一种锌冶炼铜渣分离锌、镉、铜及铅银的方法

摘要

本发明涉及一种锌冶炼铜渣分离锌、镉、铜及铅银的方法，属于有色金属湿法冶金领域。本发明的方法步骤为：铜渣混合后不经磨矿直接浆化，采用压力釜浸出，控制加酸量、温度、氧分压、反应时间、终点pH值等技术参数，铜渣中锌、镉被溶出进入溶液，铜被溶出后水解成氢氧化铜再次入渣，浸出矿浆液固分离、洗涤后，含锌、镉的滤液及洗水入锌冶炼系统回收锌、镉，滤饼加入硫酸，在常温常压下，控制浸出终点pH值，使铜浸出，浸铜矿浆液固分离后，得到的铅银渣入铅冶炼系统回收铅、银。本发明技术方案可使锌、镉和铜分离彻底，铜和铅银分离彻底，可全部回收利用铜渣中的Cu、Zn、Cd、Pb、Ag等有价金属，全流程无“三废”产生，生产清洁、高效。

权利要求

1.一种锌冶炼铜渣分离锌、镉、铜及铅银的方法，其特征在于，具体步骤为：

1) 铜渣经抓斗行车进行混料，混合后的铜渣不经磨矿直接用清水浆化；

2) 将铜渣矿浆和浸出剂分别连续泵入压力釜内，其中浸出剂为稀硫酸、硫酸铜结晶母液或铜电积废液，加酸量为铜渣中Zn、Cd 反应耗酸量的0.8～1.0 倍；

3) 压力釜内连续通入氧气，控制反应温度80～120℃、氧分压0.2～ 0.6Mpa、反应时间

1.0～2.0h、终点pH为5.0～5.4，铜渣中铜溶出后再水解入渣，锌、镉进入溶液；

4) 矿浆排入闪蒸槽和调节槽泄压降温后，采用箱式压滤机进行液固分离，滤饼浆化后再次进行液固分离，两次压滤得到的滤液单独处理或进入锌冶炼系统回收Zn、Cd ；

5) 经两次压滤得到的滤饼作为中和剂，加入稀硫酸，常温常压浸出铜，浸出终点pH1.0～3.0，箱式压滤机液固分离后，滤液为硫酸铜溶液，滤饼为铅银渣，滤饼含Cu≤1.5％，Pb20～50％，Zn≤3.0％，Cd≤0.2％，Ag400～1000g/t，滤饼入铅冶炼系统回收铅银。

说明书

一种锌冶炼铜渣分离锌、镉、铜及铅银的方法

技术领域

[0001] 本发明属于有色金属湿法冶金领域，具体地说，涉及一种锌冶炼铜渣分离锌、镉、铜及铅银的方法。

背景技术

[0002] 在采用常规浸出法或直接浸出法等锌湿法冶炼工艺时，锌精矿中的铜、镉等进入溶液，在净化单元用锌粉净化除杂时，溶液中的铜、镉等进入净化渣，同时锌粉带入的铅、银等金属也进入净化渣；净化渣采用稀硫酸或锌电积废液浸出净化渣中的大部分锌、镉，液固分离后得到铜渣。

[0003] 因各企业锌精矿Cu、Cd含量不一，浸出、净化和镉回收工艺不同和技术条件差异，铜渣成分波动较大，铜渣成分为：Cu10～50％，Zn5～10％，Cd2～10％，Pb10～20％，Ag200～600g/t。由于铜渣中含有高毒的Cd、Pb等元素，因此，已被纳入2008版《国家危废物名录》中，代码为：331-008-48。

