[发明专利]废杂铜湿法提取铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种施法冶金工艺，具体涉及一种废杂铜湿法提取铜的方法。

背景技术

目前，国内外回收利用废杂铜的方法主要根据废杂铜的种类和成分的不同而分为直接利用和间接利用两种。直接利用是将其直接冶炼成精铜或铜合金供用户使用，但此法对原料的要求较高。间接利用主要是通过火法冶炼除去废杂铜中的贱金属，并将其铸成阳极板，再经过电解精炼得到阴极铜供用户使用。

火法熔炼生产再生铜工艺目前有三种不同的流程即一段法，二段法和三段法。一段法处理含铜较高的紫杂铜、黄杂铜和电解残极等，铜品位均＞98％。将原料直接加人精炼炉内，经熔化、氧化、还原等火法精炼后铸成阳极板，再电解精炼得到电解铜，一段法冶炼的能耗较低，设备投资少，但炉时长，生产力低。二段法是将废杂铜在熔炼炉内先进行熔化并吹炼成粗铜，粗铜再在精炼炉精炼成阳极板。三段法是将废杂铜经鼓风炉熔炼-转炉吹炼-精炼炉精炼产出阳极板。三段法具有原料的综合利用好和设备生产率较高等优点，但过程复杂、设备多、投资大且燃料消耗多，故该法多用于大规模生产和处理某些废渣。目前废杂铜处理通常采用一段法和二段法。

我国的铜矿资源短缺，无法满足国民经济发展的需要。多年来，我国在大量进口铜精矿的同时也进口了大量废杂铜。利用废杂铜从事再生铜的生产具有扩大资源渠道、节约资源能源、减少环境污染和增加社会综合效益等诸多优势。最近几年，中国再生铜工业快速发展，无论是产业规模还是产量，都以较快的速度增长。到目前为止我国在进口铜原料方面已经是铜精矿与废杂铜并重，2004年中国回收利用废杂铜116万吨，占铜消费量的28％，到2008年全国再生铜产量是198万吨，占全部精炼铜产量的50％以上。中国已经成为全球铜加工产业最受关注的区域，仅在我省每年进口的电线电缆及线路板达数百万吨，废杂铜年进口量100多万吨，从这些废弃物中，就金属铜一项年拆解量达70～80万吨以上。

然而，我国多数废杂铜精炼工厂规模小、工艺落后、装备差、环保问题严重，这些工厂规模一般在(0.5～3)×10⁴吨级，火法精炼基本采用反射炉，炉能在25～110吨大小不等，热效率低、能耗高，工人劳动强度大，黑尘污染严重；由此生产的粗铜再经过电解精炼后产品质量只能达到甚至低于GB/T 467-1997标准中标准阴极铜的水平，相当数量的高品位废杂铜未经精炼即被直接生产铜线锭和铜“黑杆”。

随着我国再生铜工业的快速发展，科研技术人员在再生铜的处理技术和工艺上进行了大量研究，除了目前常用的火法处理废杂铜技术的研究外，也在湿法和其它工艺处理上开展研究，如重庆市钢铁研究所用氨浸法处理覆铜废钢料，用直接电解法从废杂铜合金中制取电铜。

在我国一些缺乏铜矿资源的地区，几乎全部采用废杂铜进行生产。采用反射炉火法熔炼并直接浇铸成阳极铜(98.8～99.5％)，反射炉熔炼产出含铜约20％以及铅锡等有价元素的炉渣。目前的工艺采用冲天炉进行二次还原熔炼，使其中的铜还原回收。这种反射炉熔炼、吹炼生产阳极铜、电解精炼生产阴极铜；尽管反射炉渣经冲天炉二次还原熔炼回收铜工艺的三段熔炼精炼工艺在金属回收率、生产成本方面有较好的技术经济指标，在目前国内铜价处于高位的市场环境中尚有生存的空间。但存在如下不足之处：一是对于处理废杂电缆等带有残余塑料包皮、带有树脂基板成份的电路板杂铜粉等的废杂铜料，采用火法工艺将不可避免地产生有毒有害的烟气，尽管国内大型铜冶炼企业采用高效的进口熔炼炉处理废杂铜料，解决了冶炼现场的环境卫生问题，但也难以解决其对周边环境的污染问题，因而这种有毒有害烟气的处理一直困扰着企业及环保科技工作者。二是火法熔炼产出的含铜及其他重金属废渣数量大，通过冲天炉使大部份铜得到回收，但其他重金属元素例如铅、锡、镍等都留在弃渣中，由于赋存于玻璃体中，难以用简单的物理分选办法进行富集回收，而采用化学法处理将耗费大量的化学原料并产生二次污染问题。对渣的堆放及进一步利用产生环境安全问题，这也是另一需要面对的问题。三是尽管废杂铜资源与矿铜资源相比，在含铜品位与纯度方面具有明显的优势，但采用火法熔炼、吹炼制成阳极铜、电解得标准阴极铜(99.95％)，及反射炉渣还原熔炼回收铜工艺中对于品位已达90％以上的大部份废杂铜，其提纯富集比小，未能充分利用废杂铜为高品位铜料的优势，要生产电子工业需要的高纯铜(4N以上)，尚需要多次电解提纯。