一种间歇式超声波-微波协同处理铜阳极泥的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种间歇式超声波-微波协同处理铜阳极泥的方法。
【背景技术】
[0002]铜阳极泥是铜电解精炼过程中一种产物，因含有大量的贵金属和稀有金属而成为提取稀贵金属的重要原料。铜阳极泥的预处理是整个处理工艺的第一步，也是最关键的步骤之一。预处理工艺的主要目的是去除并回收铜阳极泥中的铜、碲、砸等金属，并使贵金属得到富集，为后续的贵金属提取工艺提供了便利条件。对于铜阳极泥的预处理工艺，目前国内外采用较多的方法是氧化焙烧-硫酸浸出法、硫酸盐化焙烧-硫酸浸出法和常压空气搅拌硫酸浸出法等。传统的火法预处理工艺，存在能耗高、操作环境差、原料适应性差、污染环境等缺点，至今仍是一个全世界的技术难题；传统湿法预处理工艺，存在浸出率低，反应时间较长，效率低等缺点，需要24小时甚至更长时间才能完成铜的脱除，并且对于碲、砸等稀散金属的浸出无明显效果。
[0003]目前也有单独采用微波或超声波技术对铜阳极泥进行处理的工艺，采用单独的微波预处理时，矿物能够受到微波的快速加热，然而微波具有一定的渗透深度，在浸出过程中应尽量使得矿物进入此区域，并且存在浸出过程中温度分布不均匀，微波渗透区域内的矿物不能得到有效替换，过程难控制等问题；采用单独的超声波预处理，虽然能够改善浸出过程中固液两相的传质，但是对于结构复杂、存在包裹现象的铜阳极泥来说难以到达一定的作用深度。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种间歇式超声波-微波协同处理铜阳极泥的方法，目的是高效且无污染的富集回收铜阳极泥中铜、碲、砸，有利于后续工艺的进行。
[0005]实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行:
(O向筛分后的铜阳极泥中加入浓度为100~400g/L的硫酸进行调浆，控制铜阳极泥浆料的重量浓度在10~40% ；
(2)调浆后的浆料置于微波-超声波反应炉中，微波频率为800~4000MHz，超声波频率为20-40KHZ，超声波工作模式为间歇式，工作时间与停歇时间比例为(0.5-2):1 ；
(3)微波-超声波协同作用的同时，向浆料中加入氧化剂，在常压下浸出反应l~10min后出料，进行固液分离，得到含铜、碲、砸的浸出液。
[0006]其中，所述的铜阳极泥的主要成分按重量百分比，含Cu 9.8-12.3%，Ni43.7-46.2%，Se 3.6-4.8%，Te 0.5-0.7%。
[0007]所述的微波功率为每公斤浆料40~200Wh。
[0008]所述的超声波功率为每公斤浆料50~250Wh。
[0009]所述的氧化剂为H2O2，用量为l~2molH202/L浆料。
[0010]所述的铜的浸出率为93~99%，碲的浸出率为92~97%，砸的浸出率为89?97%。
[0011]与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是:
本发明利用超声波的活化作用辅助浸出，使浆料的液-固两相之间的传质过程得到强化，在固体表面产生微小的裂纹，同时在超声波作用下，固体产物膜加速剥离，同时通入的H2O2气体氧化反应剂也加速了分散和乳化，这一系列作用进一步强化了浸出反应过程，改善了浸出效果。
[0012]本发明采用微波预处理辅助浸出，矿物受到微波的快速加热，产生较大的热应力，随之在矿物的边缘产生微小裂缝，致使矿物的活性进一步增强，此外，由于微波具有选择性加热的特性，物料中的吸波矿物在微波场中会被选择性活化，从而提高浸出性能，使浸出时间大幅度降低，对于本申请中复杂结构、难处理、存在大量的铜、砸、碲等金属化合物被包裹等现象的铜阳极泥矿物，经微波处理后，表面性质、内部结构发生了改变，从而提高浸出性會K。
微波还具有一定的渗透深度，在浸出过程中尽量使得矿物进入此区域，而传统的方法超声波技术能够使得矿物在溶液中分布均匀，但在连续式超声波辅助浸出条件下，微波渗透区域内的矿物不能得到有效替换，所以采用间歇式超声波辅助浸出能够克服此缺点，并且能够降低能耗。
[0013]本发明采用超声波技术与微波技术相结合的处理工艺，克服了单独微波浸出过程中温度分布不均匀、过程难控制等。超声波技术能够更好地使矿物和温度分布均匀，并且能够强化微波浸出过程中矿物表面裂缝的产生，有利于浸出反应的快速进行，同时结合两种高效绿色的技术，实现了铜阳极泥中铜、碲、砸等多种金属的高效快速浸出，克服了传统工艺浸出率低、流程长、环境污染重等缺陷，具有浸出速度快、环境友好、处理时间短、综合回收效益好等优点，铜、碲、砸的浸出率分别达到93~99%、92~97%、89~97%。经过间歇式超声波-微波协同处理后的浸出液和浸出渣容易处理，使得后续的贵金属提取工艺大幅度的简化，生产成本低，处理时间短，是一种绿色环保的预处理工艺。
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例1中经间歇式超声波-微波协同处理的铜阳极泥的SEM图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
[0016]实施例1
本实施例的技术方案按照以下步骤进行:
(1)铜阳极泥的主要成分按重量百分比含Cu9.8%，Ni 44.6%，Se 4.5%，Te 0.7%，向筛分后的铜阳极泥中加入浓度为100/L的硫酸进行调浆，控制铜阳极泥浆料的重量浓度在10% ；
(2)调浆后的浆料置于微波-超声波反应炉中，微波频率为800MHz，超声波频率为30KHz，超声波工作模式为间歇式，工作时间与停歇时间比例为2:1 ;
(3)微波-超声波协同作用的同时，向浆料中加入氧化剂H2O2，用量为1.0molH2O2/!浆料，微波功率按每公斤浆料为lOOWh，超声波功率按每公斤浆料为200Wh，在常压下浸出反应6min后出料，进行固液分离，得到含铜、碲、砸的浸出液。
[0017]最终铜的浸出率为98%，碲的浸出率为93%，砸的浸出率为94%。
[0018]其中经间歇式超声波-微波协同处理的铜阳极泥的SEM图如图1所示，从图1中可以看出原本存在包裹的矿物表面出现了裂缝。
[0019]实施例2
本实施例的技术方案按照以下步骤进行:
(1)铜阳极泥的主要成分按重量百分比含Cu12.3%，Ni 43.7%，Se 4.8%，Te 0.6%，向筛分后的铜阳极泥中加入浓度为200g/L的硫酸进行调浆，控制铜阳极泥浆料的重量浓度在 20% ；
(2)调浆后的浆料置于微波-超声波反应炉中，微波频率为2000MHz，超声波频率为35KHz，超声波工作模式为间歇式，工作时间与停歇