專利名稱：從廢雜銅熔化爐渣中提取銅的濕法冶金方法
技術領域：
本發明屬于冶金領域，具體涉及一種從廢雜銅熔化爐渣中提取銅的濕法 冶金方法。
技術背景廢雜銅熔化爐渣中含有大量的氧化銅和銅單質，通過手選、浮選等物理 方法分選出大顆粒的銅之后，由于剩余部分銅顆粒較小，無法通過普通的物 理方法進一步分離，作為廢渣扔棄，既污染環境，又造成了資源的浪費。經分析其中含有大量的Cu， Ca， K， P， Mg, Fe， Al等，例如一種經過-義燒后 的廢雜銅熔化爐渣，其中Cu的含量為55.52%, Ca的含量為27.48%， K的 含量為4.60%, P的含量為4.1Q/。， Mg的含量為2.08°/。， Fe的含量為1.110/0， Al的含量為1.06。/。，具有很高的回收價值。目前銅的濕法回收方法主要是萃 取法和電解法，前期投資比較大，操作成本和能耗都很高，不適合中小規模 的回收要求，缺乏簡單可行的回收工藝。 發明內容本發明的目的是為了從浮選過的銅渣中提取有價金屬銅，提供一種濕法 冶金方法，實現了銅的提取和純化，具有很高的經濟價值。 本發明的目的可以通過以下措施達到步驟1:將廢雜銅熔化爐渣在800-卯0。C下灼燒1 ~2h,冷卻后4分碎； 粉碎后過120目或者120目以上的篩，不能過篩的物質重新灼燒；步驟2:用鹽酸浸取步驟l得到的物質，反應8-12h;其中鹽酸的質量 分數優選為7~ 10%,浸取時調節液固比為6~9:1;浸取溫度為20~ 55°C, 升高溫度可以縮短浸取時間；步驟3:繼續添加j^L5危酸，在80- 100。C下反應10 30min;其中硫歸 量分數優選為80~98%，使鈣離子沉淀；步驟4:加水，混合均勻，沉淀，固液分離后將清液用氬氧化鈉溶液調節pH值為2.5~3.0，沉淀鐵離子；其中氬氧化鈉溶液濃度優選為1 ~ 5mol/L;步驟5:繼續加入氟化鈉，沉淀鉤、鎂離子，在70 ~ 100。C反應0.5 ~ 1.5h, 過濾得濾液，升高溫度可以減少反應時間；濾渣加入鹽酸(0.1 ~ 1 mol/L )進 行溶解，固液分離后將液體返回步驟4中與清液混合；步驟6:將濾液用氫氧化鈉溶液調節pH值為8 ~ 10，然后用水進4亍洗滌 并過濾；其中氫氧化鈉溶液的濃度優選為2~5mol/L;步驟7:將步驟6中的濾渣用鹽酸溶解，過濾，濃縮析晶，得到氯化銅 產品；其中鹽酸的濃度優選為l~5mol/L。步驟8:將濃縮析晶后的濾液稀釋，返回步驟4中與清液混合。其中步驟1中廢雜銅熔化爐渣灼燒不完全，粉碎不充分，會造成銅不能 有效的溶解；其中步驟2中如果液固比過高，浸取酸度降低，反之會形成膠體，都不 利于浸取；采用HC1浸取廢雜銅熔化爐渣，可以溶解廢雜銅熔化爐渣中的大 部分鈣、鎂等元素、溶解和活化氧化銅，溶解能使氧化銅顆粒粒徑變小，增 大氧化銅顆粒固液接觸的比表面積，提升后續的浸取速率，其用量一般為所 需酸量的50~80%;其中步驟3中添加濃^s克酸，其提供的酸度能使氧化銅繼續溶解，其提供 的硫酸根能使大部分鈣質沉淀，其硫酸根的用量為4丐摩爾量的1.4-2.1倍；其中步驟4中加水的質量為爐渣的10~20倍，優選為15倍；其中步驟5中加入氟化鈉可以沉淀鉤、鎂離子，氟離子的用量為4丐、鎂 離子總摩爾量的2~3倍；其中步驟8中濾液稀釋10 15倍。本工藝從特定的固體渣中分離銅，去除雜質，純化目標產品氯化銅。 本發明的濕法冶金工藝，利用銅與雜質金屬之間化學性質的差異，進行 分離和提純。廢雜銅熔化爐渣含有銅、炭和其它雜質，高溫灼燒，除炭，氧 化銅單質；粉碎過篩，增大與酸接觸的比表面積；利用鹽酸浸取，溶解鉤鎂 氧化物和部分氧化銅，溶解導致氧化銅顆粒粒徑變小，增大氧化銅顆粒固液 接觸的比表面積；添加濃硫酸補充酸度，在加熱的條件下，氧化銅繼續反應，同時引入硫酸根，沉淀大部分鉤離子，達到溶解和沉淀的目的；注水，固液 分離，液相利用氫氧化鈉溶液調節pH值，沉淀鐵離子；添加氟化鈉，沉淀 4美、鈣離子；過濾后，濾液利用氫氧化鈉溶液沉淀，銅離子由液相進入固相， 清水洗滌，去除可溶性陰陽離子，如鈉、鉀、硫酸根、磷酸根等離子；濾渣 利用鹽酸溶解，濃縮結晶，得到氯化銅產品。 本發明具有的有益效果本發明的 一種從經過分選后的廢雜銅熔化爐渣中提取銅的濕法冶金技 術，去除了炭的干擾，沉淀了鈣、鎂、鐵等雜質金屬，提取效率在95%以上， 獲得氯化銅產品的純度為99%以上，充分的利用了廢棄物，創造了可觀的經 濟效益和良好的環境效益。
