专利名称：从废杂铜熔化炉渣中提取铜的湿法冶金方法
技术领域：
本发明属于冶金领域，具体涉及一种从废杂铜熔化炉渣中提取铜的湿法 冶金方法。
技术背景废杂铜熔化炉渣中含有大量的氧化铜和铜单质，通过手选、浮选等物理 方法分选出大颗粒的铜之后，由于剩余部分铜颗粒较小，无法通过普通的物 理方法进一步分离，作为废渣扔弃，既污染环境，又造成了资源的浪费。经分析其中含有大量的Cu， Ca， K， P， Mg, Fe， Al等，例如一种经过-义烧后 的废杂铜熔化炉渣，其中Cu的含量为55.52%, Ca的含量为27.48%， K的 含量为4.60%, P的含量为4.1Q/。， Mg的含量为2.08°/。， Fe的含量为1.110/0， Al的含量为1.06。/。，具有很高的回收价值。目前铜的湿法回收方法主要是萃 取法和电解法，前期投资比较大，操作成本和能耗都很高，不适合中小规模 的回收要求，缺乏简单可行的回收工艺。 发明内容本发明的目的是为了从浮选过的铜渣中提取有价金属铜，提供一种湿法 冶金方法，实现了铜的提取和纯化，具有很高的经济价值。 本发明的目的可以通过以下措施达到步骤1:将废杂铜熔化炉渣在800-卯0。C下灼烧1 ~2h,冷却后4分碎； 粉碎后过120目或者120目以上的筛，不能过筛的物质重新灼烧；步骤2:用盐酸浸取步骤l得到的物质，反应8-12h;其中盐酸的质量 分数优选为7~ 10%,浸取时调节液固比为6~9:1;浸取温度为20~ 55°C, 升高温度可以缩短浸取时间；步骤3:继续添加j^L5危酸，在80- 100。C下反应10 30min;其中硫歸 量分数优选为80~98%，使钙离子沉淀；步骤4:加水，混合均匀，沉淀，固液分离后将清液用氬氧化钠溶液调节pH值为2.5~3.0，沉淀铁离子；其中氬氧化钠溶液浓度优选为1 ~ 5mol/L;步骤5:继续加入氟化钠，沉淀钩、镁离子，在70 ~ 100。C反应0.5 ~ 1.5h, 过滤得滤液，升高温度可以减少反应时间；滤渣加入盐酸(0.1 ~ 1 mol/L )进 行溶解，固液分离后将液体返回步骤4中与清液混合；步骤6:将滤液用氢氧化钠溶液调节pH值为8 ~ 10，然后用水进4亍洗涤 并过滤；其中氢氧化钠溶液的浓度优选为2~5mol/L;步骤7:将步骤6中的滤渣用盐酸溶解，过滤，浓缩析晶，得到氯化铜 产品；其中盐酸的浓度优选为l~5mol/L。步骤8:将浓缩析晶后的滤液稀释，返回步骤4中与清液混合。其中步骤1中废杂铜熔化炉渣灼烧不完全，粉碎不充分，会造成铜不能 有效的溶解；其中步骤2中如果液固比过高，浸取酸度降低，反之会形成胶体，都不 利于浸取；采用HC1浸取废杂铜熔化炉渣，可以溶解废杂铜熔化炉渣中的大 部分钙、镁等元素、溶解和活化氧化铜，溶解能使氧化铜颗粒粒径变小，增 大氧化铜颗粒固液接触的比表面积，提升后续的浸取速率，其用量一般为所 需酸量的50~80%;其中步骤3中添加浓^s克酸，其提供的酸度能使氧化铜继续溶解，其提供 的硫酸根能使大部分钙质沉淀，其硫酸根的用量为4丐摩尔量的1.4-2.1倍；其中步骤4中加水的质量为炉渣的10~20倍，优选为15倍；其中步骤5中加入氟化钠可以沉淀钩、镁离子，氟离子的用量为4丐、镁 离子总摩尔量的2~3倍；其中步骤8中滤液稀释10 15倍。本工艺从特定的固体渣中分离铜，去除杂质，纯化目标产品氯化铜。 本发明的湿法冶金工艺，利用铜与杂质金属之间化学性质的差异，进行 分离和提纯。废杂铜熔化炉渣含有铜、炭和其它杂质，高温灼烧，除炭，氧 化铜单质；粉碎过筛，增大与酸接触的比表面积；利用盐酸浸取，溶解钩镁 氧化物和部分氧化铜，溶解导致氧化铜颗粒粒径变小，增大氧化铜颗粒固液 接触的比表面积；添加浓硫酸补充酸度，在加热的条件下，氧化铜继续反应，同时引入硫酸根，沉淀大部分钩离子，达到溶解和沉淀的目的；注水，固液 分离，液相利用氢氧化钠溶液调节pH值，沉淀铁离子；添加氟化钠，沉淀 4美、钙离子；过滤后，滤液利用氢氧化钠溶液沉淀，铜离子由液相进入固相， 清水洗涤，去除可溶性阴阳离子，如钠、钾、硫酸根、磷酸根等离子；滤渣 利用盐酸溶解，浓缩结晶，得到氯化铜产品。 本发明具有的有益效果本发明的 一种从经过分选后的废杂铜熔化炉渣中提取铜的湿法冶金技 术，去除了炭的干扰，沉淀了钙、镁、铁等杂质金属，提取效率在95%以上， 获得氯化铜产品的纯度为99%以上，充分的利用了废弃物，创造了可观的经 济效益和良好的环境效益。
