专利名称：从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法
技术领域：
本发明涉及有色金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种从湿法炼锌净液渣中 回收铜的方法。
技术背景湿法炼锌净液工段一般都釆用二段砷盐净液工艺，在净液过程中产生含有Cu、 Zn、 Cd、 Co、 Fe、 As等金属的铜镉钴复合渣。将铜镉钴复合渣经硫酸浸 出得到富集铜的净液铜渣，将硫酸浸出溶液经锌粉置换得到富集镉的净液镉 渣，这种净液铜渣和净液镉渣统称为净液渣。随着国内外有色金属巿场旺盛，价格上涨，净液渣中的Cu、 Zn、 Cd、 Co 等有价金属具有极大的回收价值， 一方面可以提高有色金属资源的利用率和企 业经济效益，另一方面还可以减少环境污染。现有技术从湿法炼锌净液渣中有价金属的回收， 一般釆用综合回收工艺， 首先利用一定浓度的稀硫酸对净液渣浸出并进行固液分离，净液渣中的Zn、 Cd、 Co、 Fe、 As被浸出进入溶液中，得到的固体渣就是铜富集渣；然后分别 对铜富集渣和浸出溶液进行处理回收Cu、 Zn、 Cd、 Co有价金属。铜富集渣经 硫酸浸出得到含铜溶液，溶液中仍有一些Zn2+、 Cd2+、 Fe2+ 、 As3+、 Pb2+ 、 Co2+ 等杂质离子，影响电解铜的纯度和质量。 发明内容本发明的目的在于提供一种从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法。该方法可 以提高金属铜的回收率，增强脱除杂质的能力，提髙最终产品质量。本发明的从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法包括如下几个步骤(1) 一段酸性浸出将净液渣中加入硫酸、高杂质铜电解液和水进行酸 性浸出，固液分离产生铜富集渣和富含锌镉钴的浸出液；(2) 二段酸性浸出在步骤(1)产生的富含锌镉钴的浸出液中再加入净 液渣进行酸性浸出，固液分离产生的渣返回步骤(1)中继续浸出，富含锌镉 钴的浸出液进入回收锌、镉、钴的工艺步骤；(3) 铜氧化将步骤(1)产生的富集铜渣散开堆放自然氧化；(4) 氧化铜浸出将自然氧化的铜富集渣中加入硫酸、水及铜电解液进 行浸出，在浸出过程中逐渐加入双氧水，固液分离后的液体送下道工序电解， 固体渣含铜量大时渣返回步骤(3)继续氧化处理，固体渣含铜量小时作为废 渣排出堆存；(5) 铜电解将步骤(4)的浸出液在槽电压1.8-3V,电流密度100A/m2 至300A/m2，温度小于5(TC条件下电解，加入明胶、CoSO,等添加剂，产出电 解铜，经过检测，将含铜量大的铜电解液返回氧化铜浸出步骤(4)，将含铜量 低的或者锌、镉、砷等杂质含量高的高杂质铜电解液返回一段酸性浸出步骤(1)。为了提高浸出效果，当净液渣颗粒比较大时或者有粘结现象时进行细磨处 理，最好研磨成80筛目以上的颗粒。本发明各步骤工艺参数如下(1) 一段酸性浸出:固液比1:3 5,始酸120 ~ 180g/L,终酸20 50g/L, 反应温度50 8(TC，反应时间l 4h;(2) 二段酸性浸出固液比1:3-6,始酸20 50g/L，终酸5 10g/L，反应温度50 80。C,反应时间l-5h;(3) 铜氧化堆放厚度5 20cm,氧化时间15天以上；(4) 氧化铜浸出固液比1:6~10，始酸100 ~ 150g/L,终酸20 50g/L, 反应温度50 8(TC，反应时间l 4h，固体渣含铜量大于1~2%时渣返回步 骤(3)继续氧化处理，固体渣含铜量小于1~2%作为废渣排出堆存；(5) 铜电解槽电压1. 8~3V,电流密度100~ 300A/m2，温度小于50 °C，经过检测，将含铜量大于10g/L的铜电解液液返回铜浸出步骤(4)。本发明各步骤更优化的工艺参数如下(1 )一段酸性浸出:固液比1: 3~4，始酸130~ 170g/L,终酸30~40g/L, 反应温度60 7(TC,反应时间l 3h;(2) 二段酸性浸出固液比1:4 5，始酸30 40g/L,终酸6 ~ 9g/L, 反应温度60 7(TC,反应时间2 4h;(3) 铜氧化堆放厚度5 10cm，氧化时间16 20天；(4) 氧化铜浸出:固液比1:7 9,始酸110 ~ 140g/L,终酸30 - 40g/L， 反应温度60 70。C,反应时间2 3h,固体渣含铜量大于1~2%时渣返回步 骤(3)继续氧化处理，固体渣含铜量小于1~2%作为废渣排出堆存；(5) 铜电解槽电压1.8~2. 5V，电流密度150 ~ 200A/m2,温度小于46 °C，经过检测，将含铜量大于10g/L的铜电解液液返回铜浸出步骤(4)。本发明各工艺过程和反应式及主要原理如下步骤(1)和(2)是两段酸性浸出过程，通过两段酸性浸出，能够将Zn、 Cd、 Co、 Fe、 As等金属充分地浸出到溶液中去， 一方面可以提高锌、镉、钴 的回收率，另一方面降低了铜富集渣中其它杂质金属的含量，为进一步回收铜做准备。
