专利名称：高铁低铜料液萃取-电积金属铜过程的除铁方法
技术领域：
本发明涉及一种高铁低铜料液萃取-电积生产金属铜过程的除铁方法，属于矿山特殊开采方式，属湿法冶金技术领域。
背景技术：
对于Fe2O3及FeO含量高的氧化铜矿，在用硫酸堆浸及搅拌浸出生产过程中，有大量的铁离子被浸出而进入到料液中，高铁料液在萃取提铜的过程中，铁离子会被物理夹带进入反萃液(即电积液)中，在电积铜生产过程引起阴极铜挂耳断裂、电耗上升、电积铜质量不合格等诸多问题。云南迪庆矿业电铜厂处理的氧化铜矿，由于矿石中Fe2O3含量高达20 27%，FeO含量达3 5%，用硫酸堆浸及搅拌浸出矿石，生产电积铜时，部分铁会以硫酸高铁和硫酸亚铁的形式溶解进入浸出液中，使硫酸浸出液含Cu2+O. 5 I. Og/1, Fe3+5 IOg/I1Fe2+I 3g/l ;在萃取铜时被物理夹带进入反萃液(即电积液)，并在电积铜生产流程中逐渐累积升高，导致电积液中铁离子含量越来越高，达到10 15g / I,严重影响电积正常生产作业。尤其是铁离子浓度比本行业允许的标准上限(Fe ^ 3g / I)高出3 5倍，造成电积生产过程中出现严重的铜挂耳断裂现象，电流效率严重偏低(=60%),电积电耗也比同行标准(2000kw.h / tcu)高出2倍多(达4228kw.h / tcu)，给企业电积生产操作和经营管理造成较大的影响。
发明内容
为了彻底解决上述阴极铜挂耳断裂、电耗上升、电积铜质量不合格等瓶颈问题，本发明提供一种高铁低铜料液萃取-电积生产金属铜过程中的除铁方法，应用于生产实践后，能有效改善电铜厂电积铜生产过程中铁离子影响的问题。电积流程中的铁离子来源主要是萃取过程中有机相与含高铁离子料液混合时产生了部分料液夹带，这些夹带液随有机相进入反萃取工序后，被反萃液洗涤进入电积液中，通过不断累积造成铁离子不断升高。传统的萃取流程都存在这一设计缺陷，如果浸出液中铁离子含量高就会被夹带进入电积液流程。因此，解决问题的关键就是要阻断铁离子进入电积液的直接通道。本发明通过下列技术方案实现一种高铁低铜料液萃取-电积金属铜过程的除铁方法，它包括硫酸堆浸及搅拌浸出步骤，对浸出液进行萃取铜的步骤，其特征在于萃取铜后余下的负载有机相经过下列处理
A、在负载有机相中加入硫酸含量为8 10g/l的洗涤液，搅拌混合至洗涤液中的铁离子含量低于0. 5g/l时，得到去除铁离子的负载有机相，洗涤液送浸出步骤使用，或送洗涤收集池作为洗涤液循环使用；
B、按电尾液去除铁离子的负载有机相=1:2 3体积比，将步骤A的去除铁离子的负载有机相，用含180 200g/l硫酸的电尾液进行反萃取，使铜离子富集到反萃液中作为生产电积铜的电积液，余液为含萃取剂的再生有机相；
C、将步骤B的再生有机相，送一次萃取工序进行萃取铜；
D、将步骤B的电积液送电积工序，生产电积铜。所述步骤A的负载有机相为一次萃取过程产生的负载有机相，或者经一次萃取后再进行二次萃取时产生的负载有机相。所述步骤A的洗涤是在常规洗涤池中按常规进行的搅拌混合洗涤。所述步骤B的含180 200g/l硫酸的电尾液是电积铜生产过程中产生的电积尾液。
所述步骤B的反萃取是在常规反萃取设备上，进行混合分相的过程。所述步骤C的萃取是在常规萃取设备上，按铜浸出液有机相=1:1体积比，进行混合分相的过程。所述步骤D的电积是在常规电积设备上按不溶阳极进行的铜电积。本发明与现有技术相比具有下列优点和效果采用上述方案，使有机相中夹带的铁离子被洗涤析出，使铁离子带入电积液的含量降低了 10倍以上，同时钙、镁等其它杂质也被洗涤脱除，有利于提高电铜产品质量，确保阴极铜不再发生挂耳脱落现象，杜绝电积槽体损坏产生的漏液、漏电隐患，保障安全生产，有效降低电积车间生产员工的劳动强度。洗涤液可返回浸出步骤再用，或作为洗涤液循环使用，洗涤成本较低，不外排洗涤剂，对环境无污染。有机相可长期保持一定的洁净度，可以加快有机相与水相进行分相，减少有机相夹带损失，明显降低煤油和萃取剂消耗，电积电流效率可提高到90%以上，电积电耗可降到2500kw. h /吨铜以下，吨铜节电1728kw *h，吨铜降低成本1036. 8元，电铜生产成本明显降低。本发明投入低、工艺简单、操作方便、除铁效率高、成本低，适合所有传统铜萃取流程的改进优化，对原料含铁高、有害杂质含量高的铜湿法酸浸工艺流程都能适用，确保电积铜生产顺利进行。
