专利名称：一种粗铜中除锡的方法
技术领域：
本发明涉及一种粗铜的除锡方法。
背景技术：
铜既是一种战略金属，也是一种民生金属，是不可缺少的重要工业原材料，应用领域广，产业关联度高。目前，分别以铜二次资源物料和铜原生矿物为原料，采用各种火法冶炼工艺所得到的粗铜，均含有一定量杂质元素，含锡高于3%的粗铜为高锡粗铜。粗铜除含锡外，一般还有铁、镍、锌、锑、铅、硫、砷等杂质金属元素，杂质总含量一般小于8%，其中以铜二次资源物料为原料所得粗铜，杂质总含量有时可高达15%。粗铜需要先经过火法精炼，然后电解精炼，才能获得纯度99.99%以上的商品金属铜。传统的粗铜火法精炼除杂方法是在高温熔融状态下，将空气鼓入熔体进行化学反应，利用杂质相比铜与氧亲合力强的原理，将杂质氧化为不溶于铜的氧化物，最终杂质以浮渣形式脱除。氧化精炼时，当采用熔体中氧化亚铜过饱和操作方式，易脱除锌、镍、硫、砷、锑等杂质，但不易完全脱除粗铜中高含量的杂质锡。CN101292388 “一种多金属粗铜的电解方法”公开一种硝酸体系粗铜电解精炼方法，相比传统硫酸体系电解，操作条件复杂、成本较高。CN101654744 “高砷、锑粗铜的反射炉火法精炼方法”公开一种通过熔化、氧化还原挥发与复合碱性熔剂造渣相结合的火法精炼方法，该发明是 针对性处理高砷、锑粗铜的火法精炼方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种粗铜除锡的方法，本发明的方法能脱除高含量的锡，铜回收率高，方法简单，易操作，易实现工程化。为实现上述目的，本发明的方法由以下步骤组成:
1.将粗铜加热熔融，保持在115(T1250°C内，根据预先测定的粗铜中铁含量，在熔融粗铜中加入铁含量两倍重量的二氧化硅，同时向熔融粗铜中通入压缩空气造渣后，分离氧化浮渣。2.将熔融粗铜降温到110(Tll5(rC内，加入粗铜重量5 10%的造渣剂烧碱，搅拌，加入粗铜重量2飞％的氧化剂硝酸钠或硝酸钾，搅拌时间为1(Γ30分钟。3.升温至113(Tl200°C，分别加入粗铜重量10 20%的造渣剂烧碱、2 5%的氧化剂硝酸钠或硝酸钾和2 3%的添加剂，搅拌，时间为2(Γ60分钟。4.静置30 180分钟后，降温至90(Tl08(rC，除去上层碱渣。5.除去碱渣后，再升温熔化铜，加入粗铜重量2 15。/。的还原剂碳粉或粉煤，搅拌，保温静置后，得到除锡后的铜。所述添加剂为氯化钠、氯化铵、碳酸钙或碳酸钠。本发明的步骤2是利用锡的双性金属性质，锡在碱性条件下氧化生成锡酸钠(钾)，反应式为:5Sn+6Na0H+4Na(K)N03 = 5Na2Sn03+N2丨+3H20。加入熔融粗铜中的烧碱形成熔融覆盖层，烧碱既是亚惰性反应介质，又是反应物。先加入烧碱，再加入硝酸钠(钾)可使反应温和进行，保障高温熔融环境下安全反应，提高了氧化剂的利用率。通过反应生成的锡酸钠碱渣，脱除粗铜中的锡。本发明步骤3将熔融粗铜温度小幅度提升，利用再次加入造渣剂与氧化剂，增大反应物接触时间，充分保证熔体中残留的杂质锡全部反应造渣分离。是进一步脱除杂质锡。添加剂可改善高温粗铜熔体的流动性能。与现有技术相比，本发明以火法熔炼所得高锡粗铜为对象，碱性介质覆盖熔体形成亚惰性反应介质，用以维持反应时的氧化气氛持续稳定，通过造锡酸钠(钾)碱渣实现粗铜中高效脱除杂质锡，该方法工艺简单，铜回收率高，成本低廉，可实现规模生产。
具体实施例方式实施例1
取含铜87.9%、含锡10.8%、含铁2.6%的鼓风炉冶炼所得粗铜，置于火法精炼炉，升温到1210°C，在熔融粗铜中加入铁含量两倍重量的二氧化硅除铁，同时通压缩空气氧化造渣，除镍、锌、硫、砷等杂质；分离氧化浮渣后，调整熔融粗铜温度为1140°C，按粗铜重量9%的比例投入烧碱，搅拌后，加入粗铜重量5%的硝酸钠，搅拌25分钟；升温至1180°C，加入粗铜重量18%的烧碱、5%的硝酸钠和3%的氯化钠，搅拌，反应30分钟；保温静置120分钟，降温至1050°C，分离含锡碱 渣；升温至1130°C，加入熔融粗铜重量5%的碳粉，搅拌，保温静置后，测试铜液的金属含量:铜98.7%、锡0.9%、铁0.2%。实施例2
