[发明专利]一种粗铜中除锡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粗铜的除锡方法。

背景技术

铜既是一种战略金属，也是一种民生金属，是不可缺少的重要工业原材料，应用领域广，产业关联度高。目前，分别以铜二次资源物料和铜原生矿物为原料，采用各种火法冶炼工艺所得到的粗铜，均含有一定量杂质元素，含锡高于3%的粗铜为高锡粗铜。粗铜除含锡外，一般还有铁、镍、锌、锑、铅、硫、砷等杂质金属元素，杂质总含量一般小于8%，其中以铜二次资源物料为原料所得粗铜，杂质总含量有时可高达15%。粗铜需要先经过火法精炼，然后电解精炼，才能获得纯度99.99%以上的商品金属铜。传统的粗铜火法精炼除杂方法是在高温熔融状态下，将空气鼓入熔体进行化学反应，利用杂质相比铜与氧亲合力强的原理，将杂质氧化为不溶于铜的氧化物，最终杂质以浮渣形式脱除。氧化精炼时，当采用熔体中氧化亚铜过饱和操作方式，易脱除锌、镍、硫、砷、锑等杂质，但不易完全脱除粗铜中高含量的杂质锡。

CN101292388“一种多金属粗铜的电解方法”公开一种硝酸体系粗铜电解精炼方法，相比传统硫酸体系电解，操作条件复杂、成本较高。CN101654744“高砷、锑粗铜的反射炉火法精炼方法”公开一种通过熔化、氧化还原挥发与复合碱性熔剂造渣相结合的火法精炼方法，该发明是针对性处理高砷、锑粗铜的火法精炼方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种粗铜除锡的方法，本发明的方法能脱除高含量的锡，铜回收率高，方法简单，易操作，易实现工程化。

为实现上述目的，本发明的方法由以下步骤组成：

1．将粗铜加热熔融，保持在1150~1250℃内，根据预先测定的粗铜中铁含量，在熔融粗铜中加入铁含量两倍重量的二氧化硅，同时向熔融粗铜中通入压缩空气造渣后，分离氧化浮渣。

2．将熔融粗铜降温到1100~1150℃内，加入粗铜重量5~10%的造渣剂烧碱，搅拌，加入粗铜重量2~6%的氧化剂硝酸钠或硝酸钾，搅拌时间为10~30分钟。

3．升温至1130~1200℃，分别加入粗铜重量10~20%的造渣剂烧碱、2~5%的氧化剂硝酸钠或硝酸钾和2~3%的添加剂，搅拌，时间为20~60分钟。

4．静置30~180分钟后，降温至900~1080℃，除去上层碱渣。

5．除去碱渣后，再升温熔化铜，加入粗铜重量2~15%的还原剂碳粉或粉煤，搅拌，保温静置后，得到除锡后的铜。

所述添加剂为氯化钠、氯化铵、碳酸钙或碳酸钠。

本发明的步骤2是利用锡的双性金属性质，锡在碱性条件下氧化生成锡酸钠(钾)，反应式为：5Sn+6NaOH+4Na(K)NO₃＝5Na₂SnO₃+N₂↑+3H₂O。加入熔融粗铜中的烧碱形成熔融覆盖层，烧碱既是亚惰性反应介质，又是反应物。先加入烧碱，再加入硝酸钠(钾)可使反应温和进行，保障高温熔融环境下安全反应，提高了氧化剂的利用率。通过反应生成的锡酸钠碱渣，脱除粗铜中的锡。

本发明步骤3将熔融粗铜温度小幅度提升，利用再次加入造渣剂与氧化剂，增大反应物接触时间，充分保证熔体中残留的杂质锡全部反应造渣分离。是进一步脱除杂质锡。添加剂可改善高温粗铜熔体的流动性能。

与现有技术相比，本发明以火法熔炼所得高锡粗铜为对象，碱性介质覆盖熔体形成亚惰性反应介质，用以维持反应时的氧化气氛持续稳定，通过造锡酸钠(钾)碱渣实现粗铜中高效脱除杂质锡，该方法工艺简单，铜回收率高，成本低廉，可实现规模生产。

具体实施方式

实施例1

取含铜87.9%、含锡10.8%、含铁2.6%的鼓风炉冶炼所得粗铜，置于火法精炼炉，升温到1210℃，在熔融粗铜中加入铁含量两倍重量的二氧化硅除铁，同时通压缩空气氧化造渣，除镍、锌、硫、砷等杂质；分离氧化浮渣后，调整熔融粗铜温度为1140℃，按粗铜重量9%的比例投入烧碱，搅拌后，加入粗铜重量5%的硝酸钠，搅拌25分钟；升温至1180℃，加入粗铜重量18%的烧碱、5%的硝酸钠和3%的氯化钠，搅拌，反应30分钟；保温静置120分钟，降温至1050℃，分离含锡碱渣；升温至1130℃，加入熔融粗铜重量5%的碳粉，搅拌，保温静置后，测试铜液的金属含量：铜98.7%、锡0.9%、铁0.2%。

实施例2