專(zhuān)利名稱(chēng)：一種浸出回收銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浸出回收銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的工藝，屬于尾礦金屬資源化回收領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有色金屬是重要的基礎(chǔ)原材料，廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)中。我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)是小礦多、貧礦多、共生礦多，采選過(guò)程中產(chǎn)生大量的固體廢物，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，中國(guó)有色金屬工業(yè)固體廢物年產(chǎn)生量逐年上升，2005年有色金屬礦山采剝廢石
I.6億噸，產(chǎn)出尾礦約I. 2億噸，由于目前技術(shù)的限制尚未能完全回收這些尾礦中的金屬資源，引起巨大的資源浪費(fèi)。其次這些尾礦大多被堆積在天然的低洼的峽谷或人工構(gòu)筑的尾 礦壩之中，長(zhǎng)期的堆積使得尾礦數(shù)量巨大，由于惡劣天氣和地震將產(chǎn)生巨大的安全隱患。再次尾礦均是通過(guò)機(jī)械破碎研磨過(guò)的產(chǎn)品，粒度較小，尾礦中含有重金屬，在空氣對(duì)流和干濕沉降的影響下，將給周邊環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染。故如何提取回收尾礦中的金屬資源不僅可以解決我國(guó)資源短缺現(xiàn)狀，還可以為構(gòu)建和諧礦山提供途徑。目前尾礦利用的方法主要分為3類(lèi)，其一，用作采礦采空區(qū)充填材料；其二，制備礦渣水泥混凝土等建筑材料；其三，制備微晶玻璃材料。尾礦中含有大量的重金屬元素，這些重金屬元素隨著環(huán)境的變化會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，在國(guó)內(nèi)外有多起含有毒性物質(zhì)的材料引起環(huán)境病變的報(bào)道。在用作建筑材料之前需要對(duì)其浸出毒性進(jìn)行全面分析。根據(jù)礦床形成的原因不同，尾礦中的金屬元素種類(lèi)及其含量區(qū)別較大，例如銅礦主要伴生有鎳、鈷、鎢、釩、銀、金等元素，鉛鋅礦伴生銅等金屬元素，這些金屬元素的回收利用程度主要與尾礦金屬回收利用技術(shù)發(fā)展有關(guān)。銅礦尾礦的工藝主要聯(lián)合分選富集工藝和浸出回收工藝。浸出工藝主要存在的問(wèn)題有兩方面(I)浸出金屬較多，目標(biāo)金屬富集回收困難。在適宜的浸出條件下，浸出液中金屬種類(lèi)較多，增加目標(biāo)金屬回收難度。(2)酸浸回收不完全，回收效率較低。礦物中有些金屬在一定的浸出條件下不能浸出，或者浸出回收率較低使得酸浸渣中該金屬含量較高。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種酸浸回收尾礦中金屬鐵、銅、鋅、鉛工藝。本發(fā)明是采用的技術(shù)方案是一種酸浸回收尾礦中金屬鐵、銅、鋅、鉛工藝。以銅礦浮選尾礦為研究對(duì)象，進(jìn)行酸浸回收試驗(yàn)，包含以下步驟(I)礦物酸浸將尾礦磨細(xì)過(guò)200目篩，稱(chēng)取一定質(zhì)量尾礦添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸浸出，浸出溫度30°C，固液比(m : V = I : 3)，浸出時(shí)間2h，收集浸出液，以純水按固液比(m : V =
0.5 I)洗滌酸浸渣，洗滌液混入酸浸液，以備金屬回收。