圖l是本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面通過實例詳細說明本發明的工藝步驟實施例1:(1) 將廢雜銅熔化爐渣在800 900。C下灼燒l~2h,使單質銅氧化，冷卻 后粉碎，過120目篩，不能過篩的物質重新灼燒。(2) 利用X射線熒光光譜儀(XRF)分析各個元素的含量，以確定工藝的 具體參數。(3 )耗酸量測定稱取三份10g樣品，力口 100mll+l鹽酸(1份濃鹽酸+1份 水混合而成)浸取，過濾，定容至250ml，取20ml,利用0.1 mol/LNa2C03 進行反滴定，出現沉淀時結束滴定，計算耗酸量，取平均值。1+1鹽酸 利用0.1 mol/L Na2C03進行標定。耗酸量=-^-x36.5 agT/C7/^:g原枓)<formula>formula see original document page 5</formula>其中CWc/:鹽酸濃度，wo/ZL; F/^/:鹽酸體積，丄；J^a2CW:消耗碳酸鈉的體積，丄； C脂co3:'碳酸鈉濃度，附。//丄。(4) 根據SRF測定值的鈣含量計算硫酸消耗量，硫酸根用量為理論所需用 量的1.4-2.1,根據硫酸消耗量和耗酸量計算鹽酸消耗量。W(//2s<^) =-^-x" (tg7/2S04/A:g原料)其中Ca%:鉤含量； ":1.4-2.1。,耗酸量 m("飾)、^ ^ ,,"…，店蟲、,、m(wc/) = (---)x36.5 Ugi/C〃&原料)36.5 98(5) 銅渣和8%鹽酸按照上述計算比例添加，在55。C下，反應8小時。CwO + 2脂—O/C/2 + //2(9 &2<93 + 6//C7 — 2FeC" + 3//20 CflO + 2船~> 。C72 + //2(9 MgO + 2船MgC/2 + //20(6) 加入(4)所述比例的98%濃硫酸，恒溫80 90。C,反應0.5h，冷卻。OzC/2 + 7/2S04 — C4; +2脂(7) 按照lkg原料:15kg水注水，固液分離，清液添加lmol/L氫氧化鈉溶 液反應，攪拌，調節至pH-2.8左右，添加氟化鈉，其中氟離子加入量 為鎂和鈣含量的2.5倍，在80。C下反應1.5h,趁熱過濾。實驗測定， 其中鈣的去除率平均以卯°/。算。其中叫臟)=2. 5 x (禁+ ^x10%)x 42 (紐MtF/)tg原料)(8 )將(7 )中反應后的濾液利用5mol/L的氫氧化鈉溶液沉淀，調節pH=10， 加入等體積的水洗滌，排出清液，反復洗滌五次后，過濾得濾渣，其主要成分為氫氧化銅。將(7)中反應后的濾渣利用lmol/L的鹽酸溶解，清液返回步驟7中的清液繼續反應。實驗測定，lmol/L的鹽酸加入量以銅的沉淀率為10°/。計算。<formula>formula see original document page 7</formula>濾液中Cm2+ + — Cw(0//)2 >l濾渣中2//+ + Cw(0//)2~>C"2++2//20(9) 將(8)中的氫氧化銅沉淀濾渣利用lmol/L的鹽酸溶液溶解，過濾， 清液濃縮結晶，得到產品氯化銅，鹽酸的加入量為銅的總量，不夠補 加至氫氧化銅剛好溶解。Cw(間2 + 2//C/ — +(10) 將濾液稀釋10倍，清液返回步驟7中的清液繼續反應。其中，加入濃硫酸去除釣的效率為90°/。以上，總鈣和鎂去除效果能達到 結晶液0.01g/L以下，鐵的去除效果能達到結晶液0.001g/L以下，Cu浸取效 率99%以上，總提取效率95%以上，氯化銅產品純度99°/。