一种从废旧杜美丝中提取金属铜的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于环境工程领域，设及有色金属废弃物的处理方法，具体来说是一种从 废旧杜美丝中提取金属铜的方法。
【背景技术】
[0002] 杜美丝和灯泡玻璃的膨胀系数非常接近，常用在灯管导丝部分，是巧光灯外引入 电能至灯管内是灯管工作的唯一通道，起着密封和导电的双重作用。杜美丝的基体为儀铁 合金，外部为铜锻层，主要金属含量为含儀约30 %，含铁约40 %，含铜约20 % W上。随着各种 灯具产品更新换代速度的加快而越来越多的被淘汰，W及杜美丝生产过程产生大量含铜废 料。废旧灯具产品上的玻璃可W被玻璃生产企业重新利用，但其中的金属含量较高的杜美 丝的有效回收还没有很好的办法。运些废旧杜美丝若被直接丢弃，杜美丝中的重金属将对 周围环境产生巨大的污染，同时废旧杜美丝中的有价金属没有被回收而造成浪费。采用适 当的回收利用技术对废旧杜美丝进行回收处理，不仅能避免二次污染，还能带来良好的经 济效益。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种从废旧杜美丝中提取金属铜 的方法，所述的运种从废旧杜美丝中提取金属铜的方法要解决现有技术中废旧杜美丝中的 有价金属没有被回收而造成浪费，同时污染环境的技术问题。
[0004] 本发明一种从废旧杜美丝中提取金属铜的方法，包括如下步骤：
[0005] 1)将废旧杜美丝破碎，去除玻璃物质，然后用粉碎机粉碎，过20~40目筛，将所得 的金属颗粒粉料进行电选W去除金属颗粒粉料中的铁，得到高铜含量的金属富集体；
[0006] 2) -个铜离子浸出的步骤，将浸出剂水溶液加入到反应容器中，然后加入步骤1) 得到的金属富集体，金属富集体和浸出剂水溶液的物料比为l〇〇g:2~化，控制反应容器的 溫度为20~80°C，同时进行揽拌，揽拌速度为400~60化/min,进行氧化浸出，反应0.5~ 3. Oh，反应结束后得到铜浸出液；
[0007] 3)-个固液分离的步骤，将步骤2)所得的铜浸出液经离屯、分离或压滤机过滤去除 固体物质，得到滤液；
[000引4) 一个铜离子提纯的步骤，将步骤3)过滤后所得的滤液经Ξ级萃取、一级反萃，得 到富铜液；
[0009] 5)-个电积提铜的步骤，当步骤4)所得的富铜液中铜浓度达35~45g/L时，将富铜 液放入电积池中，富铜液上面撒一层PVC球用W吸收电积过程中放出的刺激性气体，PVC球 的粒径为2~5mm，阴极材料采用铁板、不诱钢板或纯铜板，阳极材料采用铅巧锡合金板，控 制槽电压为1.5~4.5V，极间距为2~16cm，电流密度为50~700A/m 2,溫度为20~60°C进行 电积0.5~lOh，电积过程中，富铜液中的铜富集在阴极材料的表面，最终在阴极材料上得到 高纯度的铜，从而完成废旧杜美丝中金属铜的提取。进一步的，所述的浸出剂水溶液由氯酸 钢、硫酸和水组成，在所述的水溶液中，所述的氯酸钢的浓度为0.05~0.5mol/L，硫酸的浓 度为 0.1 ~5mol/L。
[0010]具体的，上述的浸出反应使金属富集体中的铜与氯酸钢在酸性体系中发生反应， 生成铜离子，实现铜离子的浸出，浸出原理如下式所示：
[00…NaC10j+甜苗0片3Cu i 3CuS(V+ 舶巧_ + 3也0 (U
[0012] 上述的所用的反应蓋为可控溫的铁反应蓋或陶瓷反应蓋；
[0013] 具体的，经过反萃后的萃取剂经二级酸洗后返回作为萃取剂重复利用；
[0014] 进一步的，所述的Ξ级萃取，即用有机萃取剂连续萃取3次，把滤液中的铜选择性 的萃取到有机萃取剂中，得到载铜有机相；
[0015] 进一步的，所述的有机萃取剂是lix984或DZ973N与26#煤油按照体积百分比计算， 即lix984或DZ973N:26#煤油为10~30% :70~90%的比例混合而成，萃取过程中有机萃取 剂和浸出液的相比为1:4~4:1，萃取过程在常溫下进行；
