专利名称：一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种从含铜物料，通过强化浸出生产硫酸铜工艺方法，其生产流程 短、會g耗低、环境好、金属回收率高，属于有色金属冶炼渣的综合回收利用技术领 域。
背景技术：
在锌的冶炼中，硫化锌精矿中的镉在沸腾炉纟皆皿程中挥发进入烟尘，烟尘经 过浸出后镉进入浸出液，浸出液经过锌粉净化，得到铜镉渣，铜镉渣再经过浸出，
锌粉置换得到海绵镉和铜渣，铜渣一般含铜30 50%，含锌5 7%，含铅8 10%， 含镉1 3%。
在现有的禾拥铜渣生产硫翻的技术中，由于铜渣中的铜主要以金属铜及少量 硫化铜形态，浸出之前须将铜渣氧化j^烧使金属态的铜和硫化铜转化成氧化铜，然 后在进行酸性浸出，浸出液经过除杂、净化、浓縮结晶后生产出硫酸铜产品。该工 艺存在流程长、生产能耗高、环境污染大、金属回收率低等问题。
因此，开发一种节能环保的硫酸铜生产工艺，提將冶炼过程中有价金属的回 收具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于针对±^现有用铜渣生产硫,同技术中存在的问题，突破性 地发明开发了一种流程短、育嫩低、环境好、金属回收率高的硫酸铜生产方法，其
主要特点是将铜渣直接强化浸出，M强化浸出取代了铜渣的氧化焙烧过程，解决 了铜渣氧化悟烧过程中兽嫩高、环境污染大、流程长的问题。由于强化了浸出的条
件，使铜的浸出率提高至1」94%以上，浸出时间可由常规的24小时縮短至2小时，可大 幅提高硫酸铜的生产效率，有效斷氐生产成本，使硫酸铜的生产流程縮短1/3，金 属回收率大大提高。
本发明通过采用加压、通氧、升温等强制手段，强化浸出过程中的热力学和动 力学因素，对铜渣直接进行强化浸出，取消了传统用铜渣生产硫酸铜流程中浸出之前的氧化过程，这是本发明的另一个发明目的和技术关键所在。
本发明一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法步骤是
(1) 强化浸出将含铜物料铜渣粉碎后与含酸80 200g/l的硫酸溶液、90%
以上纯度的氧气或富氧空气先后加入加压釜中，在60 15(TC的浸出温度和1. 0 1.4Mpa的浸出压力工艺参数条件下强化浸出，浸出铜渣中的铜，得到浸出液；
(2) 澄清浸出液当浸出液温度在60 8(TC时加入絮凝剂，澄清1 5小时后 虹吸上清液，离心过滤底流；
(3) 浓縮结晶将上清液及底流过滤后的溶液打入浓縮槽，控》显8(TC士5匸进 行浓縮，加温过程补入上清液恒定体积，当比重达到1.30 1.40时，压滤除去钙 镁，压滤后的溶液再转入浓縮槽继续鄉，至比重达1. 45以上后将溶液转入结晶 槽，控温20 35"C进行结晶、过滤及二次结晶繊，获得浸出母液；
(4) 当浸出母液Czn2+、 Ccif比达到一定比值时，将母液开路返入锌系统，回
收锌、镉；
所述物料铜渣中含铜在30 50%范围。
强化浸出过程中，所述含铜物料与硫酸溶液的液固比为3 7 : 1，所述浸出时 间3h，加压釜转速350r/min。
加入絮凝剂澄清浸出液工艺中，絮凝剂用量为5 20g/L;所述的絮凝剂是聚丙 烯酰胺。
所述MA锌系统，回收锌、镉的浓缩母液&, : Ccu2+质量百分比为3 : 1。 本发明工艺方法有益效果是
1、 可大幅提高铜渣的浸出率，铜渣强化浸出中铜的一次浸出率高达94%以上， 浸出时间由现有生产工艺的24小时縮短至2小时，强化浸出还可以控制较低的终 酸浓度，方便控制铁及其他杂质元素的浸出率，达到提高硫酸铜产品质量的目的；
2、 该技术采用强化浸出，在密闭容器内完成反应过程，操作条件好，环境污 染小，生产成本低，是环保节能的硫酸铜生产工艺；3、该技术生产流程短，生产效率高，设备利用率就可大幅提高。
图1是本发明铜渣强化浸出生产硫酸铜工艺流程图。
具体实施例方式
本发明反应式是
力口压
Cu+H2S04+02 - CuS04+H20
本发明不需氧化焙烧，直接通过采用加压、通氧、升纟显等强制手段，对铜渣直
接进行强化浸出，其工艺步骤是
1、 强化浸出将含铜30 50%的铜渣与含酸80 200g/l的硫酸溶液、纯度90 %以上的氧气或富氧空气先后加入加压釜中，通过控制80。C 15(TC的浸出温度和 1. 0 1. 4Mpa的浸出压力等多个强化浸出工艺参数，快速高效的浸出铜渣中的铜， 也大幅度提高物料中锗等稀贵金属的浸出率，并能有效的控制浸出液中铁等杂质元 素的含量；
2、 澄清浸出液当浸出液鹏在60 8(TC时加入絮凝剂，澄清1 5小时后虹 吸上清液，离心过滤底流后，浸出渣可返回铅系统回收铅或外售；
