专利名称：从铜锌物料中回收铜和锌的湿法冶金方法
本方法涉及有色金属冶金方法，是一种采用氨浸-溶剂萃取法从铜锌物料中回收铜和锌的湿法冶金方法，特别适用于各种铜锌物料的处理。
铜锌物料处理回收其中有价金属的铜和锌，目前研究和应用的方法较多，如美国报导用碳酸铵溶液浸出铜-锌碎屑，然后控制加热浸出溶液，选择性地沉淀锌铵氧化物-碳酸盐络合物，而铜铵碳酸盐残留在溶液中的方法;又如英国报导采用高压硫酸铵溶液浸出含高锌低铜硫化矿，然后煮沸溶液驱散氨直到铜以硫化物状态从溶液中沉淀出来，用二氧化碳处理剩余的硫酸盐溶液将锌沉淀出来;美国报导采用碳酸铵高压学好出处理铜锌物料然后用一氧化碳作还原气体沉淀出金属铜，而锌残留在溶液中。以上几种方法存在着铜锌分离不彻底，相互夹杂，成本高，操作复杂等缺点。印度报导采用酸性浸出法处理含铜锌的低品位复杂矿，即将铜锌物料磨到一定细度与一定量酸性溶液调浆放入浸出槽内进行搅拌浸出，经固液分离，浸出液用溶剂萃取的方法分离铜锌，该法由于采用酸浸，铁、锰、钙、镁等杂质金属同时浸出进入溶液，固液分离后，溶液经萃取铜，铁、锰与锌残留于萃余液中，经净化除杂，得到锌产品，此方法存在着耗酸量大，除杂净化工序复杂，铜锌分离不好，成本高等缺点。
本发明的目的在于寻找一种铜锌分离好、工序简单、便于操作、成本低的处理铜锌物料的方法。
本发明的特征在于a、采用常压氨浸法浸出铜锌物料，浸出的条件是溶剂采用NH3、碳酸氢铵或CO2，总NH3浓度4～6M，NH3/CO2＝1.0，温度50～60℃，液固比视原料而定，保证浸出液含Zn 15～30g/l;b、氨浸出液萃取分离铜锌，萃取剂采用酮肟类萃剂如LIX84，稀释剂为260＃煤油或普通煤油，萃取剂浓度10～30%(体积)，相比A/O＝1/1～1/3，混合时间2～5分钟，铜进入有机相，锌留存于萃余液;c、萃取液采用锌粉净化，净化后液蒸氨沉锌，得碱式碳酸锌，经350～400℃煅烧2小时得活性氧化锌;d、负载有机反萃，采用含Cu～40g/l、H2SO4～160g/l的废电解液与负载有机相混合2～5分钟，澄清分相，得水相即富铜液(Cu～45g/l、H2SO4～150g/l)，直接送电解生产电铜。废电解液返回反萃。
本发明的方法由于采用常压氨浸，生产安全可靠，操作容易，铜、锌溶解到溶液中，钙、镁、锰、铁等杂质残留于渣中，降低溶剂消耗，成本低，减少净化工序，便于用萃取法进行铜锌分离。本发明的方法可广泛用于处理铜锌物料回收铜锌的工矿企业，也可适用于有色冶金厂矿。可广泛用于有色金属冶金厂矿企业处理铜锌物料冶炼工艺的改造，也可适用于处理铜锌物料综合回收铜锌的其他工矿企业。
图1为铜锌物料处理湿法冶金工艺流程图。
如图1所示、将铜锌物料加入浸槽内，再向槽内加入液氨和碳酸氢氨。升温搅拌浸出，液固分离，溶液送萃取，萃取液经反萃得富铜液，送电积得电铜;萃余液经净化、过滤、滤液蒸氨碱式碳酸锌，再经煅烧得活性氧化锌。
本发明是针对各种铜锌物料，包括黄杂铜屑、铜锌浮渣及各种氧化残渣、铜锌复合矿等。用常压氨浸浸出这些物料，浸出条件为温度50～60℃;总NH3;浓度4～6M;NH3/CO2＝1.0;液固比视原料而定，保证浸出液含Zn 15～30g/l;需要时可通空气氧化。铜锌均以络合物形式进入浸出液，浸出率达90%以上。然后从浸出液中选择性萃取铜，萃取剂为10～30%(V/V)LIX84，稀释剂为260＃煤油或普通煤油，萃取剂级数2～3级，反萃1～2级，萃取与反之间还需1～2级洗涤段，以便洗去负载有机夹带的NH3，洗涤剂为微酸性水，萃取和反萃相比视料液浓度和有机相浓度而定，一般为A/O＝1/1～1/3，洗涤相比一般为A/O＝1/3～1/10。铜被萃取进入负载有机，萃取率为99.90%，而锌则基本不被萃取，99.95%的锌存留于萃余液，铜锌得以彻底分离，分离系数高达1.08×106。负载有机相经洗涤夹带的NH3后，用含Cu～40g/l，H2SO4～160g/l的溶液(返回的废电解液)反萃得含铜Cu～45g/l，H2SO4150g/l的富铜液，富铜液经不溶阳极电解沉积即可得一级电铜(Cu>99.95%)，反萃后有机相得以再生，返回萃取循环使用，而电解后的废电解液则返回反萃。
铜被选择性萃取后，萃余液即为含锌氨性溶液，另外还含有少量重金属杂质离子，如镍、钴、铅、锰、铁等，因萃取时这些重金属离子均不进入有机相而主要是存在于萃余液中，所以在蒸氨沉锌前先用少量锌粉将这些杂质离子置换沉淀，沉淀物过滤，滤饼可返回使用多次，然后从中可进一步回收其中的有价金属或弃去。净化后萃余液蒸氨沉锌，得碱式碳酸锌，碱式碳酸锌在350～400℃煅烧2小时即可得到活性氧化锌产品。蒸氨时的蒸氨气体加以吸收，回收其中的NH3和CO2，回收率在98%以上。
