湿法炼锌副产铜渣的综合利用.pdf

2 0 1 2 年6 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．o n 1 7 g o i 1 0 ．3 9 6 9 ／J ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 2 ．0 6 ．0 0 6 湿法炼锌副产铜渣的综合利用 鲁兴武，邵传兵，易超，李俞良 西北矿冶研究院冶金新材料研究所，甘肃白银7 3 0 9 0 0 摘要研究了湿法炼锌副产铜渣的综合利用新工艺。最佳浸出条件为液固比1 0t1 。浸出温度8 0 ℃，浸 出剂硫酸浓度3 ．5m o l ／L ，浸出时间8h 。浸出液含铜浓度达到3 0 ～4 5g ／L ，铜浸出率可以达到9 8 ％以 上。经萃取、洗涤、三级错流反萃后，反萃液中铜浓度达到4 5 ～5 0g ／L ，电积后可以得到标准阴极铜。 关键词铜渣；综合利用；萃取；锌湿法冶金 中圈分类号T F S l l ；T F 8 1 3文献标识码A文章编号1 0 0 77 5 4 5 1 2 0 1 2J 0 60 0 1 7 0 3 C o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fC o p p e rS l a gB y p r o d u c ti n Z i n cH y d r o m e t a l l u r g y L UX i n g - w u ，S H A OC h u a n b i n g ，Y IC h a o ，L IY u - l i a n g I n s t i t u t eo fM e t a l l u r g yN e wM a t e r i a l so fN o r t h w e s tI r m t l t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y 。B a i y i n7 3 0 9 0 0 ，G a n s u ，C h i n s A b s t r a c t T h en e wc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o nt e c h n o l o g yo fc o p p e rs l a gb y - p r o d u c ti nz i n ch y d r o m e t a l l u r g y w a si n v e s t i g a t e d ．T h eo p t i m a ll e a c h i n gc o n d i t i o n si n c l u d i n gr a t i oo fl i q u i dt os o l i do f1 0 1 ，l e a c h i n gt e m p e r a t u r ．eo f8 0 ℃．1 e a c h i n ga g e n t s u l f u r i ca c i d c o n c e n t r a t i o no f3 ．5m o l ／L 。a n dl e a c h i n gt i m eo f8h ．T h e c o p p e rc o n c e n t r a t i o ni nl i x i v i u mr e a c h e s3 0 ～4 5g ／L ，a n dt h ec o p p e rl e a c h i n gr a t ei sh i g h e rt h a n9 8 ％．T h e c o p p e rc o n c e n t r a t i o ni ns t r i p p i n gs o l u t i o nr e a c h e s4 5 ～5 0g ／La f t e re x t r a c t i o n ，w a s h i n ga n dt h r e e - s t a g e c r o s s f l o ws t r i p p i n go fc o p p e r ．T h ec a t h o d ec o p p e rc a nb ep r o d u c e dw i t he l e e t r o w i n n i n gp r o c e s s ． K e yw o r d s c o p p e rs l a g ；c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o n ；e x t r a c t i o n ；z i n ch y d r o m e t a l l u r g y 2 0 1 0 年全国锌产量为5 1 6 ．4 万t ，其中湿法炼 锌的产量占锌总产量的7 0 ％以上【1 ] 。对于年产l o 万t 的湿法炼锌企业，每年处理净化系统铜镉渣产 生的铜渣约0 ．1 万t ，仅有5 0 ％左右的铜渣被卖到 铜冶炼企业，进入粗铜冶炼，其中的锌不能得到有效 回收，剩余的富铜渣被堆放到渣场，造成了二次资源 的闲置和环境污染。因此开展铜渣综合回收技术研 究具有现实意义[ 2 。4 】。 1 试验原料和方法 所用铜渣为某湿法炼锌企业铜镉渣处理后得到 的副产品L 5 ] ，主要化学成分 ％ C u4 0 ．0 、Z n5 ．0 、 C d0 ．8 、P b3 ．0 、F e 2 0 31 ．5 、07 ．5 、其它4 2 ．2 。采用 ● 、 收稿日期2 0 1 1 - 1 2 1 2 作者简介鲁兴武 1 9 8 5 一 。男，甘肃武戚人，大学，助理工程师 图1 所示流程产出标准阴极铜。 2 试验结果及分析 2 ．1 浸出时间对铜、锌、镉浸出率的影响 浸出条件铜渣2 0 0g ，温度6 0 ℃，浸出剂硫酸 浓度2 ．5m o l ／L ，液固比1 0 1 ，结果见图2 。 由图2 可看出，在最初阶段，随着浸出时间的 延长铜离子浓度快速上升，浸出率显著提高，浸出 8h 以后曲线趋于平缓，因此选取浸出时间为8h 。 