[发明专利]一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从含铜物料，通过强化浸出生产硫酸铜工艺方法，其生产流程短、能耗低、环境好、金属回收率高，属于有色金属冶炼渣的综合回收利用技术领域。

背景技术

在锌的冶炼中，硫化锌精矿中的镉在沸腾炉焙烧过程中挥发进入烟尘，烟尘经过浸出后镉进入浸出液，浸出液经过锌粉净化，得到铜镉渣，铜镉渣再经过浸出，锌粉置换得到海绵镉和铜渣，铜渣一般含铜30～50％，含锌5～7％，含铅8～10％，含镉1～3％。

在现有的利用铜渣生产硫酸铜的技术中，由于铜渣中的铜主要以金属铜及少量硫化铜形态，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，然后在进行酸性浸出，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

本发明的目的在于针对上述现有用铜渣生产硫酸铜技术中存在的问题，突破性地发明开发了一种流程短、能耗低、环境好、金属回收率高的硫酸铜生产方法，其主要特点是将铜渣直接强化浸出，通过强化浸出取代了铜渣的氧化焙烧过程，解决了铜渣氧化焙烧过程中能耗高、环境污染大、流程长的问题。由于强化了浸出的条件，使铜的浸出率提高到94％以上，浸出时间可由常规的24小时缩短至2小时，可大幅提高硫酸铜的生产效率，有效降低生产成本，使硫酸铜的生产流程缩短1/3，金属回收率大大提高。

本发明通过采用加压、通氧、升温等强制手段，强化浸出过程中的热力学和动力学因素，对铜渣直接进行强化浸出，取消了传统用铜渣生产硫酸铜流程中浸出之前的氧化过程，这是本发明的另一个发明目的和技术关键所在。

本发明一种将含铜物料强化浸出生产硫酸铜的工艺方法步骤是：

(1)强化浸出：将含铜物料铜渣粉碎后与含酸80～200g/l的硫酸溶液、90％以上纯度的氧气或富氧空气先后加入加压釜中，在60～150℃的浸出温度和1.0～1.4Mpa的浸出压力工艺参数条件下强化浸出，浸出铜渣中的铜，得到浸出液；

(2)澄清浸出液：当浸出液温度在60～80℃时加入絮凝剂，澄清1～5小时后虹吸上清液，离心过滤底流；

(3)浓缩结晶：将上清液及底流过滤后的溶液打入浓缩槽，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，压滤除去钙镁，压滤后的溶液再转入浓缩槽继续浓缩，至比重达1.45以上后将溶液转入结晶槽，控温20～35℃进行结晶、过滤及二次结晶浓缩，获得浸出母液；

(4)当浸出母液Czn²⁺、Ccu²⁺比达到一定比值时，将母液开路返入锌系统，回收锌、镉；

所述物料铜渣中含铜在30～50％范围。

强化浸出过程中，所述含铜物料与硫酸溶液的液固比为3～7∶1，所述浸出时间3h，加压釜转速350r/min。

加入絮凝剂澄清浸出液工艺中，絮凝剂用量为5～20g/L；所述的絮凝剂是聚丙烯酰胺。

所述返入锌系统，回收锌、镉的浓缩母液Czn²⁺∶Ccu²⁺质量百分比为3∶1。

本发明工艺方法有益效果是：

1、可大幅提高铜渣的浸出率，铜渣强化浸出中铜的一次浸出率高达94％以上，浸出时间由现有生产工艺的24小时缩短至2小时，强化浸出还可以控制较低的终酸浓度，方便控制铁及其他杂质元素的浸出率，达到提高硫酸铜产品质量的目的；

2、该技术采用强化浸出，在密闭容器内完成反应过程，操作条件好，环境污染小，生产成本低，是环保节能的硫酸铜生产工艺；

3、该技术生产流程短，生产效率高，设备利用率就可大幅提高。

附图说明：

图1是本发明铜渣强化浸出生产硫酸铜工艺流程图。

具体实施方式

本发明反应式是：

本发明不需氧化焙烧，直接通过采用加压、通氧、升温等强制手段，对铜渣直接进行强化浸出，其工艺步骤是：

1、强化浸出：将含铜30～50％的铜渣与含酸80～200g/l的硫酸溶液、纯度90％以上的氧气或富氧空气先后加入加压釜中，通过控制80℃～150℃的浸出温度和1.0～1.4Mpa的浸出压力等多个强化浸出工艺参数，快速高效的浸出铜渣中的铜，也大幅度提高物料中锗等稀贵金属的浸出率，并能有效的控制浸出液中铁等杂质元素的含量；