[0004] 但铜渣中含有Cu、Zn、Cd、Pb、Ag等有价金属，具有较高的经济价值。因此，引起了广大科研工作者的高度重视。中国发明专利CN100572573C采用将铜渣摊开堆放自然氧化，湿式球磨后再常压浸出Cu、Zn、Cd等元素，浸出液直接电积阴极铜，废液经净化后回收Zn、Cd，存在铜渣中大量Zn、Cd被浸出进入溶液，造成铜电积废液净化量大，净化时铜废液中的铜再进入铜渣，又需再次浸出的问题。中国发明专利CN102634668B将铜渣先堆存预氧化后，常压鼓风浸出Cu、Zn、Cd等元素，浸出液直接结晶生产五水硫酸铜，存在堆存氧化占用场地，浸出时压缩风和低压蒸汽耗量大，需从结晶母液中分离锌、镉等问题。彭建蓉等发表于《有色金属》(冶炼部分)2013年第8期论文《铜渣氧压酸浸制备硫酸铜的研究》中，采用氧压酸浸处理铜渣，使铜渣中Cu、Zn、Cd等元素溶出，滤液采用直接结晶法制备硫酸铜晶体，使Zn、Cd等留在结晶母液中，加入锌粉置换铜，使铜再次入渣和锌、镉分离，存在置换铜时锌粉耗量大，铜需再次浸出的问题。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种锌冶炼铜渣分离锌、镉、铜及铅银的方法，采用氧压酸浸使铜渣中的大部分锌、镉进入溶液，铜转化为氢氧化铜形态和铅银共同入渣，氧压浸出矿浆经液固分离后，含Zn、Cd的滤液单独处理或者进入锌冶炼流程回收Zn、Cd，滤饼经洗涤后，可作为中和剂使用，也可加入稀硫酸，常温常压下使氢氧化铜溶出，矿浆液固分离后，滤液(硫酸铜溶液)可制备硫酸铜产品或电积阴极铜产品，大幅度减少了结晶母液或铜电积废液的处理量，滤饼(铅银渣)入铅冶炼流程回收铅银，可全部回收利用铜渣中的Cu、Zn、Cd、Pb、Ag等有价金属。

[0006] 为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：

[0007] 一种锌冶炼铜渣分离锌、镉、铜及铅银的方法，具体步骤为：

[0008] 1)铜渣经抓斗行车进行混料，混合后的铜渣用清水浆化；

[0009] 2)将铜渣矿浆和浸出剂分别连续泵入压力釜内；

[0010] 3)压力釜内连续通入氧气，控制反应温度80～120℃、氧分压0.2～0.6Mpa、反应时间1.0～2.0h、终点pH为5.0～5.4，铜渣中铜溶出后再水解入渣，锌、镉进入溶液；

[0011] 4)矿浆排入闪蒸槽和调节槽泄压降温后，采用箱式压滤机进行液固分离，滤饼浆化后再次进行液固分离，两次压滤得到的滤液单独处理或进入锌冶炼系统回收Zn、Cd；

[0012] 5)经两次压滤得到的滤饼调浆后，加入稀硫酸，常温常压浸出铜，箱式压滤机液固分离后，滤液为硫酸铜溶液，滤饼为铅银渣，滤饼含Cu≤1.5％，Pb20～50％，Zn≤3.0％，Cd≤0.2％，Ag400～1000g/t，滤饼入铅冶炼系统回收铅银。

[0013] 作为优选，步骤1)中，铜渣混料后，不经磨矿直接进行浆化。

[0014] 作为优选，步骤2)中，浸出剂为稀硫酸、硫酸铜结晶母液或铜电积废液，加酸量为铜渣中Zn、Cd反应耗酸量的0.8～1.0倍。

[0015] 作为优选，步骤5)中，滤饼可作为中和剂，或是加入硫酸，在常温常压下浸出铜，浸出终点pH为1.0～3.0。

[0016] 本发明的有益效果：本发明采用氧压酸浸使铜渣中的大部分锌、镉进入溶液，铜转化为氢氧化铜形态和铅银共同入渣，氧压浸出矿浆经液固分离后，含Zn、Cd的滤液单独处理或者进入锌冶炼流程回收Zn、Cd，滤饼经洗涤后，可作为中和剂使用，也可加入稀硫酸，常温常压下使氢氧化铜溶出，矿浆液固分离后，滤液(硫酸铜溶液)可制备硫酸铜产品或电积阴极铜产品，大幅度减少了结晶母液或铜电积废液的处理量，滤饼(铅银渣)入铅冶炼流程回收铅银，可使锌、镉和铜分离彻底，铜和铅银分离彻底，全部回收利用铜渣中的Cu、Zn、Cd、Pb、Ag等有价金属，无“三废”产生，生产清洁高效。