图I为电积铜生产工艺流程 图2为本发明工艺流程图。
具体实施例方式对本发明做进一步描述。实施例I
本实施例采用两个萃取系统分别对浸出液进行萃取，所处理的铜矿石中含有大量的Fe2O3及FeO成分，经过常规酸浸、搅拌浸出后，Fe2O3被H2SO4溶解生成Fe3 (SO4) 2，FeO被H2SO4溶解生成FeSO4，经常规进行萃取铜时，部分Fe3+及Fe2+被夹带进入负载有机相中，对该负载有机相进行下列处理
A、在负载有机相中加入硫酸含量为8g/l的洗涤液，搅拌混合洗涤有机相至洗涤液中的铁离子含量低于0. 5g/l时，得到去除铁离子的负载有机相，洗涤液送矿石浸出步骤使用；B、按电尾液去除铁离子的负载有机相=1:2体积比，将步骤A的去除铁离子的负载有机相，用含180g/l硫酸的电尾液进行反萃取，使铜离子富集到反萃液中作为生产电积铜的电积液，余液为含萃取剂的再生有机相；
C、将步骤B的再生有机相送一次萃取工序进行铜萃取；
D、将步骤B的电积液进行常规电积，得电积铜。实施例2
本实施例采用两个萃取系统分别对浸出液进行萃取，所处理的矿石中含有大量的Fe2O3及FeO成分，经过常规酸浸、搅拌浸出后，Fe2O3被H2SO4溶解生成Fe3(SO4)2, FeO被H2SO4溶解生成FeSO4,经常规萃取后，溶液中的部分Fe3+及Fe2+在萃取时被夹带进入负载有机相中，对该负载有机相进行下列处理
A、在负载有机相中加入酸含量为10g/l的洗涤液，搅拌混合洗涤有机相至洗涤液中的 铁离子含量低于0. 5g/l，得到去除铁离子的负载有机相，洗涤液送洗涤收集池作为洗涤液循环使用；
B、按电尾液去除铁离子的负载有机相=1:3体积比，将步骤A的去除铁离子的负载有机相，用含200g/l硫酸的电尾液进行反萃取，使铜离子富集到反萃液中作为生产电积铜的电积液，余液为含萃取剂的再生有机相；
C、将步骤B的再生有机相送一次萃取工序进行铜萃取；
D、将步骤B的电积液进行常规电积，得电积铜。通过实施例1、2洗涤除铁后，使铁离子降低了 80% 90%，即铁离子含量为未洗涤时的1/5 1/10。因此，使电铜厂电积液中的铁离子浓度降至3g/l以下，电流效率可提升至90%以上，可降低电铜厂的电积生产成本。具体如下
(I)降低成本
电积电耗降至2500kw h/吨铜以内，吨铜节电1728kw h，降低生产成本1036. 8元。若按年产2000吨铜计算，年可节电345. 6万kw *h，节约电费207. 36万元，创造的经济效益较好。(2)减小杂质含量
增加洗涤除铁工序后，可有效控制铁离子被夹带进电积液，钙、镁等其它杂质也会被洗涤脱除，有利于提升电铜产品质量。(3)避免电积铜挂耳断裂
增加洗涤除铁工序后，可确保阴极铜不再发生断耳脱落现象，杜绝因电积槽体损坏而产生的漏液漏电隐患，有效降低电积车间生产员工的劳动强度。(4)提高有机相的洁净度
增加洗涤除铁工序后，有机相可长期保持一定的洁净度，可以加快有机相与水相澄清分相，减少有机相夹带损失，能够降低煤油和萃取剂消耗。对比例
