专利名称：一种利用氧化铜矿的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用氧化铜矿的方法，具体涉及一种由氧化铜矿提取有价组元铜、镍、铁、硅的方法。
背景技术：
氧化铜矿石的物质组成、矿石结构差异较大，但存在一定的共性。氧化铜矿含有多种有价组元，如铁、镍、镁等。含铜矿物种类多，绝大多数含有5种以上的氧化铜矿物，如孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、矾类矿物和硅孔雀石等。氧化铜矿物一般伴有大量矿泥，且具有较强的亲水性，对氧化铜矿的选矿会产生不良影响。目前对氧化铜矿的处理方法有两类先选矿再冶炼和直接化学溶浸法。已应用的·主要方法有离析法、氨浸法、酸浸-萃取-电积法和酸浸-置换法。离析法炼铜主要用于难选氧化铜矿或不能采用酸浸的碱性矿石。此法工艺简单，尾矿品位低，回收率高，但是设备投资大、能耗大、环境污染重。低品位氧化铜矿的碱性矿石可以用氨浸法处理。此法在技术上是可行的，但是经济效益差，有待进一步改进。酸浸-萃取-电积工艺是用稀硫酸作浸出剂，处理含酸性脉石为主的矿石，浸出后得到贫铜液，经萃取富集，除去铁等杂质，反萃得到适于电积提铜的纯净富铜液。此法可以处理低品位氧化铜矿，具有产品质量好、无环境污染等优点，但酸浸耗酸量大且难以过滤。酸浸-置换法也是用硫酸作浸出剂，得到贫铜液用铁屑置换铜，得到海绵铜，纯度约为70%，作为初级产品再进一步精炼，此法铜的加工成本高。因此，研究处理我国氧化铜矿的新工艺和新技术，对氧化铜矿进行绿色化综合利用具有重要的实际意义和应用价值。
发明内容
针对氧化铜矿未能合理利用的现状，本发明提供一种提取氧化铜矿中的铜、铁、镍、硅的方法。本发明的目的可以通过以下措施实现将氧化铜矿干燥、破碎后磨细至80 μ m以下，将磨细的氧化铜矿粉料与质量分数为60% 98%的硫酸均匀混合。加入硫酸的量为氧化铜矿中的铜、铁、镍等恰好完全反应所需硫酸理论值的O. 7 I. 5倍，焙烧温度为250 350°C，时间为O. 5 2. 5h。焙烧过程中可能发生的化学反应有CuCHH2SO4 = CuS04+H20 个Fe203+3H2S04 = Fe2 (SO4) 3+3H20 个A1203+3H2S04 = Al2 (SO4) 3+3H20 NiCHH2SO4 = Ni S04+H20 个MgCHH2SO4 = MgS04+H20 个
CaCHH2SO4 = CaS04+H20 H2SO4 = SO3 +H2O 焙烧过程中产生的烟气用硫酸吸收，再返回焙烧工序。主要化学反应为S03+H20 = H2SO4焙烧好的熟料用水溶出，液固质量比为I. 5 5 1，溶出过程中进行搅拌，溶出时间为O. 5 2h，温度为20°C 100°C，溶出结束后过滤，得到滤液和滤渣。滤渣主要成分为二氧化硅，将滤渣脱水制备成产品微硅粉或用作建筑材料。熟料溶出液沉铁如果溶液中铁浓度大于lg/L，用固体碳酸铵调节溶液pH在 2.5 3. 5，溶液温度保持在20°C 80°C，搅拌反应I 2h后溶液中铁浓度小于lg/L，过滤，滤渣为氢氧化铁，洗涤干燥直接作为产品。沉铁过程发生的化学反应为Fe3++30r = Fe (OH) 3 I如果溶液中铁浓度小于lg/L，则不需要进行沉铁。沉铁后的滤液萃取铜，再进行反萃，使反萃后的溶液含铜40 50g/L，电积得到铜产品。萃取铜后得到的溶液如果氧化铝含量高于5g/L，则用固体碳酸铵调节溶液pH至5. O沉铝，溶液温度保持在60°C，搅拌反应，过滤得到氢氧化铝产品。沉铝后的溶液返回溶出工序。浸取液经过多次循环，当镍的浓度达到lg/L，用碳酸铵沉镍。当镁的浓度达到10g/L，用碳酸铵沉镁。发生的化学反应为Α13++30Γ = Al (OH)3 IΝ 2++20Γ = Ni (OH) 2 IMg2++C0广+H2O — XMgCO3 · yMg (OH) 2 · zH20 I +H+
附图是一种利用氧化铜矿的方法工艺流程图