[0016] 进一步的，所述的一级反萃，即将Ξ级萃取后所得的载铜有机相用反萃液在常溫 下进行连续反萃1次；
[0017] 进一步的，Ξ级萃取后所得的萃余液返回到浸出剂水溶液中，继续用作铜的浸出， 反萃后所得的残余的有机相经二级酸洗后返回至有机萃取剂中，用于继续萃取浸出液中的 铜；
[0018] 反萃过程中载铜有机相和反萃液的体积比为1:4~4:1;
[0019] 所述的反萃液为浓度为1~5mo 1/L的硫酸溶液；
[0020] 所述的酸洗液为浓度为0.5~3mol/L的硫酸溶液；
[0021 ]上述的萃取和反萃取的反应过程如下式所示：
[0022] 萃取反应为：
[0023] 2RH(org)+Cu2+(aq)=CuR2(org)+2H+ (2)
[0024] 反萃取反应为：
[0025] CuR2 (org)+2H" (aq) = 2RH (org) +Cu^" (3)
[0026] 式中：畑为有机萃取剂，CuR2为萃合物，（aq)表示水相，（org)表示有机相;送入电 积池进行电积；
[0027] 电积池中富铜液的电积过程如下式所示：
[002引阴极反应：
[0029] Cu2++2e = Cu (4)
[0030] 阳极反应为：
[0031] 40H- = 02 巧出 0+4e (5)
[0032] 上述电积后，由于富铜液中铜富集到阴极材料的表面后，所得的贫铜液返回至反 萃液中，继续用W反萃取载铜有机相中的铜。
[0033] 本发明采用由氯酸钢、硫酸和水组成的溶液作为铜的浸出剂水溶液，而避免使用 硝酸等强氧化剂，因此浸铜过程不会产生NOx造成对环境的污染，且铜的浸出率可达100%; 其次，浸铜过程中使用的酸较少且反应过程中酸被消耗，因此铜的浸出液的酸度很低，pH〉 1.2,不会对后续的萃取反应造成负面影响;再次，浸铜过程中所得的铜浸出液中没有大量 的强氧化剂存在，从而不会破坏有机萃取剂的活性使之失效。
[0034] 进一步，本发明所得的铜浸出液经过Ξ级萃取、一级反萃得到富铜液，Ξ级萃取后 所得的萃余液返回到浸出剂水溶液中，继续用作铜的浸出，一级反萃后所得的残余的有机 相经二级酸洗后返回至有机萃取剂中，用于继续萃取浸出液中的铜;该过程使得反萃取后 得到的富铜液中铁离子等杂质含量小于2g/LW下，使得电积得到的阴极铜的纯度在 99.99%?上，实现了废旧杜美丝的资源化、减量化、无害化。
[0035] 本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明解决了废旧杜美丝可能会 对环境造成的污染问题，同时可回收废旧杜美丝中的金属铜。本发明的方法具有高效、节 能、成本低、工艺简单等技术特点，可实现废旧杜美丝的资源化、无害化处理。
【具体实施方式】
[0036] 下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0037] 本发明的各实施例中所用的原料或试剂除W下特殊说明的外，其他均为市售。
[003引1 ix984，澡阳市瑞普新材料有限公司生产；
[0039] DZ973N，郑州德众化学试剂厂生产；
[0040] 实施例1
[0041] -种从废旧杜美丝中提取金属铜的方法，包括W下步骤：
[0042] (1)、废旧杜美丝的破碎
[0043] 将废旧杜儀丝破碎去除玻璃物质，然后用粉碎机粉碎，过30目筛，将所得的金属颗 粒粉料进行电选W去除金属颗粒粉料中的部分铁，得到铜含量较高的金属富集体；
[0044] 所得到的金属富集体中，按重量百分比计算，其中各金属含量为:Ni 30.5%，Cu 22.6%，Fe 38.8%，Si 5.1%，Mn 1.7%，Mg 0.7%，Ag 0.5%，其它不到0.1%;
[0045] (2)、铜离子的浸出
[0046] 先在铁反应蓋中加 lOL水，接着揽拌的过程中添加300g氯酸钢和0.化浓硫酸，进行 混合配制成浸出剂水溶液，其中氯酸钢浓度为0.05mo 1/L，硫酸浓度为0.1 mo 1/L;