一种复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法
【专利摘要】本发明涉及一种复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，属于冶金工程【技术领域】。首先将复杂铜铅铁混合硫化矿与浓硫酸溶液混合均匀，然后在温度为450~750℃条件下焙烧0.5~3.0h，即制备得到焙砂；将上述步骤制备得到的焙砂自然冷却低于200℃后破碎，然后加入稀硫酸溶液，在温度为40~100℃条件下浸出0.5~5.0h，经固液分离即能得到铜含量低于1.0wt.%滤饼和硫酸铜溶液。本发明针对铜铅铁混合矿石矿物组成特点，采用硫酸化焙烧实现焙烧中的铜以硫酸铜、铁以三氧化二铁及铅以硫酸铅形态存在，用稀酸浸出焙砂时，极大部分铜进入溶液，铅和极大部分的铁存留于浸出渣中，实现铜与铅和铁的高效分离。
【专利说明】一种复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，属于冶金工程【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铜铅铁混合矿石是一种铅锌或者锡矿选矿工艺中产出的一中成分复杂的硫化矿，铜含量低，其百分比组分为Cu8.0%~13%、铅10%~30%、铁20%~30%、硫20%~35%。由于矿物中的铜、铁和硫形成致密的铁铜硫化物，即便在高温下也难于将铁和铜有效分离，且该物料软化点低，导致未达到脱硫温度时在矿物外表将形成致密的软化层包裹矿物。
[0003]目前主要采用回转窑氧化焙烧处理该铜铅铁混合矿石，焙烧得到的产物焙砂送硫酸浸出分离和回收铜的工艺。由于原料中铅的含量高，导致软化点低，回转窑焙烧过程中易出现黏窑现象，生产实际中只好降低焙烧温度，从而带来了脱硫效果低和铜浸出率低的问题，得到的焙砂含硫量高达79~lO%，即便焙砂含硫量控制在7%左右时，采用一次浸出时，铜的浸出率也仅能达到409~50%，需经过2~3次浸出才能实现浸渣含Cu低于3%的指标，而且在浸出过程中需加入大量的氧化剂，造成生产成本增加。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法。本发明针对铜铅铁混合矿石矿物组成特点，采用硫酸化焙烧实现焙烧中的铜以硫酸铜、铁以三氧化二铁及铅以硫酸铅形态存在，用稀酸浸出焙砂时，极大部分铜进入溶液，铅和极大部分的铁存留于浸出渣中，实现铜与铅和铁的高效分离。本方法技术方案简单，铜铅的分离效率高，焙砂稀酸浸出后一次浸出率较高，因此工艺环节减少，生产成本较低，本发明通过以下技术方案实现。
[0005]一种复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其具体步骤如下:
(1)首先将复杂铜铅铁混合硫化矿与浓硫酸溶液按照质量百分比为1.0:0.1~1.5混合均匀，然后在温度为450~750°C条件下焙烧0.5^3.0h,即制备得到焙砂；
(2)将步骤(1)制备得到的焙砂自然冷却低于200°C后破碎至80%以上的粒度为
0.044~0.15mm，然后按照稀硫酸溶液的体积与质量比为3~8:lL/kg加入的稀硫酸溶液，在温度为40~100°C条件下浸出0.5^5.0h，经固液分离即能得到铜含量低于1.0wt.%滤饼和硫酸铜溶液。
[0006]所述复杂铜铅铁混合硫化矿包括以下质量百分比组分为:Cu8.0%~l3%、铅10%~30%、铁 20%~30%、硫 20%~35%。
[0007]所述步骤(1)中的浓硫酸浓度为93wt.%~98wt.%。
[0008]所述步骤(2)中的稀硫酸溶液中硫酸的浓度为30~300g/L。
[0009]本发明的有益效果是:(1)该方法能够充分利用混合矿中硫，将其转变为硫酸盐，除了能够减低浸出过程中硫酸的消耗量，也减少工业过程中排放到环境中二氧化硫的量，有利于环境保护；(2)该方法中焙烧温度仅为45(T750°C，比现有的处理工艺的温度低100-400℃，有利于节能降耗；(3)焙烧产物中的铁以三氧化二铁形态存在，稀酸浸出时存留于浸出渣中，减少了浸出过程中硫酸的消耗和减少浸出液中复杂的脱铁成本；(4)该方法中焙砂用稀酸浸出，铜的一次浸出率大于95%，浸出渣含铜低于1.0%。
【具体实施方式】
[0010]下面结合【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0011]实施例1
该复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其具体步骤如下:
(1)首先将100g复杂铜铅铁混合硫化矿与浓硫酸溶液按照质量百分比为1.0:0.3混合均匀，然后在温度为650°C条件下焙烧2.0h,即制备得到98.5g焙砂，其中复杂铜铅铁混合硫化矿包括以下质量百分比组分:Cu7.7%、Pb27.2%、Fe25.6%、S32%，浓硫酸浓度为98wt.% ；
(2)将步骤(1)制备得到的焙砂自然冷却低于200°C后破碎至80%以上的粒度为
0.075mm，然后按照稀硫酸溶液的体积与质量比为4: lL/kg加入的稀硫酸溶液，在温度为85°C条件下浸出2h，冷却至温度为40°C后经固液分离即能得到铜含量0.56wt.%滤饼和硫酸铜溶液，其中稀硫酸溶液中硫酸的浓度为98g/L。
[0012]上述硫酸铜溶液为396mL，铜含量为17.9g/L，滤饼为75.2g的铅精矿，铜的浸出率为 95.9%o
[0013]实施例2
该复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其具体步骤如下:
