[发明专利]一种含铜废镁砖的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶金技术领域，特别涉及一种含铜废镁砖的处理方法。

背景技术

目前国内大型铜冶炼企业多采用“铜锍熔炼-冰铜吹炼-精炼”的火法工艺，火法炼铜的过程中需要消耗大量的镁质耐火砖，铜冶金炉体内衬在使用过程中直接与冰铜和粗铜熔体接触，不可避免地发生物理化学反应。耐火材料在使用过程中约有50％被侵蚀进入冶金渣中，残余部分在冶金炉修理时以废镁砖予以处理，这些废耐火砖中含有大量的铜、金、银、铅、砷、铬、镁等有价金属元素。由于废镁砖中氧化镁含量太高(30～80％)，如果直接加入熔炼炉熔炼，MgO容易形成MgO·SiO₂(或2MgO·SiO₂)等高熔点的化合物，使炉渣的熔点升高、粘度增加、渣含铜量增大，从而导致铜的直收率降低；同时高熔点的炉渣容易形成炉瘤，严重影响冶金炉体的使用寿命，因此废镁砖不适于通过火法熔炼的方式回收其中的有价金属元素。又由于废镁砖中含有As、Cd、Cr等有毒性元素，根据国家环保法属于“国家危险废物”范畴，规定企业不能擅自转移、堆放、倾倒，必须由具有危废品处理资质企业集中处理，目前全国危废品的处理价格普遍在4000元/吨以上，给企业带来了极大的环保压力和经济压力。因此，从二次资源利用、环境治理，以及效益最大化出发，开展废镁砖的综合利用技术研究意义重大。

目前处理废镁砖的工艺主要包括重选、浮选、重选浮选联用和硫酸浸出的方法。这些方法存在以下问题：(1)采用重选和浮选的方法很难同时获得高品位的铜精矿和高的有价金属回收率，铜的回收率普遍低于90％；分选出的精矿中氧化镁的含量仍然较高，难以直接入炉冶炼；设备一次性投入大、工艺流程长；浮选过程需要加入多种有机浮选剂和捕收剂，浮选过程中会产生大量含有机物浮选废水，增加了废水处理量。(2)采用硫酸浸出脱除废镁砖的氧化镁，由于废镁砖中氧化镁的含量非常高，所以需要耗费大量的酸；(3)硫酸浸出废镁砖时，部分的氧化铜会被浸出进入液相，目前的硫酸浸出工艺都没有对此部分铜回收处理。

铜冶炼过程中会产生大量的硫酸、盐酸等酸性废液，这些酸性废液的净化处理工艺中需要消耗大量的碱，其中的废酸并未得到有效的利用，而且造成资源浪费、环境污染。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种低沉本、短流程、清洁环保、资源高效回收的含铜废镁砖的处理方法，

本发明的技术方案是：一种含铜废镁砖的处理方法，该处理方法先将含铜废镁砖与废酸液混合浸出废镁砖，然后过滤分离浸出液和浸出渣；向含铜浸出液中加入沉淀剂或还原剂，将铜以难溶化合物或单质的形式沉淀，过滤收集沉铜渣；将步骤1得到的浸出渣和沉铜渣清洗、烘干返铜冶炼系统处理，回收Cu、Au、Ag等有价金属；将沉铜后液作为原料，制备硫酸镁或者含镁石膏渣，回收利用沉铜后液中的镁。

上述一种含铜废镁砖的处理方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将废镁砖粉料和酸度(H⁺离子溶度)为0.5mol～5.0mol的废酸液导入湿法反应槽，控制液固比(L/kg)范围5:1～20:1、反应温度范围为20℃～85℃、搅拌反应0.5～4.5小时，反应结束后过滤分离浸出液和浸出渣；

步骤2：将步骤1得到浸出液导入湿法反应槽，加入沉淀剂，控制加入沉淀剂后的浸出液PH为3.0～9.0，持续搅拌，将浸出液中的铜以难溶化合物形式完全沉淀，过滤收集获得沉铜渣；

步骤3：将步骤1得到的浸出渣和步骤2得到的沉铜渣经水洗、烘干后返铜冶炼系统处理，其中，所述浸出渣和沉铜渣中铜的含量范围为≥13.0％，镁的含量范围为≤3.0％；

步骤4：以步骤2得到沉铜后液作为原料，加入Mg(OH)₂或MgO控制沉铜后液的PH至5.0～9.0之间，将沉铜后液中的杂质Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺以沉淀的形式脱除，将净化后的沉铜后液浓缩结晶制备硫酸铜；或者向沉铜后液直接加入CaCO₃和Ca(OH)₂控制沉铜后液PH至9.0～12.0制备含镁石膏渣，其中，所述沉铜后液中镁的含量＜3.5％。

进一步，所述沉淀剂包括Na₂S、NaOH、Mg(OH)₂、MgO、Ca(OH)₂等其中的一种或几种。

进一步，所述步骤2还可以为：