附图说明

[0017] 图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

[0018] 如图1所示，一种锌冶炼铜渣分离锌、镉、铜及铅银的方法，具体步骤为：

[0019] 1)铜渣经抓斗行车混料后，混合后的铜渣不经磨矿直接用清水浆化。

[0020] 2)将铜渣矿浆和浸出剂用隔膜计量泵分别连续泵至压力釜内，浸出剂为稀硫酸、硫酸铜结晶母液或铜电积废液，加酸量为铜渣中Zn、Cd反应耗酸量的0.8～1.0倍。

[0021] 3)压力釜内连续通入工业氧气，控制压力釜内温度80～120℃、氧分压0.2～0.6Mpa、反应时间1.0～2.0h、终点pH为5.0～5.4。在压力釜内，铜渣中的Zn、Cd先反应分别生成ZnSO4和CdSO4进入溶液，之后铜渣中的铜和氧气、硫酸发生如下反应：

[0022] Cu+1/2O2+H2SO4＝CuSO4+H2O        (1)

[0023] 随着铜渣中的铜被溶出，釜内矿浆含酸量下降，pH值升高，当矿浆pH≥4.0时，被溶出的CuSO4发生水解，铜以氢氧化铜形态水解进入渣中：

[0024]

[0025] 反应式(2)释放出的硫酸又和渣中的铜发生反应式(1)中的反应，使铜不断被溶出，又不断被水解析出，直至铜渣中的金属铜几乎全部转化为氢氧化铜。将反应式(1)和反应式(2)合并后如下：

[0026] Cu+1/2O2+H2O＝Cu(OH)2       (3)

[0027] 反应式(3)的自由函如表1。

[0028] 表1 反应式(3)的自由函

[0029]

[0030] 由表1可以看出，只要供氧充足，反应式(3)在25℃时就可进行。

[0031] 4)矿浆排入闪蒸槽和调节槽泄压降温后，采用箱式压滤机进行液固分离，滤饼浆化后再次进行液固分离，两次压滤得到的滤液单独处理或进入锌冶炼系统回收Zn、Cd。

[0032] 5)经两次压滤得到的滤饼调浆后，加入稀硫酸，控制终点pH为1.0～3.0，经箱式压滤机液固分离，滤液为硫酸铜溶液，滤饼为铅银渣，滤饼含Cu≤1.5％，Pb20～50％，Zn≤3.0％，Cd≤0.2％，Ag400～1000g/t，滤饼入铅冶炼系统回收铅银。

[0033] 下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0034] 实施例1

[0035] 1)将混料后的铜渣20t，成分为：Zn 5.65％，Cd 2.51％，Cu 49.19％，直接用水浆化。

[0036] 2)将浆化铜渣、稀硫酸分别连续泵入压力釜内，稀硫酸加入量为铜渣中Zn、Cd反应耗酸量的0.8倍。

[0037] 3)连续通入工业氧气，并控制釜内温度120℃、氧分压0.6Mpa、反应时间2.0h、终点pH为5.4。

[0038] 4)压力釜浸出矿浆经闪蒸槽、调节槽降压降温后，箱式压滤机压滤，滤饼浆化后再次压滤，两次压滤得到的滤液进入锌冶炼系统回收Zn、Cd。

[0039] 5)经两次压滤得到的滤饼调浆后，加入稀硫酸，常温常压浸出铜，控制浸出终点pH为1.0，箱式压滤机液固分离后，滤液为硫酸铜溶液，滤饼为铅银渣，成分为：Cu 1.45％，Zn 2.90％，Cd 0.11％，Pb 48.93％，Ag 920g/t，入铅冶炼系统回收铅银。

