段式制备海绵铜的工艺的制作方法

段式制备海绵铜的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开的是段式制备海绵铜的工艺，属于海绵铜的制备工艺，主要解决了现有海绵铜的生产工艺复杂且铜收率较低的问题。本发明主要由步骤（1）-步骤（3）组成：（1）将粒径小于20mm的原生铜矿石与浓度为50%-55%的硫酸溶液在反应池中反应；（2）当反应池中硫酸溶液的浓度低于3%时，将反应池中的液体引出至置换池组中，该置换池组由两个以上的置换池组成，且每个置换池中均放置有铁粉；（3）当第一个置换池中99%以上的铁粉均置换成铜后，将固体取出制成海绵铜，当固体取出后再添加铁粉作为最后一个置换池，而第二个置换池则作为第一个置换池。本发明具有提高液体中铜的收率、制备工艺简单、生产成本低等优点。
【专利说明】段式制备海绵铜的工艺

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种海绵铜的生产工艺，具体涉及的是一种段式制备海绵铜的工艺。

【背景技术】
[0002] 现有从铜矿石中提取铜的方法有多种，如常规的铜矿石提取方法，包括铜矿石破 碎一铜矿石磨粉一铜矿石粉浮选一提纯烘干的步骤。其中，铜矿石粉浮选步骤需要将经过 研磨的铜矿石粉进入浮选机，通过与浮选机中添加的各种化学溶剂发生作用，浮选机通过 脉石、附属金属矿物质、铜的亲水性等特性的不同，而将铜矿分与之分离。该方法对设备的 要求较高，设备投入成本高，且筛选出的铜收率较低。
[0003] 现阶段也有许多利用硫酸制备海绵铜的工艺，其步骤主要是在反应池中通过硫酸 提取出铜矿石中的铜，然后在一个净化池中分批次加入铁粉。因而该工艺操作复杂，液体中 铜的收率较低。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于解决现有海绵铜的生产工艺复杂且铜收率较低的问题，提供一 种有效提高液体中铜的收率的段式制备海绵铜的工艺。
[0005] 为解决上述缺点，本发明的技术方案如下： 段式制备海绵铜的工艺，主要由以下步骤组成： (1) 将粒径小于20mm的原生铜矿石颗粒放置在反应池中，并加入浓度为50%-55%的硫 酸溶液直至淹没固体颗粒； (2) 当反应池中硫酸溶液的浓度低于3%时，将反应池中的液体引出至置换池组中的第 一个置换池中，该置换池组由两个以上的置换池组成，且每个置换池中均放置有铁粉； 液体在第一个置换池中反应lh_2h后，将前一个置换池中的液体引流到下一个置换池 中反应lh_2h ;当第一个置换池中液体引流出后,及时用反应池中的液体进行补充； (3) 置换池中的铁粉与溶液中的铜元素经过分段式置换后生产出海绵铜； 上述步骤（2)中溶液的温度始终保持在45°C -55°C。
[0006] 为了达到最好地反应效果，所述反应池中每隔30min搅拌一次。所述每个置换池 中液体流入与流出之间的搅拌次数为1-3次。
[0007] 进一步，所述最后一个置换池流出的液体均放置在液体收集池中。
[0008] 本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： 1、 本发明中由于采用分段提取的方法对液体中的铜元素进行置换，通过分段式的多次 置换，有效提高液体中铜的收率，其收率可高达99%以上，同时铁粉置换成铜的效率也可高 达99%以上，效果极其显著； 2、 本发明采用的设备简单，有效节约设备的投入成本。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1为本发明的结构示意图。
[0010] 其中，图中附图标记对应的零部件名称为： 1 一反应池，2 -置换池，3 -液体收集池。