图l是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实例详细说明本发明的工艺步骤实施例1:(1) 将废杂铜熔化炉渣在800 900。C下灼烧l~2h,使单质铜氧化，冷却 后粉碎，过120目筛，不能过筛的物质重新灼烧。(2) 利用X射线荧光光谱仪(XRF)分析各个元素的含量，以确定工艺的 具体参数。(3 )耗酸量测定称取三份10g样品，力口 100mll+l盐酸(1份浓盐酸+1份 水混合而成)浸取，过滤，定容至250ml，取20ml,利用0.1 mol/LNa2C03 进行反滴定，出现沉淀时结束滴定，计算耗酸量，取平均值。1+1盐酸 利用0.1 mol/L Na2C03进行标定。耗酸量=-^-x36.5 agT/C7/^:g原枓)<formula>formula see original document page 5</formula>其中CWc/:盐酸浓度，wo/ZL; F/^/:盐酸体积，丄；J^a2CW:消耗碳酸钠的体积，丄； C脂co3:'碳酸钠浓度，附。//丄。(4) 根据SRF测定值的钙含量计算硫酸消耗量，硫酸根用量为理论所需用 量的1.4-2.1,根据硫酸消耗量和耗酸量计算盐酸消耗量。W(//2s<^) =-^-x" (tg7/2S04/A:g原料)其中Ca%:钩含量； ":1.4-2.1。,耗酸量 m("飾)、^ ^ ,,"…，店虫、,、m(wc/) = (---)x36.5 Ugi/C〃&原料)36.5 98(5) 铜渣和8%盐酸按照上述计算比例添加，在55。C下，反应8小时。CwO + 2脂—O/C/2 + //2(9 &2<93 + 6//C7 — 2FeC" + 3//20 CflO + 2船~> 。C72 + //2(9 MgO + 2船MgC/2 + //20(6) 加入(4)所述比例的98%浓硫酸，恒温80 90。C,反应0.5h，冷却。OzC/2 + 7/2S04 — C4; +2脂(7) 按照lkg原料:15kg水注水，固液分离，清液添加lmol/L氢氧化钠溶 液反应，搅拌，调节至pH-2.8左右，添加氟化钠，其中氟离子加入量 为镁和钙含量的2.5倍，在80。C下反应1.5h,趁热过滤。实验测定， 其中钙的去除率平均以卯°/。算。其中叫脏)=2. 5 x (禁+ ^x10%)x 42 (紐MtF/)tg原料)(8 )将(7 )中反应后的滤液利用5mol/L的氢氧化钠溶液沉淀，调节pH=10， 加入等体积的水洗涤，排出清液，反复洗涤五次后，过滤得滤渣，其主要成分为氢氧化铜。将(7)中反应后的滤渣利用lmol/L的盐酸溶解，清液返回步骤7中的清液继续反应。实验测定，lmol/L的盐酸加入量以铜的沉淀率为10°/。计算。<formula>formula see original document page 7</formula>滤液中Cm2+ + — Cw(0//)2 >l滤渣中2//+ + Cw(0//)2~>C"2++2//20(9) 将(8)中的氢氧化铜沉淀滤渣利用lmol/L的盐酸溶液溶解，过滤， 清液浓缩结晶，得到产品氯化铜，盐酸的加入量为铜的总量，不够补 加至氢氧化铜刚好溶解。Cw(间2 + 2//C/ — +(10) 将滤液稀释10倍，清液返回步骤7中的清液继续反应。其中，加入浓硫酸去除钓的效率为90°/。以上，总钙和镁去除效果能达到 结晶液0.01g/L以下，铁的去除效果能达到结晶液0.001g/L以下，Cu浸取效 率99%以上，总提取效率95%以上，氯化铜产品纯度99°/。