專利名稱：一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝，屬于有色金屬濕法冶金領域。
背景技術：
在鉛冶煉生產過程中，鼓風爐熔煉和粗鉛火法精煉工序會產生鉛冰銅，其主要成分為FeS、Cu2S、PbS，鉛冰銅中還含有金、銀有價金屬和硒、碲稀散金屬。鉛冰銅通常采用火法進行處理，在煉銅轉爐里進行吹煉，得到粗銅，而鉛經吹煉進入煙塵。該方法存在吹煉時間長、操作成本高、鉛金屬回收困難導致回收率低、環境污染等缺點。2008年7月23日，中國發明專利公開號CN 101225476A，公開了一種“從鉛冰銅中回收銅的工藝”，是將鉛冰銅塊料磨至粒度小于40目以下；研磨后的鉛冰銅用廢電積液或稀酸溶液調漿后送入高壓釜，液固比10:1，并通入氧氣，在氧分壓0. 2 1. OMPa,總壓0. 5 1. 5MPa，浸出溫度100 150°C，硫酸濃度50 150g / L，浸出時間2 6h的浸出條件下氧化浸出銅，而鉛則以硫酸鉛的形式留在渣中；浸出過程完成后，礦漿排出高壓釜，進行液固分離，實現金屬的初步分離；含銅的浸出液采用電沉積方法回收溶液中的銅，獲得符合國標的陰極銅產品；浸出渣返回火法煉鉛系統回收利用鉛、銀、單質硫有價元素。但是該技術方案在全酸性體系下氧化浸出銅，對設備材質的耐腐蝕條件要求高，隨之帶來的生產成本也會增加；另一方面，浸出過程所生成的單質硫混入了浸出渣中，該渣返回火法煉鉛系統中會產生二氧化硫煙氣，由于二氧化硫在煙氣中的含量并不高，達不到制酸所要求的二氧化硫濃度的條件，生產企業為了降低生產成本，一般選擇對空直接排放，這樣又加重了環境負擔。
發明內容
本發明的目的在于提供一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝。該方法采用FeCl3浸出工藝處理鉛冰銅，利用空氣氧化鉛冰銅中的金屬硫化物，經處理后銅進入溶液，而鉛銀等有價金屬隨浸出渣返鉛火法系統以回收。該工藝流程簡單，回收率高且對環境的污染小。 本發明的技術方案如下
一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝，其特征在于采用以下步驟的順序實現
①鉛冰銅預處理
從火法鉛冶煉系統回收鉛冰銅，破碎鉛冰銅塊料至粒度為80 100目；
②常壓浸出
將FeCl3配制成200-400g/L的浸出液送浸出槽，再將研預處理后的鉛冰銅加入浸出液中，按液固比為3-10:1的比例加入，溫度50-100°C，連續通入空氣，空氣流量為100-160L/h，攪拌速度為300-500r/min，反應時間為4_8小時；在浸出氧化的過程中，鉛、銅分別轉化為PbCl2、Cu2+，其中PbCl2微溶的，20°C時在水中的溶解度為0. 96克，絕大部分會殘留在渣中，銅離子進入溶液；
③液固分離浸出過程完成后，在礦漿中趁熱加入粉煤；礦漿與粉煤的重量配比控制在100:6 ;過濾，進行液固分離，所分離的氯化鉛渣經溶浸處理返火法系統回收銀等有價金屬；
由于單質硫的過濾性能較差，為加快該工序，可加入適量粉煤，利用粉煤中的不飽和烯烴改善硫的沉降效果；
④置換沉銅
向富銅浸出液中加入廢鐵，置換其中的銅，液固分離，可得初級產品海綿銅；
⑤浸出液再生
向步驟④液固分離后的濾液中通入氯氣使FeCl2再生為FeCl3,返回常壓浸出步驟，實現FeCl3浸出液的循環利用。同現有技術相比，本發明有以下優點采用濕法工藝流程，浸出時間短，過濾性能 好，浸出液可循環使用，對環境友好，有利于環境保護；流程短，設備簡單，操作簡單；金屬回收率高，綜合利用程度大。
圖1為本發明FeCl3處理鉛冰銅工藝的流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖并用具體實施方式
