[发明专利]一种铜烟灰加压强化浸出的方法

说明书

一种铜烟灰加压强化浸出的方法，铜烟灰经过筛分后在硫酸体系中一次浸出，使烟灰中的氧化物和硫酸盐溶解进入一次浸出液，使金属硫化物等留在一次浸出渣中，一次浸出液回收锌和铜，一次浸出渣再加入氢氧化锌加压氧化，使金属硫化物氧化进入加压氧化料浆，加压氧化料浆补加硫酸进行二次浸出，硫酸二次浸出液返回硫酸一次浸出过程，硫酸二次浸出渣送回收铅。本发明采用氢氧化锌加压氧化方式提高了铜烟灰中的铜和锌的浸出率，铜和锌的浸出率均达到92%以上，能有效处理目前金属物相复杂，尤其是硫化物含量较高的铜烟灰。

技术领域

本发明涉及有色冶金领域中湿法冶金过程，特别是铜烟灰采用加压氧化方式强化浸出有价金属的湿法冶金方法。

背景技术

目前，世界上大部分金属铜都产自火法冶炼过程，而在冶炼过程中会产生大量烟灰。因为烟灰中既包含铜、铅、锌、铋、铟等金属，又含有砷和镉等有毒元素，所以它被认为是一种重要的二次资源。近年来，随着铜产量的增加和高品位铜矿的枯竭，铜冶金工业产生的烟灰数量不断增加。此外，环保法规也变得更加严苛。因此，烟灰处理已成为铜冶金工业的一大关键问题。

如果烟灰不经处理直接返回冶炼过程，一些杂质元素会在铜冶炼系统内循环积累，大大降低冶炼炉的操作能力和电解铜的质量。另外，杂质的积累还会影响制酸中催化剂的寿命。因此，有必要对烟灰进行单独处理以回收金属。目前烟灰的处理工艺主要包括火法工艺、火法-湿法联合工艺和湿法工艺。

火法工艺是指烟灰在反射炉、电弧炉、侧吹炉或鼓风炉中直接熔炼，使铅、铋和贵金属等进入粗铅，铜富集于冰铜相，砷挥发后产出高砷烟尘。火法工艺减小了烟灰对主体炼铜工艺的影响，但是存在有价金属分散、能耗高和环境污染等问题。火法-湿法联合工艺则是将火法和湿法工艺进行结合以提高铜烟灰中有价金属的分离效果，根据火法和湿法采用先后顺序不同，有火法-湿法工艺和湿法-火法工艺。火法-湿法工艺则是首先采用还原焙烧或硫酸盐化焙烧等方法使砷挥发进入烟尘，同时使铜和锌等金属转化为可溶形态，然后焙砂再浸出分离铜和锌等有价金属，浸出渣富集了铅和铋等有价金属。而湿法-火法工艺则是首先采用硫酸体系浸出使铜、砷和锌等溶解进入溶液，浸出液经过除砷后再分离提取铜和锌，浸出渣在鼓风炉中还原熔炼使铅和铋等富集在粗铅中。火法-湿法联合工艺过程指标稳定，是目前国内采用最为普遍的工艺，但是火法处理阶段生产成本高且易引起二次污染。湿法工艺则是铜烟灰在中性体系、酸性体系或碱性体系中浸出。中性体系浸出是铜烟灰在水溶液中常压浸出和高温高压浸出，使铜和锌的硫酸盐溶解进入溶液，而铅和铋则进入沉淀渣。酸性体系浸出则是在硫酸体系中浸出，使铜、砷和锌溶解于溶液中，而铅和铋沉淀进入浸出渣，最后再从浸出液中分离有价金属。碱性体系浸出则是在氢氧化钠或硫化钠体系中实现烟灰中砷的浸出，浸出渣再采用酸性浸出或直接熔炼方法回收有价金属。无论铜烟灰在何种体系中浸出，湿法工艺都克服了火法工艺存在的环境影响问题，但是存在金属分离效果差、生产成本高和适用范围较窄等缺点。

因为冶炼原料成分和冶炼制度的不同，各个铜冶炼厂产出的烟灰成分也有很大的区别。虽然现在已有许多关于铜烟灰处理的方法，但是大多数都专注于研究铜冶炼的转炉烟灰的处理，另外许多研究侧重于某几种金属整体的回收工艺。然而，针对铜冶炼过程中奥斯麦特炉或底吹炉产生的烟灰处理方法的研究很少。此类烟灰金属物相组成复杂，含有较高比例的金属铜或锌的硫化物，所以利用现有的方法难以有效浸出烟灰中的铜和锌。

发明内容

为了克服铜烟灰传统处理方法的不足，本发明提供一种将硫酸浸出与加压氧化相结合强化浸出铜烟灰中铜和锌，且金属回收率高、环境污染小和工艺简单的湿法冶金方法。