3、 浓縮结晶:将上清液及底流过滤后溶液打入浓縮槽控温80°C ± 5。C进行浓縮， 加温过程补入上清液直定体积，当比重达到1.30 1.45时，压滤除铞镁。压滤后 液转入浓縮槽继续浓縮，至比重达1.45以上后将溶液转入结晶槽，控温20 35。C 进行"晶、过滤及二次结晶浓縮，离心甩干后即可使产出硫酸铜产品；
4、 二次浓縮母液可用锌粉置换，当母液Czn"Ccif达到一定值时，将母液开 路返回锌系统回收锌、镉等有价金属，置换渣可返加压釜继续浸出。
实施例1 :将含铜42. 35%、含锌4. 98%、含铁1.1%、干重130kg， 7jC份为42. 69% 的铜渣加入lm3的加压釜中，通入90%以上的纯氧，始酸浓度160g/L，液固比按4 :1，浸出压力l.OMpa，浸出温度150。C，转速350r/min，浸出时间3h，可得到 Cif69g/L的浸出液640L，浸出渣57.55kg，其中浸出渣含Cu5, 34%、含Zn 1.93%，
5含铁1. 74%，铜的浸出率达94. 42%。
浸出液浸6(TC时加入20g/L聚丙烯酰胺絮凝剂，澄清时间3h，澄清离心过滤， 浓縮除去钙镁，浓縮时间5 7h，浓縮后液控制比重1.42开始结晶，结晶过滤温度 75°C， 一次结晶五水硫酸铜110. 84kg，五水硫酸铜主含量96. 55%，水不溶物O. 01%， 游离酸0.08%， 一次结晶母液体积227. 76L，含铜65.28g/L， 一次结晶产率65. 31%。
母液继续进行二次结晶浓縮，结晶比重控制在1.48开始结晶，二次结晶产五水 硫酸铜37. 86kg，五水硫酸铜主含量93. 03%，水不溶物O. 254%， 二次结晶产率6L 67%。 二次 母液84. 36L， 二次结晶母液含铜35. 28g/L，含锌19. 31g/L。回收锌、镉的 浓縮母液"112+: Ccu2+质量百分比为3 : 1。
实施例2 :将含铜46. 35%、含锌4. 68%、含铁1. 23%、干重120kg，水份为41. 34% 的铜渣加入lm3的加压釜中，通入90%以上的纯氧，始酸浓度200g/L，液固比按3 :l，压力1.1Mpa，浸出温度100。C，,350r/min，浸出时间3h，可得到Cu2+74. 36g/L 的浸出液540L，浸出渣45.72kg，其中浸出渣含Cul. 74%、含Zn0.44。/。，含铁0.73%， 铜的浸出率达98. 40%。
浸出液浸7(TC时加入5g/L聚丙烯酰S安絮凝剂，澄清时间lh，澄清离心过滤， $ 除转镁，浓縮时间5 7h，浓缩后液控制比重1.45开始结晶，结晶过滤温度 80°C， 一次结晶五水硫酸铜111.07kg，五水硫酸铜主含量95.03%，水不溶物0.01%， 游离酸0. 08%， 一次结晶母液体积139.17L，含铜68. 74g/L， 一次结晶产率68. 43%。
母液继续进行二次结晶浓縮，结晶比重控制在1.52开始结晶，二次结晶产五水 硫酸铜39.93kg，五水硫酸铜中主要含影2.01%，水不溶物0.283%， 二次结晶产率 64.37%。 二次浓縮母液53. 53L， 二次结晶母液含铜39. 28g/L，含锌23. 31g/L。回收 锌、镉的歉缩母液Czrf : Ccu2+质量百分比为3 : 1。
实施例3 :将含铜36. 85%、含锌5. 44%、含铁1. 34%、干重140kg，水份为47. 69% 的铜渣加入lr^的加压釜中，通入90%以上的纯氧，始酸浓度180g/L，液固比按7 :1,压力1. 2Mpa,浸出温度80°C，转速300r/min，浸出时间2. 5h，可得到Cu2+75g/L 的浸出液550L,浸出渣55. 44 kg,其中浸出渣含Cu3. 44%、含Zn 0. 64%，含铁0. 98%，
6铜的浸出率达96. 30%。
浸出液浸80。C时加入10g/l^絮凝剂，澄清时间2h，澄清离心过滤，浓縮除转 镁，浓縮时间5 7h，浓縮后液控制比重1.30开始结晶，结晶过滤温度85'C， 一 次结晶五水硫酸铜111.04kg，五水硫酸铜主含量95. 35%,水不溶物0.01%，游离酸 0.08%, —次结晶母液体积195L，含铜69.33g/L， 一次结晶产率66. 85%。
母液继续进行二次结晶浓縮，结晶比重控制在1.49开始结晶，二次结晶产五水 硫酸铜35. 22kg，五水硫酸铜主含量92. 33%,水不溶物O. 260%, 二次结晶产率63. 47%。 二次,母液84.36L， 二次结晶母液含铜43.28g/L，含锌24.64g/L。回收锌、镉的 浓縮母液〔2112+: Ccu2+质量百分比为3 : 1。
