专利名称:一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺,属于有色金属湿法冶金领域。
背景技术:
在铅冶炼生产过程中,鼓风炉熔炼和粗铅火法精炼工序会产生铅冰铜,其主要成分为FeS、Cu2S、PbS,铅冰铜中还含有金、银有价金属和硒、碲稀散金属。铅冰铜通常采用火法进行处理,在炼铜转炉里进行吹炼,得到粗铜,而铅经吹炼进入烟尘。该方法存在吹炼时间长、操作成本高、铅金属回收困难导致回收率低、环境污染等缺点。2008年7月23日,中国发明专利公开号CN 101225476A,公开了一种“从铅冰铜中回收铜的工艺”,是将铅冰铜块料磨至粒度小于40目以下;研磨后的铅冰铜用废电积液或稀酸溶液调浆后送入高压釜,液固比10:1,并通入氧气,在氧分压0. 2 1. OMPa,总压0. 5 1. 5MPa,浸出温度100 150°C,硫酸浓度50 150g / L,浸出时间2 6h的浸出条件下氧化浸出铜,而铅则以硫酸铅的形式留在渣中;浸出过程完成后,矿浆排出高压釜,进行液固分离,实现金属的初步分离;含铜的浸出液采用电沉积方法回收溶液中的铜,获得符合国标的阴极铜产品;浸出渣返回火法炼铅系统回收利用铅、银、单质硫有价元素。但是该技术方案在全酸性体系下氧化浸出铜,对设备材质的耐腐蚀条件要求高,随之带来的生产成本也会增加;另一方面,浸出过程所生成的单质硫混入了浸出渣中,该渣返回火法炼铅系统中会产生二氧化硫烟气,由于二氧化硫在烟气中的含量并不高,达不到制酸所要求的二氧化硫浓度的条件,生产企业为了降低生产成本,一般选择对空直接排放,这样又加重了环境负担。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺。该方法采用FeCl3浸出工艺处理铅冰铜,利用空气氧化铅冰铜中的金属硫化物,经处理后铜进入溶液,而铅银等有价金属随浸出渣返铅火法系统以回收。该工艺流程简单,回收率高且对环境的污染小。 本发明的技术方案如下
一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺,其特征在于采用以下步骤的顺序实现
①铅冰铜预处理
从火法铅冶炼系统回收铅冰铜,破碎铅冰铜块料至粒度为80 100目;
②常压浸出
将FeCl3配制成200-400g/L的浸出液送浸出槽,再将研预处理后的铅冰铜加入浸出液中,按液固比为3-10:1的比例加入,温度50-100°C,连续通入空气,空气流量为100-160L/h,搅拌速度为300-500r/min,反应时间为4_8小时;在浸出氧化的过程中,铅、铜分别转化为PbCl2、Cu2+,其中PbCl2微溶的,20°C时在水中的溶解度为0. 96克,绝大部分会残留在渣中,铜离子进入溶液;
③液固分离浸出过程完成后,在矿浆中趁热加入粉煤;矿浆与粉煤的重量配比控制在100:6 ;过滤,进行液固分离,所分离的氯化铅渣经溶浸处理返火法系统回收银等有价金属;
由于单质硫的过滤性能较差,为加快该工序,可加入适量粉煤,利用粉煤中的不饱和烯烃改善硫的沉降效果;
④置换沉铜
向富铜浸出液中加入废铁,置换其中的铜,液固分离,可得初级产品海绵铜;
⑤浸出液再生
向步骤④液固分离后的滤液中通入氯气使FeCl2再生为FeCl3,返回常压浸出步骤,实现FeCl3浸出液的循环利用。同现有技术相比,本发明有以下优点采用湿法工艺流程,浸出时间短,过滤性能 好,浸出液可循环使用,对环境友好,有利于环境保护;流程短,设备简单,操作简单;金属回收率高,综合利用程度大。
图1为本发明FeCl3处理铅冰铜工艺的流程图。
具体实施例方式以下结合附图并用具体实施方式
详细说明本发明。一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺,其特征在于采用以下步骤的顺序实现
①铅冰铜预处理
从火法铅冶炼系统回收铅冰铜,破碎铅冰铜块料至粒度为80 100目;
②常压浸出
将FeCl3配制成200-400g/L的浸出液送浸出槽,再将研预处理后的铅冰铜加入浸出液中,按液固比为3-10:1的比例加入,温度50-100°C,连续通入空气,空气流量为100-160L/h,搅拌速度为300-500r/min,反应时间为4_8小时;在浸出氧化的过程中,铅、铜分别转化为PbCl2、Cu2+,其中PbCl2微溶的,20°C时在水中的溶解度为0. 96克,绝大部分会残留在渣中,铜离子进入溶液;
其中主要存在的化学反应为
PbS +2FeCl3 = PbCl2 + S +2FeCl2Cu2S +4FeCl3 = 2CuC12 + S +4FeCl2Ag2S +2FeCl3 = 2AgCl+ S +2FeCl2FeS +2FeCl3 = 3FeCl2 + S
③液固分离
浸出过程完成后,在矿浆中趁热加入粉煤;矿浆与粉煤的重量配比控制在100:6 ;以改善过滤性能,过滤,进行液固分离,所分离的氯化铅渣经溶浸处理返火法系统回收银等有价
金属;
由于单质硫的过滤性能较差,为加快该工序,可加入适量粉煤,利用粉煤中的不饱和烯烃改善硫的沉降效果;
④置换沉铜向富铜浸出液中加入废铁,置换其中的铜,液固分离,可得初级产品海绵铜;
其中主要存在的化学反应为
Cu2++Fe = Cu +Fe2+
2Fe2+ + Cl2 =2 Cl _+2Fe3+
⑤浸出液再生