取含铜96.31%、含锡2.03%、含铁0.8%的吹炼炉所得粗铜，置于火法精炼炉，升温到1190°C，在熔融粗铜中加入铁含量两倍重量的二氧化硅除铁，同时通压缩空气氧化造渣，除镍、锌、硫、砷等杂质；分离氧化浮渣后，调整熔融粗铜温度为1130°C，按粗铜重量5%的比例投入烧碱，搅拌后，加入粗铜重量3%的硝酸钠，搅拌15分钟；升温至1150°C，加入粗铜重量10%的烧碱、3%的硝酸钠和2%的氯化铵，搅拌，反应20分钟；保温静置50分钟，降温至1000°C，分离含锡碱渣；升温至1150°C，加入熔融粗铜重量7%的粉煤，搅拌，测试铜液的金属含量:含铜99.6%、含锡0.15%、含铁0.1%。实施例3
取含铜92.91%、含锡5.33%、含铁2.1%的富氧底吹熔炼炉冶炼所得粗铜，置于火法精炼炉，升温到1230°C，在熔融粗铜中加入铁含量两倍重量的二氧化硅除铁，同时通压缩空气氧化造渣，除镍、锌、硫、砷等杂质；分离氧化浮渣后，调整熔融粗铜温度为1150°C，按粗铜重量8%的比例投入烧碱，搅拌后，加入粗铜重量4%的硝酸钠，搅拌25分钟；升温至1170°C，加粗铜重量15%的烧碱、5%的硝酸钠和2%的碳酸钠，搅拌，反应50分钟；保温静置150分钟，降温至950°C，分离含锡碱渣；升温至1150°C，加入熔融粗铜重量9%的碳粉，搅拌，测试铜液的金属含量:铜98.2%、锡0.9%、铁0.3%。
权利要求
1.一种粗铜中除锡的方法，其特征在于由以下步骤组成: 1)将粗铜加热熔融，保持在115(T1250°C内，根据预先测定的粗铜中铁含量，在熔融粗铜中加入铁含量两倍重量的二氧化硅，同时向熔融粗铜中通入压缩空气造渣后，分离氧化浮渣.2)将熔融粗铜降温到110(Tll5(rC内，加入粗铜重量5 10%的造渣剂烧碱，搅拌，加入粗铜重量2飞％的氧化剂硝酸钠或硝酸钾，搅拌时间为1(Γ30分钟.3)升温至113(Tl200°C，分别加入粗铜重量10 20%的造渣剂烧碱、2 5%的氧化剂硝酸钠或硝酸钾和2 3%的添加剂，搅拌，时间为2(Γ60分钟.4)静置30 180分钟后，降温至90(Γ1080 ，除去上层碱渣.5)除去碱渣后，再升温熔化铜，加入粗铜重量2 15。/。的还原剂碳粉或粉煤，搅拌，保温静置后，得到除锡后的铜。
2.根据权利要求1所述的粗铜中除锡的方法，其特征在于所述添加剂为氯化钠、氯化铵、碳酸钙或 碳酸钠。
全文摘要
一种粗铜中除锡的方法。将粗铜加热熔融，加入铁含量两倍重量的二氧化硅，通入压缩空气造渣后，分离氧化浮渣；将熔融粗铜降温到1100~1150℃内，加入粗铜重量5~10%的造渣剂烧碱，搅拌，加入粗铜重量2~6%的氧化剂硝酸钠或硝酸钾，搅拌时间为10~30分钟；升温至1130~1200℃，分别加入粗铜重量10~20%的造渣剂烧碱、2~5%的氧化剂硝酸钠或硝酸钾和2~3%的添加剂，搅拌，时间为20~60分钟；静置30~180分钟后，降温至900~1080℃，除去上层碱渣；除去碱渣后，再升温熔化铜，加入粗铜重量2~15%的还原剂碳粉或粉煤，搅拌，保温静置后，得到除锡后的铜。本发明的方法能脱除粗铜中高含量的锡，铜回收率高，方法简单，易操作，易实现工程化。
文档编号C22B15/14GK103243223SQ201310193419
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月23日 优先权日2013年5月23日
发明者郭秋松, 刘志强, 朱薇 申请人:广州有色金属研究院