以上。 實施例2:其它條件不變，將實施例1的(6)中反應溫度設為常溫，反應時間設為 12h。結果Cu浸取效率99。/。，總提取效率97%,氯化銅產品純度99%。 實施例3:其它條件不變，將實施例1的(7)中利用5mol/L氫氧化鈉溶液調節至 渾濁(pH=1.8)，再利用lmol/L的氫氧化鈉溶液進行調節至pH=3.0左右。 結果，Cu浸取效率99。/q,總提取效率97%，氯化銅產品純度990/0。實施例4:其它條件不變，將實施例1的(7)中反應條件為煮沸反應0.5h。結果 Cu浸取效率99。/。，總提取效率97%,氯化銅產品純度99%。
權利要求
1、一種從廢雜銅熔化爐渣中提取銅的濕法冶金方法，其具體步驟為步驟1將廢雜銅熔化爐渣在800～900℃下灼燒1～2h，冷卻后粉碎；步驟2用鹽酸浸取步驟1得到的物質，在20～55℃下反應8～12h；步驟3繼續添加濃硫酸，在80～100℃下反應10～30min；步驟4加水沉淀，固液分離后將清液用氫氧化鈉溶液調節pH值到2.5～3.0；步驟5加入氟化鈉，在70～100℃反應0.5～1.5h，過濾得濾液；步驟6將濾液用氫氧化鈉溶液調節pH值為8～10，然后用水進行洗滌并過濾；步驟7將步驟6中的濾渣用鹽酸溶解后過濾，濃縮析晶，得到氯化銅產品。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟1中粉碎后過120目 或者120目以上的篩，不能過篩的物質重新灼燒。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟2中鹽酸的質量分數 為7~10%，浸取時液固比為6~9:1。
4、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟3中硫酸的質量分數 為80 ~ 98%。
5、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟4中氫氧化鈉溶液的 濃度為1 ~ 5mol/L。
6、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟5中的濾渣利用鹽酸溶 解后固液分離，清液與步驟4中的清液混合，鹽.酸的濃度為O.l~lmol/L。
7、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟6中氬氧化鈉溶液的濃 度為2 ~ 5mol/L。
8、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟7中鹽酸的濃度為1 ~ 5mol/L。
9、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于將步驟7中結晶母液稀釋， 與步驟4中的清液混合。
全文摘要
本發明公開了一種從經過浮選后的煉銅爐渣中提取銅的濕法冶金的方法，將煉銅爐渣高溫灼燒粉碎，利用鹽酸浸取，添加濃硫酸補充酸度，與氧化銅繼續反應，并沉淀大部分的鈣，再加水固液分離，液相利用氫氧化鈉溶液調節pH后添加氟化鈉溶液，沉淀鐵、鎂離子，過濾后利用氫氧化鈉溶液沉淀，將固相洗滌，利用鹽酸溶解，結晶，得到氯化銅產品。該方法去除了炭的干擾，沉淀了鈣、鎂、鐵等雜質金屬，提取效率在95％以上，獲得氯化銅產品的純度為99％以上，充分的利用了廢棄物，創造了可觀的經濟效益和良好的環境效益。
文檔編號C22B15/00GK101220417SQ20081001874
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月22日 優先權日2008年1月22日
發明者琳 倫, 馮景偉, 方彩霞, 李坤權, 王衛平, 羅興章, 耳 聶, 趙國華, 鄒星星, 正 鄭, 陳廣銀, 高順枝 申請人:南京大學