(1)首先将100g复杂铜铅铁混合硫化矿与浓硫酸溶液按照质量百分比为1.0:0.4混合均匀，然后在温度为680°C条件下焙烧1.5h，即制备得到99.2g焙砂，其中复杂铜铅铁混合硫化矿包括以下质量百分比组分:Cu7.7%、Pb27.2%、Fe25.6%、S32%，浓硫酸浓度为98wt.% ；
(2)将步骤(1)制备得到的焙砂自然冷却低于200°C后破碎至90%的粒度为0.044mm,然后按照稀硫酸溶液的体积与质量比为4: lL/kg加入的稀硫酸溶液，在温度为90°C条件下浸出3h，冷却至温度为40°C后经固液分离即能得到铜含量低于0.46wt.%滤饼和硫酸铜溶液，其中稀硫酸溶液中硫酸的浓度为49g/L。
[0014]上述硫酸铜溶液为400mL，铜含量为17.7g/L，滤饼为76.1g的铅精矿，铜的浸出率为 95.9%o
[0015]实施例3
该复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其具体步骤如下:
(1)首先将100g复杂铜铅铁混合硫化矿与浓硫酸溶液按照质量百分比为1.0:0.2混合均匀，然后在温度为640°C条件下焙烧2.0h,即制备得到97.Sg焙砂，其中复杂铜铅铁混合硫化矿包括以下质量百分比组分:Cu7.7%、Pb27.2%、Fe25.6%、S32%，浓硫酸浓度为98wt.% ；
(2)将步骤(1)制备得到的焙砂自然冷却低于200°C后破碎至90%的粒度为0.044mm,然后按照稀硫酸溶液的体积与质量比为5: lL/kg加入的稀硫酸溶液，在温度为90°C条件下浸出1.5h，冷却至温度为40°C后经固液分离即能得到含铜0.45wt.%滤饼和硫酸铜溶液，其中稀硫酸溶液中硫酸的浓度为120g/L。
[0016]上述硫酸铜溶液为485mL，铜含量为14.5g/L，滤饼为74.8g的铅精矿，铜的浸出率为 95.2%。
[0017]实施例4
该复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其具体步骤如下:
(I)首先将100g复杂铜铅铁混合硫化矿与浓硫酸溶液按照质量百分比为1.0:0.1混合均匀，然后在温度为750°c条件下焙烧0.5h，即制备得到焙砂，其中复杂铜铅铁混合硫化矿包括以下质量百分比组分为:Cul3.0%、铅12.5%、铁30%、硫35%，浓硫酸浓度为93wt.% ；
(2 )将步骤(1)制备得到的焙砂自然冷却低于200 °C后破碎至80%以上的粒度为
0.15mm，然后按照稀硫酸溶液的体积与质量比为3:lL/kg加入的稀硫酸溶液，在温度为100°C条件下浸出0.5h，经固液分离即能得到铜含量低于1.0wt.%滤饼和硫酸铜溶液，其中稀硫酸溶液中硫酸的浓度为300g/L。
[0018]上述硫酸铜溶液为325mL，铜含量为37.9g/L，滤饼为65.6g的铅精矿，铜的浸出率为 98.8%o
[0019]实施例5
该复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其具体步骤如下:
(I)首先将100g复杂铜铅铁混合硫化矿与浓硫酸溶液按照质量百分比为1.0:1.5混合均匀，然后在温度为450°C条件下焙烧3.0h,即制备得到焙砂，其中复杂铜铅铁混合硫化矿包括以下质量百分比组分为=Cul0.0%、铅30%、铁20%、硫20%，浓硫酸浓度为95% ；
(2 )将步骤(1)制备得到的焙砂自然冷却低于200 °C后破碎至80%以上的粒度为
0.044mm，然后按照稀硫酸溶液的体积与质量比为8: lL/kg加入的稀硫酸溶液，在温度为40°C条件下浸出5.0h，冷却至40°C后经固液分离即能得到铜含量低于1.0wt.%滤饼和硫酸铜溶液，其中硫酸的浓度为30g/L。
[0020]上述硫酸铜溶液为810mL，铜含量为15.3g/L，滤饼为64.9g的铅精矿，铜的浸出率为 99.5%o
【权利要求】
1.一种复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其特征在于具体步骤如下: (1)首先将复杂铜铅铁混合硫化矿与浓硫酸溶液按照质量百分比为1.0:0.n.5混合均匀，然后在温度为45(T750°C条件下焙烧0.5^3.0h,即制备得到焙砂； (2)将步骤(1)制备得到的焙砂自然冷却低于200°C后破碎至80%以上的粒度为0.044、.15mm，然后按照稀硫酸溶液的体积与质量比为3~8:lL/kg加入的稀硫酸溶液，在温度为4(noo°c条件下浸出0.5^5.0h，经固液分离即能得到铜含量低于1.0wt.%滤饼和硫酸铜溶液。
2.根据权利要求1所述的复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其特征在于:所述复杂铜铅铁混合硫化矿包括以下质量百分比组分为:Cu8.09Tl3%、铅109^30%、铁20%~30%、硫 20%~35%。
3.根据权利要求1所述的复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其特征在于:所述步骤(1)中的浓硫酸浓度为93wt.%~98wt.%。
4.根据权利要求1所述的复杂铜铅铁混合硫化矿中铜和铅铁的分离方法，其特征在于:所述步骤(2)中的稀硫 酸溶液中硫酸的浓度为3(T300g/L。
【文档编号】C22B3/08GK103643037SQ201310722628
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】廖亚龙, 周娟 申请人:昆明理工大学