【具体实施方式】
[0011] 下面结合实施例及其附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式 不限于此。 实施例
[0012] 段式制备海绵铜的工艺，主要由以下三个步骤组成，其采用的设备如图1所示。
[0013] 第一步：将粒径小于20mm的原生铜矿石与浓度为50%-55%的硫酸溶液在反应池中 反应； 艮P，首先将原生铜矿石破碎成粒径小于20mm的颗粒状，然后将颗粒放置在反应池中， 最后将浓度为50%-55%的硫酸溶液添加到反应池中，当硫酸溶液刚好淹没原生铜矿石颗粒 即可。
[0014] 本实施例中硫酸溶液的浓度选择为53%，同时为了在较短时间内使硫酸溶液将原 生铜矿石中的铜提取出来，每隔30min对反应池中物体进行一次搅拌。
[0015] 第二步：当反应池中硫酸溶液的浓度低于3%时，将反应池中的液体引出至置换池 组中与铁粉进行分段式置换，该置换池组由两个以上的置换池构成，且每个置换池中均放 置有铁粉。
[0016] S卩，反应池中液体流出至第一个置换池中，在第一个置换池中反应lh_2h后，再将 第一个置换池中的液体引流到下一个置换池中反应lh_2h，一直到所有置换池均与该反应 池中液体反应后再排出或通入液体收集池中，如图1所示。
[0017] 本实施例中，置换池组中置换池的数量设置为四个，分别命名为第一置换池、第二 置换池、第三置换池和第四置换池。且每个置换池中液体与铁粉的反应时间优选为1. 5h，在 该反应时间内分别对每个置换池进行3次搅拌，即每隔23min-27min进行一次搅拌。
[0018] 本实施例中本步骤的具体过程如下： ①每隔一段时间对反应池中的液体进行检测，当反应池中硫酸溶液的浓度低于3%时， 将反应池中的液体引出至第一置换池中；同时，再在反应池中添加浓度为53%的硫酸溶液 直至淹没固体颗粒，当原生铜矿石中铜提取完成后更换原生铜矿石。
[0019] ②反应池中引出的液体与铁粉在第一置换池中发生置换反应，反应期间每隔 25min进行一次搅拌，液体与铁粉在第一置换池中反应1. 5h后将第一置换池中液体引出至 第二置换池中。
[0020] ③与第一置换池相同的反应条件下，第二置换池中液体与其内铁粉反应后引出至 第三置换池中，第三置换池中液体与其内铁粉反应后引出至第四置换池中，第四置换池中 液体与其内铁粉反应后引出到液体收集池中。
[0021] 通过分段式的方法将液体与铁粉相接触，有效提高液体中铜的收取效率。
[0022] 第三步：当第一个置换池中的铁粉均置换成铜后，将固体取出制成海绵铜，当固体 取出后再添加铁粉作为最后一个置换池，而第二个置换池则作为第一个置换池。
[0023] S卩，在本实施例中，当第一置换池中的铁粉均置换成铜后，取出第一置换池，然后 将第一置换池中的固体取出后制成海绵铜，再在第一置换池中添加铁粉作为第四置换池； 同时，将反应池的液体直接引流到第二置换池中，将第二置换池作为第一置换池，第三置换 池作为第二置换池，第四置换池作为第三置换池。
[0024] 上述第一步到第三步中，溶液的温度始终保持在45°C -55°C，本实施例中优选为 50。。。
[0025] 具体液体流动过程为：第四置换池中的液体与铁粉充分反应后，通过泵将第四置 换池中的液体抽入到液体收集池中，此时第四置换池中仅仅只有固体存在，此时，再将第三 置换池中液体通过泵抽入第四置换池中，然后将第二置换池中液体通过泵抽入第三置换池 中，再将第一置换池中液体通过泵抽入第二置换池中，最后将反应池中液体通过泵抽入第 一置换池中。
[0026] 本发明后期的置换过程中是采用较高浓度铜溶液与较低含量固体铁粉进行置换 或较低浓度铜溶液与较高含量固体铁粉进行置换，在提高液体中铜收率的同时极大地减少 了置换的时间，效果极其显著。
[0027] 通过本发明的方法，经过检测得知，铁粉中置换出铜的含量可高达99%以上，液体 中铜的收集效率也高达99%以上，显著地提高了铜的收率。
[0028] 上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用 本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的 保护范围之内。
【权利要求】
1. 段式制备海绵铜的工艺，其特征在于，主要由以下步骤组成： (1) 将粒径小于20mm的原生铜矿石颗粒放置在反应池中，并加入浓度为50%-55%的硫 酸溶液直至淹没固体颗粒； (2) 当反应池中硫酸溶液的浓度低于3%时，将反应池中的液体引出至置换池组中的第 一个置换池中，该置换池组由两个以上的置换池组成，且每个置换池中均放置有铁粉； 液体在第一个置换池中反应lh_2h后，将前一个置换池中的液体引流到下一个置换池 中反应lh_2h ;当第一个置换池中液体引流出后,及时用反应池中的液体进行补充； (3) 置换池中的铁粉与溶液中的铜元素经过分段式置换后生产出海绵铜； 上述步骤（2)中溶液的温度始终保持在45°C -55°C。
2. 根据权利要求1所述的段式制备海绵铜的工艺，其特征在于，所述反应池中每隔 30min搅拌一次。
3. 根据权利要求2所述的段式制备海绵铜的工艺，其特征在于，所述每个置换池中液 体流入与流出之间的搅拌次数为1-3次。
4. 根据权利要求3所述的段式制备海绵铜的工艺，其特征在于，所述最后一个置换池 流出的液体均放置在液体收集池中。
5. 根据权利要求1?4任一项所述的段式制备海绵铜的工艺，其特征在于，当第一个 置换池中的铁粉置换生产出海绵铜后，将反应池的液体直接引流到第二个置换池中，将第 二个置换池作为第一个置换池，而将第一个置换池中的固体取出后再添加铁粉作为最后一 个置换池。
【文档编号】C22B3/46GK104120276SQ201410360731
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】林华业 申请人:成都派莱克科技有限公司