具体实施方案实施例I所用氧化铜矿组成为Si0251. 30%, CaO 13. 64%, Fe2O3 13. 49%, Al2O3 9. 69%,CuO 5. 30%, MgO 4. 81%，其它 I. 77%。将氧化铜矿干燥、破碎后磨细至80 μ m以下，将磨细的氧化铜矿粉料与质量分数为60%的硫酸均匀混合。加入硫酸的量为氧化铜矿中的铜、铁、铝、镁、钙恰好完全反应所需硫酸理论值的O. 7倍，焙烧温度为250°C，时间为2. 5h。焙烧过程中产生的尾气用硫酸吸收，再返回焙烧工序。焙烧好的熟料用水溶出，液固质量比为I. 5 1，溶出过程中进行搅拌，溶出时间为2h，温度100°C，溶出结束后过滤，滤渣脱水用于生产建筑材料。滤液用固体碳酸铵调节pH在2. 5，搅拌反应2h后溶液中铁浓度小于lg/L，过滤，滤洛为氢氧化铁，洗漆干燥直接作为产品。沉铁后的滤液先萃取铜,再反萃，反萃后的溶液含铜40 50g/L,再进行电积,得到铜产品。萃取铜后得到的溶液用固体碳酸铵调节溶液pH至5. O沉铝，溶液温度保持在60 V，搅拌反应得到氢氧化铝产品。沉铝后的溶液返回溶出工序。浸取液可多次循环，当镍的浓度达到lg/L，用碳酸铵沉镍。当镁的浓度达到IOg/L，用碳酸铵沉镁。实施例2所用氧化铜矿组成为Si0260. 44%, Fe2034. 69%, Al2O3 12. 82%, CuO 7. 42%,MgOlO. 25%, NiO O. 59%，其它 3. 79%。将氧化铜矿干燥、破碎后磨细至80 μ m以下，将磨细的氧化铜矿粉料与质量分数为98%的硫酸均匀混合。加入硫酸的量为氧化铜矿中的铜、铁、镍、铝、镁恰好完全反应所需硫酸理论值的I. 5倍，焙烧温度为350°C，时间为O. 5h。焙烧过程中产生的尾气用硫酸吸收，再返回焙烧工序。焙烧好的熟料用水溶出，液固质量比为5 1，溶出过程中进行搅拌,溶出时间为
O.5h，温度为20°C，溶出结束后过滤，滤渣主要为二氧化硅，将滤渣脱水制备成产品微硅粉。·熟料溶出液先萃取铜,再反萃，反萃后的溶液含铜40 50g/L,再进行电积,得到铜产品。萃取铜后得到的溶液用固体碳酸铵调节溶液PH至5. O沉铝，溶液温度保持在60°C，搅拌反应得到氢氧化铝产品。沉铝后的溶液返回溶出工序。浸取液可多次循环，当镍的浓度达到lg/L，用碳酸铵沉镍。当镁的浓度达到IOg/L，用碳酸铵沉镁。
权利要求
1.一种利用氧化铜矿的方法，其特征在于包括以下步骤 (1)研磨将氧化铜矿破碎、磨细至80μ m以下； (2)混料焙烧将磨细的氧化铜矿粉料与一定量硫酸均匀混合进行焙烧； (3)溶出将步骤(2)的焙烧熟料用水溶出，液固质量比为I.5 5 I ； (4)过滤将步骤(3)溶出的物料过滤分离，得到滤液和滤渣； (5)沉铁如果熟料溶出液中铁浓度大于lg/L，用固体碳酸铵调节pH值沉铁； (6)提取铜沉铁后的滤液先对铜进行萃取，再进行反萃，反萃后的铜溶液中铜含量达到40 50g/L，再进行电积得到铜产品； (7)萃取铜后得到的溶液如果氧化铝含量高于5g/L，则用固体碳酸铵调节溶液pH值沉铝，沉铝后的溶液返回溶出工序，使镍、镁等得到富集，沉镍制备镍产品，沉镁制备镁产品。
2.根据权力要求I所述的一种利用氧化铜矿的方法，其特征在于步骤(2)将磨细的氧化铜矿粉料与质量分数为60% 98%的硫酸均匀混合，加入硫酸的量为氧化铜矿中的铜、铁、镍等恰好完全反应所需硫酸理论值的O. 7 I. 5倍，焙烧温度为250 350°C，时间为O.5 2. 5h0
3.根据权力要求I所述的一种利用氧化铜矿的方法，其特征在于步骤(4)过滤后得到的滤渣脱水制备成微硅粉产品或用作建筑材料。
全文摘要
本发明涉及一种综合利用氧化铜矿的方法将氧化铜矿与硫酸混合焙烧，焙烧过程产生的烟气用硫酸吸收，再返回焙烧工序。焙烧熟料溶出、过滤，得到的溶液用碳酸铵调节pH值沉铁，得到氢氧化铁产品。沉铁后的溶液萃取铜，反萃后用于电积铜。萃取铜后的溶液沉铝得到氢氧化铝产品。沉铝后溶液返回熟料溶出工序，使镍、镁等得到富集，再进行回收。本发明方法工艺流程简单，设备要求不高，生产成本较低，实现了氧化铜矿的综合利用，整个工艺过程不会对环境造成二次污染，符合绿色化工业生产的要求。
文档编号C22B3/04GK102952941SQ20121009363
公开日2013年3月6日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者翟玉春, 王佳东, 辛海霞, 申晓毅 申请人:东北大学