一種從鉛冰銅中選擇性高效提銅綜合回收工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種從鉛冰銅中選擇性高效提銅綜合回收工藝，屬于有色金屬濕法冶金領域。
【背景技術】
[0002]鉛冰銅是PbS、Cu2S, FeS等硫化物的共熔體，其中尚含有ZnS和少量AgS等金屬硫化物，同時也熔解了部分的金屬Ag、Au、Pt等貴金屬。鉛冰銅主要生成于火法煉鉛過程，鉛冶煉底吹爐、側吹爐、鼓風爐和鉛浮渣反射爐都副產鉛冰銅。由于原料成分和操作制度不同，煉鉛各工序所產鉛冰銅成分波動范圍很大，鉛含量和銅含量分別波動在10?20%和20?50%之間，如果當作銅原料直接出售給銅冶金企業，鉛金屬不計價，金、銀、銅等金屬的計價系數也不高，造成了鉛冶煉企業經濟上的損失。
[0003]鉛冰銅成分復雜，銅品位低，國內多采用火法進行處理，在煉銅轉爐里進行吹煉得到粗銅，再進一步精煉得到電銅。采用火法工藝處理鉛冰銅存在能耗高、金屬回收率低、環境污染嚴重、工藝流程長、損失大、成本高、操作條件惡劣等問題。
[0004]隨著濕法冶金技術的成熟與普及，也有些小型企業采用濕法工藝處理鉛冰銅。如氨水浸取再電積、空氣氧化法酸浸再電積。采用這兩種方法，無論在何種介質中，在常壓下用空氣氧化的速率均極為緩慢，生產周期長；難以得到高的浸出率；而且物料消耗多；電積過程也存在相當多的技術問題。為此，也有些企業采用堿浸氧壓浸出一常壓硫酸浸出一電積沉銅工藝提取鉛冰銅中銅的技術，比如2012年07月18日，中國發明專利公開號CN102586600A公開了一種“從鉛冰銅中回收有價金屬的工藝”，它是先在堿性體系下進行加壓氧化浸出，將硫轉化為硫酸鹽而脫除，然后通過稀硫酸常壓浸出銅，再經過凈化除雜，電積沉銅得到陰極銅產品。此工藝在堿浸工序需要消耗大量的燒堿，該工藝存在工藝流程復雜、生產成本高、副產品硫酸鈉量大且純度低等缺點。隨著科技水平的提升和技術的日趨成熟，也有些企業采用新的技術與方法處理鉛冰銅，如2008年07月23日，中國發明專利公開號CN101225476A的中國專利文獻公開了一種“從鉛冰銅中回收銅的工藝”，該方法采用加壓氧浸濕法工藝處理鉛冰銅。將鉛冰銅塊料磨至粒度小于40目，研磨后的鉛冰銅用廢電積液或稀硫酸溶液調漿后送入高壓釜，并通入氧氣，從而浸出銅。含銅的浸出液采用電沉積的方法回收溶液中的銅，浸出渣返回鉛冶煉系統。雖然該工藝可以實現金屬的選擇性浸出，但是因為工藝條件需要10:1的液固比才能達到理想的效果，給實際生產帶來很多不便，由于液固比過大，浸出液中含銅低，導致電沉積效率低、銅產品質量不合格。另外，鉛冰銅在氧化浸出過程中由于硫的產生，容易包裹物料，從而導致銅的浸出率低、綜合回收程度低等問題。
[0005]因此，開發適合于處理鉛冰銅的高效清潔冶金技術具有重要的現實意義。
【發明內容】
[0006]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種從鉛冰銅中選擇性高效提銅綜合回收工藝，該工藝具有對環境無污染，無“三廢”排放，屬于清潔冶金技術，對原料適應性強，流程簡單，操作方便，試劑消耗少，操作成本低，綜合回收程度高，規模可大可小，具有較強的實用性等優點。
[0007]本發明從鉛冰銅中選擇性高效提銅綜合回收工藝思路為:鉛冰銅經破碎、磨粉與硫酸調漿后泵入高壓釜內，控制相關技術條件，在氧化浸出過程中連續通入純氧，其中Cu以Cu2+的形式進入溶液，而Pb則以PbSO4的形式與金、銀留在渣中；浸出過程完成后，進行液固分離，含銅的浸出液直接進行旋流電解得合格陰極銅產品，廢電解液返回高壓釜作為浸出溶劑循環使用；浸出渣返回火法煉鉛系統綜合回收Pb、Ag、Au等有價元素。
[0008]本發明的技術方案是:一種從鉛冰銅中選擇性高效提銅綜合回收工藝；鉛冰銅經破碎、磨粉，粒度控制在-100目；與調整劑A、硫酸一起調漿后在高壓釜進行高壓酸浸，浸出過程中不斷通入純氧；控制高壓酸浸的技術指標:硫酸濃度150?230 g/L，液固比4?6: 1，溫度140?160 °C，氧壓L 4?L 8MPa，攪拌速度500?700 r/min，反應時間2?3 11;氧化浸出完成后，進行液固分離，鉛冰銅中的？13 46、48、48等元素被固定在浸出渣中，而Cu則選擇性進入到浸出液中；由此實現了銅與其他有價金屬的選擇性分離，浸出液直接進行旋流電解；得到符合國標的陰極銅產品；浸出渣送至火法煉鉛系統綜合回收Pb、Ag、Au有價元素；廢電解液返回高壓釜作為浸出溶劑循環使用。
[0009]上述鉛冰銅的成分為:Cu:15 ?60% ；S:5 ?26% ；Ag:0.1 ?0.6% ；Pb:6 ?40% ；Fe:5 ?20%。
[0010]上述調整劑A是木質素，或木質磺酸鈣，或木質磺酸鈉。
[0011]上述的高壓酸浸中銅的浸出率達98.5%以上；鉛、銀、金有價金屬入渣率為100% ；鐵入渣率95%以上。
[0012]上述的浸出液在旋流電解時電解液Cu2+含量不低于3 g/L?
[0013]上述廢電解液補加適量硫酸返回高壓釜作為浸出液使用；當廢電解液中Fe3+累積到> 56 g/L后，加入適當的廢鐵肩，使其還原成亞鐵鹽；亞鐵鹽用于固化砷。
[0014]上述旋流電解技術是基于各金屬離子理論析出電位(E(2 )的差異，即欲被提取的金屬只要與溶液體系中其他金屬離子有較大的電位差，則電位較正的金屬易于在陰極優先析出，其關鍵是通過高速液流消除濃差極化等對電解的不利影響。旋流電解技術具有對電解液雜質不靈敏、電解周期短、電解效率高、成本低廉、產品質量好等特點。
[0015]與現有技術相比，本發明還具有如下特點:
1)本發明處理鉛冰銅在高壓釜中浸出后所得浸出液不需要增加凈化工序，直接進行旋流電解可得到合格的陰極銅產品。具有對環境無污染，屬于清潔冶金技術、對原料適應性強、流程簡單，操作方便、試劑消耗少，操作成本低、綜合回收程度高、規模可大可小，具有較強的實用性。且易于實現工業化連續生產；
2)本發明由于鉛冰銅在高壓釜中氧化浸出時加入了調整劑A，可以解決實驗過程中物料結團的問題，從而可以大幅度提高了銅的浸出率；
3)本發明采用高壓酸浸，氧化浸出完成后，進行液固分離，原料中的Pb、Fe、Ag、As等元素被固定在浸出渣中，而Cu則進入到浸