詳細說明本發明。一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝，其特征在于采用以下步驟的順序實現
①鉛冰銅預處理
從火法鉛冶煉系統回收鉛冰銅，破碎鉛冰銅塊料至粒度為80 100目；
②常壓浸出
將FeCl3配制成200-400g/L的浸出液送浸出槽，再將研預處理后的鉛冰銅加入浸出液中，按液固比為3-10:1的比例加入，溫度50-100°C，連續通入空氣，空氣流量為100-160L/h，攪拌速度為300-500r/min，反應時間為4_8小時；在浸出氧化的過程中，鉛、銅分別轉化為PbCl2、Cu2+，其中PbCl2微溶的，20°C時在水中的溶解度為0. 96克，絕大部分會殘留在渣中，銅離子進入溶液；
其中主要存在的化學反應為
PbS +2FeCl3 = PbCl2 + S +2FeCl2Cu2S +4FeCl3 = 2CuC12 + S +4FeCl2Ag2S +2FeCl3 = 2AgCl+ S +2FeCl2FeS +2FeCl3 = 3FeCl2 + S
③液固分離
浸出過程完成后，在礦漿中趁熱加入粉煤；礦漿與粉煤的重量配比控制在100:6 ;以改善過濾性能，過濾，進行液固分離，所分離的氯化鉛渣經溶浸處理返火法系統回收銀等有價
金屬；
由于單質硫的過濾性能較差，為加快該工序，可加入適量粉煤，利用粉煤中的不飽和烯烴改善硫的沉降效果；
④置換沉銅向富銅浸出液中加入廢鐵，置換其中的銅，液固分離，可得初級產品海綿銅；
其中主要存在的化學反應為
Cu2++Fe = Cu +Fe2+
2Fe2+ + Cl2 =2 Cl _+2Fe3+
⑤浸出液再生
向步驟④液固分離后的濾液中通入氯氣使FeCl2再生為FeCl3，返回常壓浸出步驟，實現FeCl3浸出液的循環利用。為了改善浸出效果，縮短浸出時間，在上述步驟②中連續通入空氣的同時，加入少量鹽酸酸化浸出液，使PH值穩定在2. 5 ;在酸性條件下，利用三價鐵離子作為氧化劑浸出硫化物；在氧化浸出過程中，鉛冰銅中的硫被氧化成單質硫轉移到渣中，銅被氧化以離子態進入溶液，鉛以氯化鉛的形態和金銀留在渣中。在上述步驟③的礦漿中趁熱加入粉煤；可以改善過濾性能；
上述步驟③所述的溶浸處理是用飽和氯化鈉溶液加熱溶浸氯化鉛渣，控制溫度70-100°C，氯化鈉的濃度為100-400g/L，反應時間1-3小時，浸出過程完成后，趁熱過濾，再進行液固分離；浸出渣返火法系統回收銀等有價金屬。實施例1
某工廠鉛冰銅的化學成分如下
Pb :7. 83%, Cu 29. 38%, Fe :36. 22%, S :20. 07%, SiO2 :3. 81%, CaO :1. 14%, Ag :0. 0993%,Zn :1. 11%，Te :0. 11%，Se :0. 21%。實施方法如圖1所示，將鉛冰銅研磨過80目篩后，加入配置好的FeCl3浸出液，并通入空氣，攪拌速度為300r/min，常壓浸出。其浸出條件為采用FeCl3溶液浸出，FeCl3濃度300g/L，液固比5: 1，溫度89°C，連續通入空氣，攪拌速度為300r/min,反應時間為4小時。銅的回收率84. 39%。實施例2
某工廠鉛冰銅的化學成分如下
Pb :7. 83%, Cu 29. 38%, Fe :22. 60%, S :19. 85%, SiO2 :3. 02%, CaO :1. 54%, Ag :0. 1022%,Te :0. 19%，Se :0. 31%。實施方法如圖1所示，將鉛冰銅塊料研磨后加入配置好的FeCl3浸出液，并通入空氣，攪拌速度為500r/min，常壓浸出，浸出銅的操作與實施例1完全相同，其浸出條件為采用FeCl3溶液浸出，FeCl3濃度350g/L，液固比5:1，溫度95°C，連續通入空氣，攪拌速度為350r/min，反應時間為8小時。銅的回收率88. 07%。實施例3
某工廠鉛冰銅的化學成分如下
