[发明专利]一种从高铅铜锍中回收金属铜的工艺

说明书

技术领域

本发明属于湿法有色冶金领域，具体涉及一种从高铅铜锍中回收金属铜的工艺。

背景技术

在铅火法冶炼生产过程中，底吹炉、鼓风炉熔炼和粗铅火法精炼工序会产生高铅铜锍的混合物，其主要成分为FeS、Cu₂S、PbS，经火法富集脱铅处理后得到含铅仍较高的铜锍，俗称铅冰铜。

高铅铜锍通常采用火法工艺处理，即通过转炉吹炼得到粗铜，再进一步电解精炼成阴极铜。该方法存在主要缺点是没有考虑铅的回收。在转炉吹炼过程中，铜锍中铅被吹炼成铅蒸汽而进入转炉烟气中，这样既在转炉吹炼消耗大量的人力物力，又使得铅的回收困难，导致回收成本增加，回收率低。

高铅铜锍湿法处理通常采用焙烧—浸出—电积的工艺流程。该工艺在焙烧过程中产生大量的二氧化硫，处理二氧化硫气体设备投资较大，运行成本高，难以实现工业化。

发明内容

针对目前高铅铜锍处理现状的问题和不足，本发明提供了一种从高铅铜锍中回收金属铜的工艺，该工艺铜的回收率高，对原料的适应性较强，溶液循环使用，无对外排放，环境友好。

本发明的技术方案是：一种从高铅铜锍中回收金属铜的工艺，其特征在于：它是采用氨水-碳酸铵体系加压氧化浸出，将硫转化为单质锍、氨基磺酸盐及硫酸盐而脱除，将铁转化为氧化铁，进一步通过磁选回收，将铜转化为铜氨络合物实现分离；铜氨络合物溶液经过蒸氨过程，铜以氧化铜、碱式碳酸铜铜沉淀出来；该沉淀物通过稀硫酸浸出后，净化脱出砷、镍、钴杂质后送电积得到阴极铜；其具体工艺步骤如下：

①破碎研磨

采用振动或破碎机处理后送球磨机，将块料粒度控制在100目以下；

②氨水-碳酸铵体系加压氧化浸出

高铅铜锍直接投料，与碳酸铵溶液在高压釜中完成调浆作业；先加入一定量的氨水或氨气，在不通氧气的情况下，常温下搅拌预浸出1～2小时；再通入氨气和氧气，加压；在氧化过程中，高铅铜锍中的硫被氧化，形成的单质硫进入渣，氨基磺酸盐和硫酸盐进入溶液；铁先形成亚铁氨配合物进入溶液，然后被氧化成三价，最后转变为不溶于水的氧化铁而留在渣中；铅得以释放，与硫酸根形成硫酸铅转移到渣中；铜形成铜氨络合物进入溶液；氧化浸出操作条件：预浸出作业，矿浆pH：7～10，液固比：6～10:1，浸出温度：20～40℃。高压浸出作业，氧气分压0.1～1.2MPa，总压1.0～3.7MPa，浸出温度：160～240℃，浸出时间2～6小时；

③液固分离

冷却矿浆至室温，采用压滤机实现金属的初步分离，得铜氨络合物溶液；浸出渣通过浮选回收硫酸铅、单质硫返回火法炼铅系统，废铁渣堆存；

④蒸氨

通入蒸汽加热铜氨络合物溶液，控制温度120～150℃，溶液中的氨配合离子和碳酸铵受热分解成NH₃、CO₂、H₂O，随蒸汽离开溶液，蒸汽通过冷凝管回收，或送吸收塔回收NH₃和CO₂；回收或吸收后液返回氨水-碳酸铵体系预浸出循环；蒸氨后液中的铜以氧化铜，少量的以碱式碳酸铜、氢氧化铜的形式沉淀下来； 

⑤稀酸浸出

将④步骤的蒸氨后液固分离后的铜沉淀物转入稀酸槽浸出，铜以离子态进入硫酸铜溶液；稀酸浸出作业条件：硫酸浓度：50～200g/L，温度50～75℃，终点pH≤2.5，反应2小时；

⑥净化除杂

在⑤步骤的硫酸铜溶液中鼓入空气氧化亚铁离子，三价砷离子；使铁以砷酸铁，氢氧化铁的形式沉淀下来，镍以氢氧化镍沉淀；离子浓度要求：Fe≤0.05 g/L，As≤0.5 g/L，Ni≤0.1 g/L；

⑦电积沉铜

净化除杂后的硫酸铜溶液作为电解液，采用Pb-Sn-Ca合金做阳极，钛板阴极电极，阴极铜纯度≥99.96%；电积废液返回稀酸性浸出工序，循环往复使用。

上述步骤①中减小物料粒度可以缩短预浸出时间。

上述步骤②中不通氧气的预浸出过程使铁以Fe（NH₃）₄²⁺状态稳定的存在溶液中，避免物料表面生成Fe（OH）₃沉淀而引起钝化，提高铜的浸出率。

上述步骤②氧化加压浸出后，铅转变成硫酸铅，金银贵金属不被溶出；通常通过浮选进一步富集有价金属。

上述步骤②中控制氧气分压，避免硫被过多的氧化成氨基磺酸根和硫酸根，提高铜的直收率。