將步驟B的再生有機相送一次萃取工序進行銅萃取；
D、將步驟B的電積液進行常規電積，得電積銅。通過實施例1、2洗滌除鐵後，使鐵離子降低了 80% 90%，即鐵離子含量為未洗滌時的1/5 1/10。因此，使電銅廠電積液中的鐵離子濃度降至3g/l以下，電流效率可提升至90%以上，可降低電銅廠的電積生產成本。具體如下
(I)降低成本
電積電耗降至2500kw h/噸銅以內，噸銅節電1728kw h，降低生產成本1036. 8元。若按年產2000噸銅計算，年可節電345. 6萬kw *h，節約電費207. 36萬元，創造的經濟效益較好。(2)減小雜質含量
增加洗滌除鐵工序後，可有效控制鐵離子被夾帶進電積液，鈣、鎂等其它雜質也會被洗滌脫除，有利於提升電銅產品質量。(3)避免電積銅掛耳斷裂
增加洗滌除鐵工序後，可確保陰極銅不再發生斷耳脫落現象，杜絕因電積槽體損壞而產生的漏液漏電隱患，有效降低電積車間生產員工的勞動強度。(4)提高有機相的潔淨度
增加洗滌除鐵工序後，有機相可長期保持一定的潔淨度，可以加快有機相與水相澄清分相，減少有機相夾帶損失，能夠降低煤油和萃取劑消耗。對比例
將實施例I所得負載有機相經現有技術反萃後，又被反萃液夾帶到電積液中，隨著堆浸-萃取-電積生產的不斷進行，電積液中積累的鐵離子濃度越來越高，電積液中Fe3+濃度高於10g/l，遠高出行業標準允許最高值(3g/l)的3 5倍；Fe3+在電積生產過程中與金屬銅發生氧化反應，能夠溶解陰極金屬銅，Fe3+還原為Fe2+，導致陰極電流被消耗。Fe3+從陰極獲得電子發生還原反應轉化為Fe2+，形成的Fe2+又會被溶液中溶解的氧(來自空氣中或陽極)再氧化為Fe3+，這個氧化還原反應在電積流程中循環進行，不斷消耗電積電能，單位電積電耗達4228kw h,超過行業標準電積電耗(2000kw h)的兩倍,噸銅電積耗電成本高達2536. 80元(該礦電價為0. 6元/kw *h)，比行業標準高出1336. 80元。若按年產2000噸銅計算，年耗電量比行業標準多出445. 6萬kw h，年電耗成本增加267. 36萬元。溶液中的Fe3+對金屬銅有較強的腐蝕性，使陰極Cu氧化溶解為Cu2+進入液體，銅板掛耳部位因厚度小，Fe3+濃 度氧化腐蝕後發生斷裂，導致銅板脫落掉入電積槽中，中斷生產，需重新鉚耳後返回電積生產。加大了勞動強度，大量銅板斷落後致使電積槽防腐層破損，含酸電積液洩漏腐蝕槽體，產生漏電現象，導致電流效率降低，生產成本上升，電銅質量含鐵升聞等。
權利要求
1.一種高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法，它包括硫酸堆浸及攪拌浸出步驟，對浸出液進行萃取銅的步驟，其特徵在於萃取銅後餘下的負載有機相經過下列處理 A、在負載有機相中加入硫酸含量為8 10g/l的洗滌液，攪拌混合至洗滌液中的鐵離子含量低於0. 5g/l時，得到去除鐵離子的負載有機相，洗滌液送浸出步驟使用，或送洗滌收集池作為洗滌液循環使用； B、按電尾液去除鐵離子的負載有機相=1:2 3體積比，將步驟A的去除鐵離子的負載有機相，用含180 200g/l硫酸的電尾液進行反萃取，使銅離子富集到反萃液中作為生產電積銅的電積液，餘液為含萃取劑的再生有機相； C、將步驟B的再生有機相，送一次萃取工序進行萃取銅； D、將步驟B的電積液送電積工序，生產電積銅。
2.如權利要求I所述的高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法，其特徵在於所述步驟A的負載有機相為一次萃取過程產生的負載有機相，或者經一次萃取後再進行二次萃取時產生的負載有機相。
3.如權利要求I所述的高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法，其特徵在於所述步驟A的洗滌是在常規洗滌池中按常規進行的攪拌混合洗滌。
4.如權利要求I所述的高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法，其特徵在於所述步驟B的含180 200g/l硫酸的電尾液是電積銅生產過程中產生的電積尾液。
5.如權利要求I所述的高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法，其特徵在於所述步驟C的萃取是在常規萃取設備上，按銅浸出液有機相=1:1體積比，進行混合分相的過程。
全文摘要
本發明提供一種高鐵低銅料液萃取-電積金屬銅過程的除鐵方法，它包括硫酸堆浸及攪拌浸出步驟，對浸出液進行萃取銅的步驟，其特徵在於萃取銅後餘下的負載有機相經過下列處理在負載有機相中加入硫酸含量為8～10g/l的洗滌液，攪拌混合至洗滌液中的鐵離子含量低於0.5g/l時，得到去除鐵離子的負載有機相；按電尾液去除鐵離子的負載有機相=1:2～3體積比，將負載有機相，用含180～200g/l硫酸的電尾液進行反萃取，使銅離子富集到反萃液中生產電積銅，餘液為含萃取劑的再生有機相，送一次萃取工序進行萃取銅。使鐵離子含量降低了10倍以上，同時鈣、鎂等雜質也被洗滌脫除，提高了電銅質量，確保陰極銅不再掛耳脫落，杜絕電積槽體損壞產生的漏液、漏電隱患，不外排洗滌液，有利於環保。
文檔編號C22B3/08GK102776369SQ20121026756
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者孔令洪, 孫鴻明, 左志國, 張儀, 張新普, 於友清, 楊德學, 王衝, 甘靜, 金正聰, 陳國清, 顧尚昆 申請人:雲南迪慶礦業開發有限責任公司