主要反应式Zn+H2S04=ZnS04+H2、 Cd+H2S04=CdS04+H2、 Co+H2S04=CoS04+H2 、 FeO+H2S04=FeS04+H2 。
(3) 铜氧化是富集铜渣自然氧化过程。 主要反应式2Cu+02=2CuO
(4) 氧化铜浸出
主要反应式CuO+H2S04=ZnS04+H20 、 Cu+ H2S04+ H202= CuS04+2H20
(5) 铜电解含铜溶液中含有2112+ 、 Cd2+、 Fe"及少量的Pb2+、 Co2+、 As3+ 杂质离子，对这些离子的电极电位我们进行了分析。在25'C酸性溶液中离子 的电极电位分别是cJ)Zn27Zn: —0.763、 (J) Fe2+/Fe : -0.440、 4)Cd2+/Cd: -0.403、 (J)Pb27Pb: —0.356、 cf)Co7Co: —0.277、 (j)As27As: 0.247、 cj> Cu27Cu: 0.337,通过分析，溶液中杂质电极电位均低于铜的电极电位，但As3+ 电极电位与Cu2+接近，因此控制溶液中杂质As3+，特别是适宜的电积条件及添 加剂，能够生产出乙级电铜。
随着铜电解的不断进行，电解液中杂质逐渐积累，达到一定程度会影响电 解铜的质量及电耗。因此，必须定期将杂质含量高的高杂质铜电解液排出铜电 解系统，同时补充新的含铜溶液。我们釆取将高杂质铜电解液排出，送入净液 渣的酸性浸出工序。同时，用工业硫酸加水配成的溶液浸出富集铜渣，得到含 杂质低的含铜溶液补充到铜电解系统中，即充分利用了电解产生的硫酸，又控 制了电解液中杂质含量，可谓一举两得。
电解系统废电解液中主要Cu2+、 Zn2+、 Cd2+、 Fe2+ 、 [^04及少量的Co2+ 、 As3+ ，将废电解液加入净液铜渣、净液镉渣酸性浸出槽作浸出剂，由于净液铜渣、净液镉渣中含有大量未反应锌粉，产生0!2++211=2112++01反应，铜重新进 入富集铜渣中，实现良性循环。
本发明的主要优点在于本发明是湿法炼锌净液渣中有价金属综合回收工 艺中铜的回收工艺方法。该工艺提高了金属铜的回收率，增强脱除杂质的能力， 提高最终产品质量，降低原辅材料和能源消耗，减少污染，利于环境保护。铜 的回收率95%以上。
下面结合工艺流程图对本发明进一步详细说明 图1是本发明从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法工艺流程图
具体实施例方式
实施例1:如图1所示，本发明从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法，主要 包括五个工艺步骤
(1) 一段酸性浸出将净液渣中加入硫酸、高杂质铜电解液和水进行酸 性浸出，固液比1:4，始酸150g/L,终酸30g/L,反应温度6(TC，反应时间3 h,固液分离产生铜富集渣和富含锌镉钴的浸出液；
(2) 二段酸性浸出在步骤(1)产生的富含锌镉钴的浸出液中再加入净 液渣进行酸性浸出，固液比1:4，始酸30g/L，终酸6g/L,反应温度58。C,反 应时间4h;固液分离产生的渣返回步骤(1)中继续浸出，富含锌镉钴的浸出 液进入回收锌、镉、钴的工艺步骤；
(3) 铜氧化将步骤(l)产生的富集铜渣散开堆放自然氧化，堆放厚度 5~10cm，氧化时间16天；
(4) 氧化铜浸出将自然氧化的铜富集渣中加入硫酸、水及富铜电解液进行浸出，固液比1:8，始酸120g/L,终酸20g/L，反应温度7(TC，反应时间 2h,在浸出过程中逐渐加入双氧水，固液分离后的液体送下道工序电解，固体 渣含铜量大于1%时渣返回步骤(3)继续氧化处理，固体渣含铜量小于1%时
作为废渣排出堆存；
(5)铜电解将步骤(4)的浸出液在槽电压2V,电流密度160A/m2，温 度小于4(TC条件下电解，加入明胶、CoS04等添加剂，产出电解铜，经过检测， 将含铜量大于10g/L的铜电解液返回铜浸出步骤(4)，将含铜量低或者锌、镉、 砷等杂质含量高的的高杂质铜电解液返回一段酸性浸出步骤(1)。 实施例2:工艺步骤与实施例l相同，工艺参数如下
(1) 一段酸性浸出固液比1:3，始始酸180g/L，终酸40g/L，反应温 度75C反应时间2 h;
(2) 二段酸性浸出固液比1:5，始酸40g/L,终酸8g/L，反应温度65 °C,反应时间3h;
(3) 铜氧化堆放厚度6-9cm,氧化18天时间；
