[发明专利]在常温常压下利用铜渣生产硫酸铜的工艺方法

说明书

技术领域

本发明是一种在常温常压下，利用铜渣生产硫酸铜的工艺方法，属于有色金属冶炼渣的综合回收利用技术领域。

技术背景

在锌的冶炼中，硫酸锌溶液净化过程需产出铜镉渣，铜镉渣再经过浸出，锌粉置换得到海绵镉和铜渣，该铜渣部分氧化，铜渣一般含铜20～60％(其它成分为Zn1～15％，Pb5～15％，Cd1～8％)。

在现有的利用铜渣生产硫酸铜的技术中，一直认为铜渣中的铜主要以金属铜及少量硫化铜形态存在，浸出之前须将铜渣氧化焙烧使金属态的铜和硫化铜转化成氧化铜，然后再进行酸性浸出或强化浸出，浸出液经过除杂、净化、浓缩结晶后生产出硫酸铜产品。该工艺存在流程长、生产能耗高、环境污染大、金属回收率低等问题。

因此，开发一种节能环保的硫酸铜生产工艺，提升锌冶炼过程中有价金属的回收具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明针对现有用铜渣生产硫酸铜技术中存在的问题，发明一种突破性的开发了在常温常压下，利用铜渣生产硫酸铜的工艺方法。其流程短、能耗低、环境好、金属回收率高的。

本发明的目的上通过下列工艺步骤实现的

(1)浸出：以重量百分比计，在常温(～25℃)常压(～1.01×10⁵pa)条件下，将含铜20～60％的铜渣合理磨矿粒度为-120～-200目，与含酸120～180g.L^-1的硫酸溶液混合后加入带有机械搅拌的槽内，向槽内通入0.05～0.5m³.min^-1.Kg_铜渣^-1 (0.05～0.1Mpa)的空气，保持槽内充足的氧化气氛；通过利用氧化铜与硫酸中和反应放出的热量，促进铜与稀硫酸的氧化反应，在充分反应18～24h，铜能较好地浸出到溶液中，其中铜渣的主要成分为：Zn1～15％，Pb5～15％，Cd1～8％；

(2)澄清浸出液：当浸出液温度在40～60℃时加入聚丙烯酰胺，澄清1～5小时后分离上清，过滤底流；

(3)浓缩结晶：将上清液及底流过滤后溶液打入浓缩槽控温80℃±5℃进行浓缩，加温过程补入上清液恒定体积，当比重达到1.30～1.40时，过滤除钙镁。过滤后液转入浓缩槽继续浓缩，至比重达1.45以上将溶液转入结晶槽，控温20～35℃进行结晶、过滤及二次结晶浓缩；

(4)当结晶母液Czn²⁺、Ccu²⁺比达到定值(Czn²⁺∶Ccu²⁺为1∶3)，将母液开路返入锌系统回收锌、镉；即当结晶母液Czn²⁺、Ccu²⁺比达到或大于上述定值时，返锌系统镉工序回收铜、锌、镉；铜、镉均采用锌粉进行置换。

(5)如果其原料中含铜低于20％，含锌高于15％、镉高于8％，产出硫酸铜不能达到要求时，需通过重结晶提高产品质量，重结晶时，加入水量为硫酸铜重量的1～3倍，视其杂质含量选择一次或多次重结晶，每重结晶一次可提高主品位3～5％；重结晶母液若杂质含量不高，应返回一次结晶处理。

原料为锌湿法净化渣，含铜20～60％；

不需氧化焙烧或加压浸出；

浸出过程选取合理的磨矿粒度为-120～-200目。

浸出时，液固比为4～6∶1，通入0.05～0.5m³.min^-1Kg_铜渣^-1(0.05-0.1MPa)的空气，保持槽内充足的氧化气氛，反应时间为18-24h；

加入聚丙烯酰胺澄清浸出液，过程中聚丙烯酰胺用量为5～20g.L^-1；

其工艺中，锌、镉及其杂质的开路途径为结晶母液Czn²⁺∶Ccu²⁺比达到或大于1∶3时，返镉工序将锌、镉开路，铜实现密闭循环。