Pb :7. 67%, Cu 29. 72%, Fe :19. 53%, S :20. 08%, SiO2 :4. 52%, CaO :0. 97%, Ag :0. 0633%,Te :0. 17%，Se :0. 26%。實施方法如圖1所示，將鉛冰銅塊料研磨后加入配置好的FeCl3浸出液，并通入空氣，攪拌速度為300r/min，常壓浸出，浸出銅的操作與實施例1完全相同，其浸出條件為采用FeCl3溶液浸出，FeCl3濃度400g/L，液固比5:1，溫度95°C，連續通入空氣，攪拌速度為300r/min，反應時間為7. 5小時。銅的回收率92. 6%。
權利要求
1.一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝，其特征在于采用以下步驟的順序實現 ①鉛冰銅預處理 從火法鉛冶煉系統回收鉛冰銅，破碎鉛冰銅塊料至粒度為80 100目； ②常壓浸出 將FeCl3配制成200-400g/L的浸出液送浸出槽，再將研預處理后的鉛冰銅加入浸出液中，按液固比為3-10:1的比例加入，溫度50-100°C，連續通入空氣，空氣流量為100-160L/h，攪拌速度為300-500r/min，反應時間為4_8小時；在浸出氧化的過程中，鉛、銅分別轉化為PbCl2、Cu2+，其中PbCl2微溶的，20°C時在水中的溶解度為0. 96克，絕大部分會殘留在渣中，銅離子進入溶液； ③液固分離 浸出過程完成后，在礦漿中趁熱加入粉煤；礦漿與粉煤的重量配比控制在100:6 ;過濾，進行液固分離，所分離的氯化鉛渣經溶浸處理返火法系統回收銀等有價金屬； 由于單質硫的過濾性能較差，為加快該工序，可加入適量粉煤，利用粉煤中的不飽和烯烴改善硫的沉降效果； ④置換沉銅 向富銅浸出液中加入廢鐵，置換其中的銅，液固分離，可得初級產品海綿銅； ⑤浸出液再生 向步驟④液固分離后的濾液中通入氯氣使FeCl2再生為FeCl3，返回常壓浸出步驟，實現FeCl3浸出液的循環利用。
2.根據權利要求1所述的一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝，其特征還在于在所述的步驟②中連續通入空氣的同時，加入少量鹽酸酸化浸出液，使pH值穩定在2. 5 ;在酸性條件下，利用三價鐵離子作為氧化劑浸出硫化物；在氧化浸出過程中，鉛冰銅中的硫被氧化成單質硫轉移到渣中，銅被氧化以離子態進入溶液，鉛以氯化鉛的形態和金銀留在渣中。
3.根據權利要求1所述的一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝，其特征還在于步驟③所述的溶浸處理是用飽和氯化鈉溶液加熱溶浸氯化鉛渣，控制溫度70-100 V，氯化鈉的濃度為100-400g/L，反應時間1-3小時，浸出過程完成后，趁熱過濾，再進行液固分離；浸出渣返火法系統回收銀等有價金屬。
全文摘要
本發明涉及一種三氯化鐵處理鉛冰銅的工藝，屬于有色金屬冶金濕法領域。將鉛冰銅破碎研磨過篩至80目以下；研磨后的鉛冰銅送浸出槽進行常壓浸出，控制FeCl3濃度200～400g/l，液固比3～10∶1，溫度50～100℃，反應時間4～8小時。為了改善浸出效果，縮短浸出時間，可適當鼓入空氣，并加入少量鹽酸酸化。在酸性條件下，利用三價鐵離子作為氧化劑浸出硫化物。在氧化浸出過程中，鉛冰銅中的硫被氧化成單質硫轉移到渣中，銅被氧化以離子態進入溶液，鉛以氯化鉛的形態和金銀留在渣中；浸出過程完成后，礦漿趁熱進行液固分離，實現銅鉛的初步分離；向富銅浸出液中加入廢鐵，置換其中的銅，可得初級產品海綿銅。
文檔編號C22B3/46GK102994744SQ201110270200
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者譚霖, 李震曦, 楊躍新, 曹永貴 申請人:郴州市金貴銀業股份有限公司