[0040] 实施例2

[0041] 1)将混料后的铜渣24t，成分为：Zn 7.39％，Cd 6.11％，Cu 24.33％，直接用水浆化。

[0042] 2)将浆化铜渣、稀硫酸分别连续泵入压力釜内，硫酸加入量为铜渣中Zn、Cd反应耗酸量的0.9倍。

[0043] 3)连续通入氧气，并控制釜内温度100℃、氧分压0.4Mpa、反应时间1.5h、终点pH为5.2。

[0044] 4)压力釜浸出矿浆经闪蒸槽、调节槽降压降温后，箱式压滤机压滤，滤饼浆化后再次压滤，两次压滤得到的滤液进入锌冶炼系统回收Zn、Cd。

[0045] 5)经两次压滤得到的滤饼调浆后，加入稀硫酸，常温常压浸出铜，控制浸出终点pH为2.0，箱式压滤机液固分离后，滤液为硫酸铜溶液，滤饼为铅银渣，成分为：Cu 1.25％，Zn 2.69％，Cd 0.14％，Pb 40.49％，Ag 780g/t，入铅冶炼系统回收铅银。

[0046] 实施例3

[0047] 1)将混料后的铜渣21t，成分为：Zn 9.67％，Cd 10.09％，Cu 10.93％，直接用水浆化。

[0048] 2)将浆化铜渣、稀硫酸分别、连续打入压力釜内，硫酸加入量为铜渣中Zn、Cd反应耗酸量的1.0倍。

[0049] 3)连续通入氧气，并控制釜内温度80℃、氧分压0.2Mpa、反应时间1.0h、终点pH为5.0。

[0050] 4)压力釜浸出矿浆经闪蒸槽、调节槽降压降温后，箱式压滤机压滤，滤饼浆化后再次压滤，两次压滤得到的滤液进入锌冶炼系统回收Zn、Cd。

[0051] 5)经两次压滤得到的滤饼调浆后，加入稀硫酸，常温常压浸出铜，控制浸出终点pH为3.0，箱式压滤机液固分离后，滤液为硫酸铜溶液，滤饼为铅银渣，成分为：Cu 1.44％，Zn 2.93％，Cd 0.17％，Pb 36.52％，Ag 481g/t，入铅冶炼系统回收铅银。

[0052] 效果分析

[0053] 根据以上实施例可清楚的看出，经两次压滤后，两次滤液中的Zn、Cd、Cu被分离回收，滤饼中Zn、Cd、Cu含量大大降低，且Pb、Ag含量提高，滤饼进入铅冶炼系统回收铅银，如此可全部回收利用锌冶炼铜渣中的Cu、Zn、Cd、Pb、Ag等有价金属，大幅度减少了结晶母液或铜电积废液的处理量，无“三废”产生，生产清洁高效。

[0054] 本发明采用氧压酸浸使铜渣中的大部分锌、镉进入溶液，铜转化为氢氧化铜形态和铅银共同入渣，氧压浸出矿浆经液固分离后，含Zn、Cd的滤液单独处理或者进入锌冶炼流程回收Zn、Cd，滤饼经洗涤后，可作为中和剂使用，也可加入稀硫酸，常温常压下使氢氧化铜溶出，矿浆液固分离后，滤液(硫酸铜溶液)可制备硫酸铜产品或电积阴极铜产品，大幅度减少了结晶母液或铜电积废液的处理量，滤饼(铅银渣)入铅冶炼流程回收铅银，可使锌、镉和铜分离彻底，铜和铅银分离彻底，全部回收利用铜渣中的Cu、Zn、Cd、Pb、Ag等有价金属，无“三废”产生，生产清洁高效。

[0055] 最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。