2 ．2 浸出温度对铜、锌、镉浸出率的影响 浸出条件铜渣2 0 0g ，浸出时间1 ．5h ，浸出剂 硫酸浓度2 ．5m o l ／L ，液固比1 0 1 ，结果见图3 。 万方数据 1 8 有色金属 冶炼部分 h t t p i ／／y s y l ．b g r i m m ．o n 2 0 1 2 年6 期 零 、 静 | 兰 嬲 蛐蕴嵫 图l 原则工艺流程图 F i g ．1P r i n c i p l ef l o wc h a r to fc o p p e rs l a g c o m p r e h e n s i v er e c o v e r i n g 授出时间／h 图2 浸出时间对浸出率的影响 F i g ．2 E f f e c to fl e a c h i n gt i m eo nl e a c h i n gr a t e s 从图3 可见，铜浸出率随着反应温度的升高显 著增大，这是因为升高温度。有利于固液间的扩散， 提高其传质速率，从而提高浸出率。但温度达8 0 ℃ 以后，铜浸出率趋于稳定，因此，反应温度选取8 0 ℃ 为宜。 2 ．3 浸出剂浓度对铜、锌、镉浸出率的影响 浸出条件铜渣2 0 0g ，浸出时间8h ，浸出温度 8 0 ℃，液固比1 0 1 ，结果见图4 。 图4 表明，浸出剂硫酸浓度对铜、锌，镉的浸出 率影响很大，铜、锌、镉的浸出率随着硫酸浓度的提 墨 、 * 翌 蟛 浸出温度／℃ 图3 浸出温度对浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to ft e m p e r a t u r eo nl e a c h i n gr a t e s 摹 、 暑舟 丑 聪 硫酸浓度／ m 一。L - 1 图4 硫酸浓度对浸出率的影响 F i g ．4 E f f e c to fl e a c h i n ga g e n tc o n c e n t r a t i o n o nl e a c h i n gr a t e s 高而增加。硫酸浓度控制在3 ．5m o l ／L 可以有效地 浸出铜、锌、镉。 3革取 选用醛肟类萃取剂，考察温度、p H 、混合时间等 因素对铜萃取率的影响睁”】。 3 ．1 温度对铜萃取的影响 温度对铜萃取的影响见表1 。 表1 温度对铜萃取的影响 T a b l e1E f f e c to ft e m p e r a t u r eo nc o p p e re x t r a c t i o n 下转第3 9 页 万方数据 2 0 1 2 年6 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／l y s y l ．b g r i m m ．o n 3 9 研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 0 5 ；3 2 3 5 ． [ 7 ] 胡凯光，黄仕元．杨金辉，等．铀矿石的细菌浸出试验研 究[ J ] ．湿法冶金。2 0 0 3 。2 2 2 8 5 - 8 8 ． [ 8 ] 李江．饶军，刘亚沽，等．高氟铀矿石微生物堆浸工业试 验[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 1 7 2 6 2 9 ． 上接第1 8 页 3 ．2 酸度对铜萃取的影响生产标准阴极铜，吨铜成本4 59 1 6 元。 水相酸度对铜萃取率的影响试验结果见表2 。 表2 酸度对铜萃取的影响 T a b l e2E f f e c to fa c i d i t yo nc o p p e re x t r a c t i o n 3 ．3 萃取时间对铜萃取的影响 萃取时间对铜萃取的影响试验结果见表3 。 表3 萃取时间对铜萃取的影响 T a b l e3E f f e c to fl i m eo nc o p p e re x t r a c t i o n 4 结论 1 最佳浸出条件液固比1 0 1 ，浸出温度8 0 ℃，浸出剂硫酸浓度3 ．5m o l ／L ，浸出时间8h ，浸出 液含铜浓度可以达到3 0 ～4 5g ／L ，铜浸出率可以达 到9 8 ％以上。 z 经一级萃铜、一段洗涤、三级错流反萃铜，反 萃液中铜浓度可以达到4 5 ～5 0g ／L ，采用电积技术 3 反萃液中的锌、镉可以通过锌镉分离，镉置换 得到海绵镉，硫酸锌溶液返回锌冶炼主系统。 参考文献 [ 1 ] 谭兴林，朱国才，赵玉娜．从铜镉渣中浸出铜锌镉的研究 [ J ] ．矿冶，Z 0 0 8 4 2 8 3 0 。3 5 。 [ 2 ] 秦念华，张胜．用低品位湿法练锌铜渣制取海绵铜并回 收锌镉[ 刀．有色金属 冶炼部分 ，1 9 9 3 4 2 4 - 2 6 ． [ 3 ] 谯宁．从铜镉渣中回收锌、镉、铜的试验研究[ J ] ．湿法冶 金．1 9 9 8 1 4 1 4 2 ． [ 4 ] 彭容秋．重金属冶金学[ M ] ．长沙中南大学出版社． 2 0 0 3 ． [ 5 ] 何国才，鲁兴武，易超，等．湿法炼锌净化渣无废无害自 循环利用及有价金属高效富集新工艺研究与应用[ D ] ． 白银西北矿冶研究院。2 0 1 1 ． [ 6 ] 李青山，刘日辉．氧化铜矿的湿法冶金及其进展口] ．湿 法冶金，1 9 9 2 3 1 9 - 1 2 ． [ 7 ] 肖安雄．提高石蒹铜矿选矿指标和降低消耗的可能性 [ J ] ．有色金属 选矿部分 1 9 8 2 6 4 3 ．4 5 , 2 1 ． [ 8 ] 郑华均，郑云朋．铜萃取的研究进展口] ．浙江化工，2 0 0 9 5 1 9 - 2 2 ． [ 9 ] 雷吟春，刘云派，朱传华．工业用铜萃取剂研制的新进展 [ J ] ．湖南有色金属，2 0 0 8 2 t 4 1 4 5 ． D o ] 裴世红。谢瑞丽，金猛，等．湿法炼钢常用的铜萃取剂 [ 刀．当代化工，2 0 0 9 1 ；7 8 8 2 ． 万方数据