实施例1原料为某矿井下水经石灰中和而得的铜锌渣，其成分如下(%)Cu5.90、Zn20.50、Fe2.70、Ni0.023、Co0.072、CaO5.18、MgO9.60、Al2O36.89、SiO27.18、H2O55.70。该原料因含Ca、Mg高，用酸浸不但不经济，而且由于Ca、Mg等杂质与Zn一起进入溶液后难于分离，从而得不到合格的锌产品。本发明用氨浸法，称取相当于干重500g的铜锌渣装入玻璃三口瓶，液固比L/S＝6，按总NH3浓度6M和NH3/CO2＝1.0加入氨水和碳酸氢铵，然后在温度55℃下搅拌浸出6h。浸出完毕抽滤并洗涤浸渣，得浸出液450ml，其成份为Cu6.02g/l、Zn21.21g/l、Fe<0.005g/l、Mg<0.01g/l，Cu浸出率92.0%，Zn浸出率93.10%，浸出渣可弃去。
氨浸液用18%(V/V)LIX84萃取铜。量取100ml浸出液和100ml18%(V/V)LIX84有机溶液 ，装入同一分液漏斗，在康式振荡器上混合3min，然后静置分相，铜被萃入有机相，萃取率达99.90%。而锌基本上不被萃取，99.42%的锌存留于萃余液中铜锌分离系数可达1.08×106。从分液漏斗下部放出萃余液，然后再加入100ml含Cu40g/l、H2SO4160g/l的废电解液反萃，仍然在康式振荡器上混合3min，负载有机相中的铜被反萃下来，得到含Cu45g/l、H2SO4150g/l的富铜液，此溶液电积可产出一级电铜(Cu>99.95%)产品。
锌可从萃余液中加入回收。萃余液先用少量锌粉置换，沉淀镍、钴等重金属杂质，量取200ml萃余液装入烧杯，然后边搅拌边加入锌粉，锌粉加入量为2kg/m3溶液，置换2小时后将渣滤出。净化后液在电阻炉上加热蒸氨1小时，锌以碱式碳酸锌沉淀，过滤后烘干再在温度350～400℃的马弗炉中煅烧2小时，即得合格活性氧化锌产品，含ZnO>97%，比表面>60m2/g。
全流程铜、锌回收率分别为91.91%和92.56%。
实施例2原料为铜加工厂的熔炼炉渣，其成分如下(%)Cu9.20、Zn8.70、Fe2.35、Ni0.032、Co0.002、Pb0.84、Mn0.08、H2O 40浸出条件为总NH34.5M、NH3/CO2＝1.0、温度55℃、通空气浸出4h，按例1同样的操作，结果得到浸出液含Cu16.25g/l、Zn27.50g/l、Cu、Zn浸出率分别为99.67%和98.36%。
然后按例1中同样的方法操作，用20%LIX84萃取Cu，相比O/A＝2/1，萃取率99.90%。负载有机反萃得富铜液，富铜液电解得一级电铜(Cu>99.95%)。99.6%的锌进入萃余液，净化后蒸氨得碱式碳酸锌，碱式碳酸锌煅烧得活性氧化锌产品，含ZnO＞97%，比表面>60m2/g。
全流程铜、锌回收率分别为99.57%和97.97%。
权利要求
1.一种采用氨浸取工艺从铜锌物料中回收铜和锌的方法，其发明的特征在于a、采用常压氨浸的浸出条件是溶剂NH3、碳酸氢铵或CO2，总NH3浓度4～6M，NH3/CO2=1.0，温度50～60℃，液固比视原料而定，保证浸出液含Zn15～30g/l；b、氨浸出液萃取分离铜锌，萃取剂采用酮肟类萃剂如LIX84，稀释剂为260#煤油或普通煤油，萃取剂浓度10～30%(体积)，相比A/O=1/1～1/3，混合时间2～5分钟；c、萃取液采用锌粉净化，净化后液蒸氨沉锌，得碱式碳酸锌，经350～400℃煅烧2小时，得活性氧化锌；d、负载有机反萃，含Cu 40g/l，H2SO4约160g/l的废电解液与负载有机相混合2～5分钟，澄清分相，得水相即富铜液(Cu～45g/l、H2SO4150g/l)，直接送电解生产电铜，废电解液返回反萃。
全文摘要
本发明是一种从铜锌物料中回收铜和锌的方法，发明的特征在于采用氨浸出铜锌物料，然后采用萃取法将浸出液中铜锌分离，富铜液送电积生产电铜，萃余液经蒸氨得碱式碳酸锌，送煅烧得活性氧化锌。本方法工艺成熟，铜锌分离好，金属回收率高，适用于铜锌物料如黄杂铜屑、铜锌浮渣及各种氧化残渣的处理。
文档编号C22B3/30GK1113520SQ9410634
公开日1995年12月20日 申请日期1994年6月13日 优先权日1994年6月13日
发明者杨佼庸, 胡福成, 詹惠芳 申请人:北京矿冶研究总院