实施例4 :将含铜41. 58%、含锌4. 69%、含铁1. 21%、干重130kg，水份为43. 58% 的铜渣加入11113的加压釜中，通入90%以上的纯氧，始酸浓度195g/L，液固比按6 :1,压力1. 4Mpa，浸出温度60°C，转速350r/min，浸出时间2. 5h，可得到Cu2+69g/L 的浸出液635L，浸出渣46. 93kg，其中浸出渣含CuO. 67%、含Zn 0. 44%,含铁0. 74%, 铜的浸出率达99. 42%。
浸出液浸7CrC时加入5g/L聚丙烯^^凝剂，澄清时间lh，澄清离心过滤， 过滤液及上清液经浓縮除韩镁，^織时间5 7h，鄉后液控制比重1. 38开始结晶， 结晶过^M度80。C， 一次结晶五水硫酸铜113kg，五7jC硫酸铜主含量97. 33%,水不 溶物0.01%，游离酸0.08%， 一次结晶母液体积223L,含铜63.28g/L， 一次结晶产 率65. 35%。
母液继续进行二次结晶浓縮，结晶比重控制在1.48开始结晶，二次结晶产五7jC 硫酸铜35. 33kg，五水硫酸铜主含量92. 94%，水不溶物O. 267%， 二次结晶产率60. 58%。 二次鄉母液87L， 二次结晶母液含铜36g/L，含锌18.36g/L。回收锌、镉的M母 液Czn":Ccu"质量百分比为3: 1。
本发明大幅度提高物料中锗等稀贵金属的浸出率，并能有效的控制浸出液中铁 等杂质元素的含量。
权利要求
1、一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其特征在于(1)强化浸出将含铜物料铜渣粉碎后与含酸160g/l～200g/l的硫酸溶液、90％以上纯度的氧气或富氧空气先后加入加压釜中，在60℃～150℃的浸出温度和1.0Mpa～1.4Mpa的浸出压力工艺参数条件下，在加压釜中经过一定时间强化浸出后，浸出铜渣中的铜，得到浸出液；(2)澄清浸出液当浸出液温度在60℃～80℃时加入絮凝剂，澄清1～5小时后虹吸上清液，离心过滤底流；(3)浓缩结晶将上清液及底流过滤后的溶液打入浓缩槽，控温80℃±5℃进行浓缩，加温过程补入上清液恒定体积，当比重达到1.30～1.45时，压滤除去钙镁，压滤后的溶液再转入浓缩槽继续浓缩，至比重达1.45以上后将溶液转入结晶槽，控温20～35℃进行结晶、过滤及二次结晶浓缩，获得浸出母液；(4)当浸出母液Czn2+、Ccu2+比达到一定比值时，将母液开路返入锌系统，回收锌、镉。
2、 根据权利要求l所述的将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其特征 在于所述物料铜渣中含铜在30 50%范围。
3、 根据权利要求1或2所述的将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法， 其特征在于强化浸出过程中，所述含铜物料与硫酸溶液的液固比为3 7 : 1 ，所述 浸出时间3h，加压釜转速350r/min。
4、 根据权利要求l所述将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其特征在 于加入絮凝齐U澄清浸出液工艺中，絮凝剂用量为5 20g/L，所述的絮凝剂是聚丙烯
5、 根据权利要求1或2所述将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法，其 特征在于所述返入锌系统，回收锌、镉的M母液Czrf : Ccu2+质量百分比为3 : 1。
全文摘要
本发明涉及一种从含铜物料，通过强化浸出生产硫酸铜工艺方法，其生产流程短、能耗低、环境好、金属回收率高，属于有色金属冶炼渣的综合回收利用技术领域。其主要特点是将铜渣直接强化浸出，通过强化浸出取代了铜渣的氧化焙烧过程，解决了铜渣氧化焙烧过程中能耗高、环境污染大、流程长的问题。由于强化了浸出的条件，使铜的浸出率提高到94％以上，浸出时间可由常规的24小时缩短至2小时，可大幅提高硫酸铜的生产效率，有效降低生产成本，使硫酸铜的生产流程缩短1/3，金属回收率大大提高。
文档编号C22B15/00GK101538646SQ20091009440
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者刘艳涛, 包崇军, 吴红林, 张候文, 李会良, 杨建斌, 浦恩彬, 王建昆, 贾著红, 雷建华 申请人:云南驰宏锌锗股份有限公司