[发明专利]一种硫化沉淀剂的制备及选择性回收铜烟灰中铜的方法

说明书

本发明提供了一种硫化沉淀剂的制备及选择性回收铜烟灰中铜的方法，采用“酸法浸出‑硫化沉淀”法选择性回收铜烟灰中铜，以金属离子、硫源和表面活性剂为主要成分制备了性能优异的硫化沉淀剂ZSY‑01，其在酸性溶液中回收铜时，既能保持较高的化学反应活性，又能缓慢释放S^2‑，具有铜回收效率高、回收效果好、无H₂S气体危害等优势，是一种环保稳定、适应能力强、回收指标好的从铜烟灰中选择性回收铜的方法，该工艺方法操作简单、效率高，可推广应用于工业化生产。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，尤其涉及一种硫化沉淀剂的制备及选择性回收铜烟灰中铜的方法。

背景技术

铜是我国在金属材料领域的消费量中仅次于铁和铝，是电力、基础设施建设以及新能源汽车领域的核心金属，但我国铜资源储量仅占全球3.0％左右。因此，实现铜基多金属固体废弃物中有价铜组分的高效回收，对实现铜工业可持续发展和保护生态环境具有重要战略意义。

在铜冶炼过程中会产生大量的铜烟灰，具有排放量大、铜含量高、组分复杂、回收利用困难等特点，采用传统湿法或火法工艺难以有效解决铜的高效回收、H₂S气体危害等难题，而处理铜烟灰大多采用酸浸或碱浸工艺将铜等组分转变成离子相，再通过硫化沉淀、铁粉置换、萃取等方法对浸出液中的铜进行回收利用，但存在铜回收效率低、严重的H₂S危害、处理成本高等问题。

目前，“酸法浸出-硫化沉淀”法因具有铜回收效率高、铜品位好、操作简单和生产成本低等优势，被广泛应用于从铜烟灰中回收有价铜组分，该工艺大多采用硫化钠或硫氢化钠作为硫化沉淀剂，通过溶解、释放大量的S^2-和HS^-与酸性浸出液中的Cu²⁺结合生成CuS沉淀，以此实现铜烟灰中铜的回收；但Na₂S或NaHS作硫化沉淀剂时会快速产生大量S^2-和 HS^-，与Cu²⁺结合过程中也会与H⁺反应产生大量H₂S气体，造成严重的环境危害。在国家环保制度越发严格的发展形势下，该工艺显然不适用于企业的转型升级。因此，基于减缓硫化沉淀剂释放S^2-速率理念，采用新型硫化剂和表面活性剂，制备在酸性浸出液中能缓慢释放 S^2-的硫化沉淀剂，实现铜烟灰中有价铜组分的高效综合利用。

发明内容

针对现有技术处理排放量大、铜含量高、组分复杂、回收利用困难的铜烟灰存在的铜回收效率低、严重的H₂S危害、处理成本高等缺陷。本发明的目的一是在于提供一种操作简单、处理成本低的选择性回收铜烟灰中铜的方法，实现铜的高效浸出；本发明的目的二是在于提供一种制备简单、性能优异、能缓慢释放S^2-的硫化沉淀剂ZSY-01的制备方法，制备的硫化沉淀剂ZSY-01能环保稳定、回收效率高、适应能力强、回收指标好、无H₂S气体危害的从铜烟灰中选择性回收铜。

为解决上述技术难题和实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种硫化沉淀剂的制备及选择性回收铜烟灰中铜的方法，包括以下步骤：

(1)将铜烟灰与硫酸溶液混合、搅拌、浸出，得到浸出液和浸出渣；

(2)将步骤(1)得到的浸出液与制备好的硫化沉淀剂ZSY-01混合，得到硫化铜渣和滤液；

(3)将步骤(2)得到的硫化铜渣返回冶炼回收铜。

优选地，在步骤(1)中，所述的液固比为：4∶1～6∶1，硫酸溶液浓度为：10～20g/L，温度为50～70℃，浸出时间为：4～5h；

优选地，在步骤(2)中，所述的硫化沉淀剂ZSY-01与铜摩尔比为：1∶1～1.2∶1，反应时间为：30～50min，反应温度为：50～60℃，溶液pH为：0.7～1.1；