向步骤④液固分离后的滤液中通入氯气使FeCl2再生为FeCl3,返回常压浸出步骤,实现FeCl3浸出液的循环利用。为了改善浸出效果,缩短浸出时间,在上述步骤②中连续通入空气的同时,加入少量盐酸酸化浸出液,使PH值稳定在2. 5 ;在酸性条件下,利用三价铁离子作为氧化剂浸出硫化物;在氧化浸出过程中,铅冰铜中的硫被氧化成单质硫转移到渣中,铜被氧化以离子态进入溶液,铅以氯化铅的形态和金银留在渣中。在上述步骤③的矿浆中趁热加入粉煤;可以改善过滤性能;
上述步骤③所述的溶浸处理是用饱和氯化钠溶液加热溶浸氯化铅渣,控制温度70-100°C,氯化钠的浓度为100-400g/L,反应时间1-3小时,浸出过程完成后,趁热过滤,再进行液固分离;浸出渣返火法系统回收银等有价金属。实施例1
某工厂铅冰铜的化学成分如下
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%。实施方法如图1所示,将铅冰铜研磨过80目筛后,加入配置好的FeCl3浸出液,并通入空气,搅拌速度为300r/min,常压浸出。其浸出条件为采用FeCl3溶液浸出,FeCl3浓度300g/L,液固比5: 1,温度89°C,连续通入空气,搅拌速度为300r/min,反应时间为4小时。铜的回收率84. 39%。实施例2
某工厂铅冰铜的化学成分如下
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%。实施方法如图1所示,将铅冰铜块料研磨后加入配置好的FeCl3浸出液,并通入空气,搅拌速度为500r/min,常压浸出,浸出铜的操作与实施例1完全相同,其浸出条件为采用FeCl3溶液浸出,FeCl3浓度350g/L,液固比5:1,温度95°C,连续通入空气,搅拌速度为350r/min,反应时间为8小时。铜的回收率88. 07%。实施例3
某工厂铅冰铜的化学成分如下
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%。实施方法如图1所示,将铅冰铜块料研磨后加入配置好的FeCl3浸出液,并通入空气,搅拌速度为300r/min,常压浸出,浸出铜的操作与实施例1完全相同,其浸出条件为采用FeCl3溶液浸出,FeCl3浓度400g/L,液固比5:1,温度95°C,连续通入空气,搅拌速度为300r/min,反应时间为7. 5小时。铜的回收率92. 6%。
权利要求
1.一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺,其特征在于采用以下步骤的顺序实现 ①铅冰铜预处理 从火法铅冶炼系统回收铅冰铜,破碎铅冰铜块料至粒度为80 100目; ②常压浸出 将FeCl3配制成200-400g/L的浸出液送浸出槽,再将研预处理后的铅冰铜加入浸出液中,按液固比为3-10:1的比例加入,温度50-100°C,连续通入空气,空气流量为100-160L/h,搅拌速度为300-500r/min,反应时间为4_8小时;在浸出氧化的过程中,铅、铜分别转化为PbCl2、Cu2+,其中PbCl2微溶的,20°C时在水中的溶解度为0. 96克,绝大部分会残留在渣中,铜离子进入溶液; ③液固分离 浸出过程完成后,在矿浆中趁热加入粉煤;矿浆与粉煤的重量配比控制在100:6 ;过滤,进行液固分离,所分离的氯化铅渣经溶浸处理返火法系统回收银等有价金属; 由于单质硫的过滤性能较差,为加快该工序,可加入适量粉煤,利用粉煤中的不饱和烯烃改善硫的沉降效果; ④置换沉铜 向富铜浸出液中加入废铁,置换其中的铜,液固分离,可得初级产品海绵铜; ⑤浸出液再生 向步骤④液固分离后的滤液中通入氯气使FeCl2再生为FeCl3,返回常压浸出步骤,实现FeCl3浸出液的循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺,其特征还在于在所述的步骤②中连续通入空气的同时,加入少量盐酸酸化浸出液,使pH值稳定在2. 5 ;在酸性条件下,利用三价铁离子作为氧化剂浸出硫化物;在氧化浸出过程中,铅冰铜中的硫被氧化成单质硫转移到渣中,铜被氧化以离子态进入溶液,铅以氯化铅的形态和金银留在渣中。
3.根据权利要求1所述的一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺,其特征还在于步骤③所述的溶浸处理是用饱和氯化钠溶液加热溶浸氯化铅渣,控制温度70-100 V,氯化钠的浓度为100-400g/L,反应时间1-3小时,浸出过程完成后,趁热过滤,再进行液固分离;浸出渣返火法系统回收银等有价金属。
全文摘要
本发明涉及一种三氯化铁处理铅冰铜的工艺,属于有色金属冶金湿法领域。将铅冰铜破碎研磨过筛至80目以下;研磨后的铅冰铜送浸出槽进行常压浸出,控制FeCl3浓度200~400g/l,液固比3~10∶1,温度50~100℃,反应时间4~8小时。为了改善浸出效果,缩短浸出时间,可适当鼓入空气,并加入少量盐酸酸化。在酸性条件下,利用三价铁离子作为氧化剂浸出硫化物。在氧化浸出过程中,铅冰铜中的硫被氧化成单质硫转移到渣中,铜被氧化以离子态进入溶液,铅以氯化铅的形态和金银留在渣中;浸出过程完成后,矿浆趁热进行液固分离,实现铜铅的初步分离;向富铜浸出液中加入废铁,置换其中的铜,可得初级产品海绵铜。
文档编号C22B3/46GK102994744SQ201110270200
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者谭霖, 李震曦, 杨跃新, 曹永贵 申请人:郴州市金贵银业股份有限公司