(4) 氧化铜浸出固液比1:9，始酸110g/L,终酸30g/L，反应温度60 °C,反应时间2h:
(5) 铜电解槽电压2V，电流密度200A/m2，温度小于45°C;将含铜量 大于10g/L的铜电解液返回铜浸出步骤(4),将含铜量低或者锌、镉、砷等杂 质含量高的的高杂质铜电解液返回一段酸性浸出步骤(1)。
权利要求
1、一种从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法，该方法包括如下几个步骤(1)一段酸性浸出将净液渣中加入硫酸、高杂质铜电解液和水进行酸性浸出，固液分离产生铜富集渣和富含锌镉钴的浸出液；(2)二段酸性浸出在步骤(1)产生的富含锌镉钴的浸出液中再加入净液渣进行酸性浸出，固液分离产生的渣返回步骤(1)中继续浸出，富含锌镉钴的浸出液进入回收锌、镉、钴的工艺步骤；(3)铜氧化将步骤(1)产生的富集铜渣散开堆放自然氧化；(4)氧化铜浸出将自然氧化的铜富集渣中加入硫酸、水及铜电解液进行浸出，在浸出过程中逐渐加入双氧水，固液分离后的液体送下道工序电解，固体渣含铜量大时渣返回步骤(3)继续氧化处理，固体渣含铜量小时作为废渣排出堆存；(5)铜电解将步骤(4)的浸出液在槽电压1.8～3V，电流密度100A/m2至300A/m2，温度小于50℃条件下电解，加入明胶、CoSO4等添加剂，产出电解铜，经过检测，将含铜量大的铜电解液返回氧化铜浸出步骤(4)，将含铜量低或者锌、镉、砷等杂质含量高的高杂质铜电解液返回一段酸性浸出步骤(1)。
2、 按着权利要求1所述的从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法，该方法各 步骤工艺参数如下(1) 一段酸性浸出固液比1:3 5,始酸120 ~ 180g/L,终酸20 50g/L, 反应温度50 80C,反应时间l 4h;(2) 二段酸性浸出固液比1:3 6,始酸20 - 50g/L,终酸5 10g/L, 反应温度50 80C,反应时间l 5h;(3) 铜氧化堆放厚度5 20cm,氧化时间15天以上；(4) 氧化铜浸出固液比1:6-10，始酸100 ~ 150g/L，终酸20 50g/L， 反应温度50 8(TC，反应时间l 4h，固体渣含铜量大于1~2%时渣返回步 骤(3)继续氧化处理，固体渣含铜量小于1~2%作为废渣排出堆存；(5) 铜电解槽电压1. 8~3V,电流密度100~ 300A/m2，温度小于50 °C,将含铜量大于10g/L的铜电解液液返回铜浸出步骤(4)。
3、 按着权利要求1所述的从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法，该方法各 步骤工艺参数如下(1) 一段酸性浸出:固液比1:3 4,始酸130 ~ 170g/L,终酸30 40g/L， 反应温度60 7(TC，反应时间l 3h;(2) 二段酸性浸出固液比1:4-5，始酸30 40g/L，终酸6 ~ 9g/L， 反应温度60 70。C,反应时间2 4h;(3) 铜氧化堆放厚度5 10cm，氧化时间16 20天；(4) 氧化铜浸出固液比1:7 9，始酸110 ~ 140g/L，终酸30 40g/L， 反应温度60 7(TC，反应时间2 3h,固体渣含铜量大于1 ~ 2 %时渣返回步 骤(3)继续氧化处理，固体渣含铜量小于1~2%作为废渣排出堆存；(5) 铜电解槽电压1.8~2. 5V,电流密度150 ~ 200A/m2,温度小于46 °C，将含铜量大于10g/L的铜电解液返回铜浸出步骤(4)。
4、 按着权利要求l、 2或3所述的从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法，当 净液渣颗粒比较大时或者有粘结现象时进行细磨处理，研磨成80筛目以上的 颗粒。
全文摘要
本发明公开了一种从湿法炼锌净液渣中回收铜的方法，该方法包括一段酸性浸出、二段酸性浸出、铜氧化、氧化铜浸出、铜电解等步骤。该方法采用二段酸性浸出工艺，能够将有价金属充分地浸出到溶液回收，同时降低了铜富集渣中其它杂质金属的含量有利于铜回收；在铜电解步骤中，通过严格控制槽电压、电流密度、电解液温度、杂质离子含量等参数，提高了金属铜的回收率，增强脱除杂质的能力，提高最终产品质量，降低原辅材料和能源消耗，减少污染，利于环境保护，铜的回收率达到95％以上。
文档编号C22B15/00GK101220416SQ20071030121
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者冯国军, 张国柱, 张立文, 曹延峰, 龙 李, 王凤朝, 音 白, 霍瑞龙, 马永涛, 黄善云 申请人:赤峰中色库博红烨锌业有限公司