[发明专利]一种微波还原焙烧-硫酸浸出回收铜烟灰中铜锌元素的方法

说明书

本发明公开了一种微波还原焙烧‑硫酸浸出回收铜烟灰中铜锌元素的方法，属于金属元素回收技术领域。本发明的微波还原焙烧‑硫酸浸出回收铜烟灰中铜锌元素的方法，包括以下步骤：微波还原焙烧，硫酸浸出铜锌，锌粉置换和硫酸锌的电解沉积。本发明采用微波还原焙烧‑硫酸浸出工艺可以有效提高铜烟灰中铜锌元素的浸出率，其浸出率均可高达95％，并有效降低酸耗与能耗，生产成本相对较低，满足了我国经济的发展的需求。

技术领域

本发明属于金属元素回收技术领域，更具体地说，涉及一种微波还原焙烧-硫酸浸出回收铜烟灰中铜锌元素的方法。

背景技术

随着人类社会的发展与科技进步，再生有色金属在有色金属总产量中约占30％。铜烟灰是大部分的易挥发元素如Zn、Pb等及少量的Cu挥发进入气相，经除尘系统将熔炼过程中产生的烟气收集下来的部分。铜烟灰一般为灰白色或暗白色，粒度细，堆密度为0.25g/cm³左右，堆比重为0.2-0.3，水浸液pH3-3.5，具有吸湿性，长时间存放易结块。在铜的造锍熔炼中，铜烟灰在除尘系统中的堆积会造成通风不畅，大量的铜烟灰返炉会导致炉内一系列恶性结果。铜烟灰中也含有相当比例的有害元素，会造成资源浪费的同时又污染环境。铜烟灰中成分非常复杂，含有大量有价金属元素，是回收利用铜烟灰最原始的经济动力。铜烟灰中有价金属的回收再生具有重大的经济和环保价值。

我国对重工业在环保方面的要求日益严格，火法冶炼过程能耗高，对环境污染较大，因此其在铜生产中的比例已呈现下降趋势，相比而言，湿法炼铜技术近年来得到迅猛发展。近年来学者们对铜烟灰浸出工艺进行了大量研究，如原田弘三、寺山恒久等发明了采用鼓风炉从铜转炉烟灰中回收铜、铅、锌的方法，该方法是将铜转炉烟灰加入粘合剂制成球团，再与焦炭、熔剂一起装入熔炼炉中熔炼，从而获得有价金属，但鼓风炉法回收铜烟灰劳动环境差，回收率低，排放烟气难以达到标准。Fereshteh Bakhtiari、Hossein Atashi等根据伊朗Sarcheshmeh铜冶炼厂铜烟灰的成分采用生物浸出法提炼有价元素。何柱生、邢新谈等研究了由铁酸铜转化为硫酸铜的较优工艺条件是采用干焙砂直接与浓硫酸反应，硫酸用量过量20％，酸耗较高。

又如，中国专利申请号为201510494775.3的申请案公开了一种熔炼炉烟灰的处理方法，该申请案包括以下步骤：(1)还原焙烧；(2)高压氧浸；(3)铅的回收；(4)铜的回收；(5)锌的回收，采用该申请案的处理方法可以对熔炼炉烟灰中的铅、铜、锌进行有效回收，但其处理工艺相对复杂，且需要进行高压氧浸处理。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中对铜烟灰中的铜锌元素进行回收时，铜、锌元素的回收率相对较低，酸耗能耗较高的不足，提供了一种微波还原焙烧-硫酸浸出回收铜烟灰中铜锌元素的方法。本发明采用微波还原焙烧-硫酸浸出工艺可以有效提高铜烟灰中铜锌元素的浸出率，并有效降低酸耗与能耗，生产成本相对较低。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种微波还原焙烧-硫酸浸出回收铜烟灰中铜锌元素的方法，包括以下步骤：

步骤一、微波还原焙烧

将铜烟灰与碳混合研磨后置于微波条件下进行还原焙烧；

步骤二、硫酸浸出铜锌

采用硫酸溶液对得到的还原焙烧产物进行浸出处理，经过滤得到浸出液和浸出渣；

步骤三、锌粉置换和硫酸锌的电解沉积

向所得浸出液中加入锌粉进行置换反应，得到海绵状铜粉产品，待置换反应结束后进行固液分离，所得滤液经电解沉积生产得到阴积锌产品。

更进一步的，所述步骤一中研磨后铜烟灰的粒度为225-500目，焙烧含碳量为铜烟灰总量的5～20％。