以上。 实施例2:其它条件不变，将实施例1的(6)中反应温度设为常温，反应时间设为 12h。结果Cu浸取效率99。/。，总提取效率97%,氯化铜产品纯度99%。 实施例3:其它条件不变，将实施例1的(7)中利用5mol/L氢氧化钠溶液调节至 浑浊(pH=1.8)，再利用lmol/L的氢氧化钠溶液进行调节至pH=3.0左右。 结果，Cu浸取效率99。/q,总提取效率97%，氯化铜产品纯度990/0。实施例4:其它条件不变，将实施例1的(7)中反应条件为煮沸反应0.5h。结果 Cu浸取效率99。/。，总提取效率97%,氯化铜产品纯度99%。
权利要求
1、一种从废杂铜熔化炉渣中提取铜的湿法冶金方法，其具体步骤为步骤1将废杂铜熔化炉渣在800～900℃下灼烧1～2h，冷却后粉碎；步骤2用盐酸浸取步骤1得到的物质，在20～55℃下反应8～12h；步骤3继续添加浓硫酸，在80～100℃下反应10～30min；步骤4加水沉淀，固液分离后将清液用氢氧化钠溶液调节pH值到2.5～3.0；步骤5加入氟化钠，在70～100℃反应0.5～1.5h，过滤得滤液；步骤6将滤液用氢氧化钠溶液调节pH值为8～10，然后用水进行洗涤并过滤；步骤7将步骤6中的滤渣用盐酸溶解后过滤，浓缩析晶，得到氯化铜产品。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1中粉碎后过120目 或者120目以上的筛，不能过筛的物质重新灼烧。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤2中盐酸的质量分数 为7~10%，浸取时液固比为6~9:1。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤3中硫酸的质量分数 为80 ~ 98%。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤4中氢氧化钠溶液的 浓度为1 ~ 5mol/L。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤5中的滤渣利用盐酸溶 解后固液分离，清液与步骤4中的清液混合，盐.酸的浓度为O.l~lmol/L。
7、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤6中氬氧化钠溶液的浓 度为2 ~ 5mol/L。
8、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤7中盐酸的浓度为1 ~ 5mol/L。
9、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于将步骤7中结晶母液稀释， 与步骤4中的清液混合。
全文摘要
本发明公开了一种从经过浮选后的炼铜炉渣中提取铜的湿法冶金的方法，将炼铜炉渣高温灼烧粉碎，利用盐酸浸取，添加浓硫酸补充酸度，与氧化铜继续反应，并沉淀大部分的钙，再加水固液分离，液相利用氢氧化钠溶液调节pH后添加氟化钠溶液，沉淀铁、镁离子，过滤后利用氢氧化钠溶液沉淀，将固相洗涤，利用盐酸溶解，结晶，得到氯化铜产品。该方法去除了炭的干扰，沉淀了钙、镁、铁等杂质金属，提取效率在95％以上，获得氯化铜产品的纯度为99％以上，充分的利用了废弃物，创造了可观的经济效益和良好的环境效益。
文档编号C22B15/00GK101220417SQ20081001874
公开日2008年7月16日 申请日期2008年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者琳 伦, 冯景伟, 方彩霞, 李坤权, 王卫平, 罗兴章, 耳 聂, 赵国华, 邹星星, 正 郑, 陈广银, 高顺枝 申请人:南京大学