[发明专利]从金铜矿中提取铜铁金银硫的方法

说明书

本发明属于有色金属冶金工艺。

现有的金铜矿或硫化铜矿的处理方法主要有两种。一是采用火法炼铜工艺。该方法主要过程包括：冰铜熔炼，转炉吹炼，火法精炼及铜的电解精炼而得到纯铜。矿中的金、银首先富集到粗铜中，而后又富集到铜电解的阳极泥中，最后再处理阳极泥，炼得金和银。处理阳极泥又包括硫酸化熔烧、还原熔炼，氧化精炼及电解等过程。此外，在炼铜工艺过程中还包括收尘和制酸工艺过程。这种方法流程长，总投资大，技术要求高，只适合于大规模的工艺生产。一般中小矿山和工厂难以承受。面且矿中的铁在处理过程进入渣中，难以回收。现有技术中的另一种方法就是湿法炼铜。该方法是采用沸腾熔烧将硫化铜矿中的铜转化为硫酸铜或氧化铜，而后对焙烧矿进行稀硫酸浸出，将铜溶解。浸出液再经净化和电沉积，生产电解铜。焙烧时产生的二氧化硫烟气也需收尘、净化并制成硫酸。如浸出渣中含有金和银，需进一步处理浸出渣提取金和银。这种方法的缺点是电耗较高，铜的回收率较低，金银在焙烧过程中有一定的损失，与火法炼铜相比成本较高，金银回收率较低，方法中也有收尘及制酸，对环境的污染较难克服，原料中的铁也难以回收。

本发明的目的在于提供一种避免制酸过程，综合提取铜铁金银硫等有价元素的方法。

本发明的内容主要包括：用三氯化铁浸出金铜矿，隔膜电解法生产铜，电解生产铁及三氯化铁再生，从浸出渣中回收硫磺，再由脱硫渣提取黄金，以及银的回收等工艺过程、整个工艺过程如附图所示。

附图为金铜矿处理工艺流程图。

将铜精矿磨至200～320目粒度后，首先用三氯化铁浸出金铜矿，浸出以后进行过滤得到浸出液和浸出渣两部分。将浸出液用铜置换，并进行过滤，铜置换后得到银粉和含铜的置换后液，银粉待进一步精炼得到银锭。而将含铜的置换后液输入铜隔膜电解槽进行电解，在阴极上得到铜粉，此外，将电解后的阳极液返回到三氯化铁浸出槽中，将电解后的阴极液用铁置换并进行过滤又得到少量的铜粉，这样就完成了提铜的过程；将用铁置换后的溶液导入铁隔膜电解槽，通过隔膜电解在阴极可得到纯铁，同时将铁隔膜电解后的阴极液(FeCl₂)导入阳极室，而将阳极液返回到铜隔膜电解槽的阳极室，这样就完成了提铁的过程。同时实现了三氯化铁的再生。金铜矿经过三氯化铁浸出后的浸出渣中含硫和金、银，首先从渣中提硫，然后再提金、银。

下面分步详细叙述本发明的内容。

金铜矿的三氯化铁浸出是利用三氯化铁在酸性溶液中离解出Fe³⁺离子来氧化黄铜矿。由于Fe³⁺/Fe²⁺的平衡电位波动在0.77伏左右，而黄铜矿CuFeS₂溶解成Cu²⁺，Fe²⁺和S⁰的电位为0.41伏左右，硫化铜矿CuS溶解的电位在0.59伏左右。因此控制适当的条件，Fe³⁺可成为CuS和CuFeS₂的良好氧化剂，将CuFeS₂和CuS中的S^2-氧化成S⁰，从而使Cu²⁺和Fe²⁺溶解进入溶液、三氯化铁浸出硫化铜矿的反应如下式：

            

其工艺条件是铜精矿的粒度为200～320目，浸出过程在酸性液中进行，PH值为1，三氯化铁的加入量为Fe³⁺的浓度是含铜量的4～4.5倍，液固比为4～5，温度在90～95℃，浸出时间为3～4小时，在浸出槽中进行。铜精矿经过用三氯化铁在上面的条件下浸出后铜的浸出率可达95～98％，黄铜矿(CuFeS₂)中的铁溶解95～98％，硫转为元素硫。

采用隔膜电解法从浸出液中回收铜，以石墨板或镀膜钛板为阳极，以铜板或不锈钢板作阴极，用阴离子交换膜作隔膜材料，将阴、阳极分开。将含铜液加入阴极区，由于Cu²⁺/Cu电位较高，在通直流电时，阴极上析出铜；在阳极区加入脱铜后液，溶液中的Fe²⁺在阳极室被氧化成Fe³⁺，结果FeCl₃得到再生。隔膜电解的工艺条件为：电流密度250～300A/m²，电解温度为40～60℃，槽电压为1.65～2.2伏，在PH值为1～2的弱酸性溶液中进行。