将实施例I所得负载有机相经现有技术反萃后，又被反萃液夹带到电积液中，随着堆浸-萃取-电积生产的不断进行，电积液中积累的铁离子浓度越来越高，电积液中Fe3+浓度高于10g/l，远高出行业标准允许最高值(3g/l)的3 5倍；Fe3+在电积生产过程中与金属铜发生氧化反应，能够溶解阴极金属铜，Fe3+还原为Fe2+，导致阴极电流被消耗。Fe3+从阴极获得电子发生还原反应转化为Fe2+，形成的Fe2+又会被溶液中溶解的氧(来自空气中或阳极)再氧化为Fe3+，这个氧化还原反应在电积流程中循环进行，不断消耗电积电能，单位电积电耗达4228kw h,超过行业标准电积电耗(2000kw h)的两倍,吨铜电积耗电成本高达2536. 80元(该矿电价为0. 6元/kw *h)，比行业标准高出1336. 80元。若按年产2000吨铜计算，年耗电量比行业标准多出445. 6万kw h，年电耗成本增加267. 36万元。溶液中的Fe3+对金属铜有较强的腐蚀性，使阴极Cu氧化溶解为Cu2+进入液体，铜板挂耳部位因厚度小，Fe3+浓 度氧化腐蚀后发生断裂，导致铜板脱落掉入电积槽中，中断生产，需重新铆耳后返回电积生产。加大了劳动强度，大量铜板断落后致使电积槽防腐层破损，含酸电积液泄漏腐蚀槽体，产生漏电现象，导致电流效率降低，生产成本上升，电铜质量含铁升闻等。
权利要求
1.一种高铁低铜料液萃取-电积金属铜过程的除铁方法，它包括硫酸堆浸及搅拌浸出步骤，对浸出液进行萃取铜的步骤，其特征在于萃取铜后余下的负载有机相经过下列处理 A、在负载有机相中加入硫酸含量为8 10g/l的洗涤液，搅拌混合至洗涤液中的铁离子含量低于0. 5g/l时，得到去除铁离子的负载有机相，洗涤液送浸出步骤使用，或送洗涤收集池作为洗涤液循环使用； B、按电尾液去除铁离子的负载有机相=1:2 3体积比，将步骤A的去除铁离子的负载有机相，用含180 200g/l硫酸的电尾液进行反萃取，使铜离子富集到反萃液中作为生产电积铜的电积液，余液为含萃取剂的再生有机相； C、将步骤B的再生有机相，送一次萃取工序进行萃取铜； D、将步骤B的电积液送电积工序，生产电积铜。
2.如权利要求I所述的高铁低铜料液萃取-电积金属铜过程的除铁方法，其特征在于所述步骤A的负载有机相为一次萃取过程产生的负载有机相，或者经一次萃取后再进行二次萃取时产生的负载有机相。
3.如权利要求I所述的高铁低铜料液萃取-电积金属铜过程的除铁方法，其特征在于所述步骤A的洗涤是在常规洗涤池中按常规进行的搅拌混合洗涤。
4.如权利要求I所述的高铁低铜料液萃取-电积金属铜过程的除铁方法，其特征在于所述步骤B的含180 200g/l硫酸的电尾液是电积铜生产过程中产生的电积尾液。
5.如权利要求I所述的高铁低铜料液萃取-电积金属铜过程的除铁方法，其特征在于所述步骤C的萃取是在常规萃取设备上，按铜浸出液有机相=1:1体积比，进行混合分相的过程。
全文摘要
本发明提供一种高铁低铜料液萃取-电积金属铜过程的除铁方法，它包括硫酸堆浸及搅拌浸出步骤，对浸出液进行萃取铜的步骤，其特征在于萃取铜后余下的负载有机相经过下列处理在负载有机相中加入硫酸含量为8～10g/l的洗涤液，搅拌混合至洗涤液中的铁离子含量低于0.5g/l时，得到去除铁离子的负载有机相；按电尾液去除铁离子的负载有机相=1:2～3体积比，将负载有机相，用含180～200g/l硫酸的电尾液进行反萃取，使铜离子富集到反萃液中生产电积铜，余液为含萃取剂的再生有机相，送一次萃取工序进行萃取铜。使铁离子含量降低了10倍以上，同时钙、镁等杂质也被洗涤脱除，提高了电铜质量，确保阴极铜不再挂耳脱落，杜绝电积槽体损坏产生的漏液、漏电隐患，不外排洗涤液，有利于环保。
文档编号C22B3/08GK102776369SQ20121026756
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者孔令洪, 孙鸿明, 左志国, 张仪, 张新普, 於友清, 杨德学, 王冲, 甘静, 金正聪, 陈国清, 顾尚昆 申请人:云南迪庆矿业开发有限责任公司