(2)沉淀回收酸浸液中鐵取酸浸液1L，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氨水調(diào)節(jié)酸浸液pH至3. 5，添加絮凝劑硫酸鋁和混凝劑聚丙烯酰胺加速?gòu)U水中氫氧化鐵沉淀，沉淀渣通過(guò)板框壓濾機(jī)壓濾后堆放在含鐵渣儲(chǔ)存槽中，濾液進(jìn)一步萃取回收銅。(3)萃取-反萃取回收銅合成有機(jī)萃取劑(醛肟，酮肟體積比為I : I)以磺化煤油按體積比I : 4稀釋?zhuān)腿V液中的銅，萃取相比0/A = I I,萃取有機(jī)相以20%硫酸溶液反萃取,反萃相比0/A = 2 : 1，有機(jī)相可循環(huán)使用，反萃液中銅離子含量達(dá)到10g/L后，將反萃取液置于電解池中，用鉛板作陽(yáng)極，不銹鋼板作陰極，極板有效面積為15cmX 5cm,電解回收反萃液中的銅。(4)萃取余液回收鋅
以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的氨水調(diào)節(jié)萃取余液pH至9，添加絮凝劑硫酸鋁和混凝劑聚丙烯酰胺加速?gòu)U水中沉淀，沉淀渣通過(guò)板框壓濾機(jī)壓濾后堆放在沉淀渣儲(chǔ)存槽中。(5)酸浸渣浸出回收鉛尾礦中的鉛的硫Ife浸出率低，浸出后尾礦中的鉛基本以硫Ife鉛化合態(tài)存在，向洗滌后的酸浸渣中加入一定體積的飽和碳酸銨溶液，在水浴振蕩器中震蕩一段時(shí)間后，過(guò)濾，濾渣加入體積比為I : I醋酸溶液,恒溫振蕩一段時(shí)間后過(guò)濾,收集濾液加熱到一定溫度，在不斷攪拌的條件下，加入鋅粒(理論質(zhì)量實(shí)際質(zhì)量=I 1.2)進(jìn)行反應(yīng)，置換反應(yīng)在鋅粒的表面進(jìn)行，生成的鉛呈海綿狀，附在鋅粒的表面，攪拌時(shí)海綿鉛從鋅粒的表面脫落，沉積在容器底部，反應(yīng)完成后回收粗鉛。本發(fā)明利用分五步回收尾礦中的金屬，用到酸浸、沉淀、萃取-反萃取-電解和置換等化學(xué)反應(yīng)，回收的目標(biāo)金屬包括鐵、銅、鋅和鉛，金屬回收率均超過(guò)90%，回收得到鐵、銅、鋅、鉛的品味分別為37 %、99. 9 %、21 %和74 %。因此本發(fā)明具有回收率高、回收金屬品位聞等優(yōu)點(diǎn)。


圖I是使用本發(fā)明回收尾礦中金屬資源的工藝流程，圖2為回收酸浸渣中鉛的工藝流程。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I(I)尾礦金屬含量分析見(jiàn)下表表I尾礦金屬含量(kg/t)
金屬種類(lèi)CuFeNiZnPb含量1.64138.400.193.240.35尾礦中的銅、鐵、鋅和鉛的含量分別為I. 64kg/t、13. 8kg/t、3. 2kg/t和O. 3kg/t。取過(guò)200目篩尾礦100g，浸出硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，浸出溫度30°C，浸出固液比(m V =I 3)，浸出時(shí)間2h，分析酸浸液及酸浸渣金屬含量；酸浸液以石灰乳調(diào)節(jié)pH至4.0，添加硫酸鋁50g/m3，靜置過(guò)濾，分析濾液金屬含量及濾渣金屬含量，分析結(jié)果見(jiàn)下表2。表2尾礦硫酸酸浸-沉淀處理金屬含量分析
金屬種類(lèi)FiNiZUPb
酸浸液金屬含量(g/L)0.6246.450.031.060.00 —
酸浸渣金屬含量(R/kg)0.0318.74O· 110.500.51—
酸浸回收率(％)98.3187.2746.3185.432.11
調(diào)堿濾液金屬含量(g/L)0.670.130.041.150.00 _
沉淀渣金屬含量(g/kg)0.02356.850.010.01O—
由試驗(yàn)結(jié)果可以得知，尾礦浸出液中金屬銅、鋅、鐵的含量均較高，分別為O. 62g/L、1.06g/L、和46. 45g/L，銅、鋅、鐵的浸出回收率分別為98%、85%和87%，尾礦中鉛的浸出回收率僅為2%，酸浸渣經(jīng)過(guò)清洗干燥后測(cè)得金屬鉛含量為O. 51g/kg，為原尾礦的I. 46倍，說(shuō)明酸浸處理提高了鉛的品味。分析可知酸浸液中鐵的含量為46. 45g/L，較高的鐵含量不利于酸浸液中銅的萃取回收，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)酸浸液的PH至4時(shí)，酸浸液中的鐵的去除率可達(dá)到100%，而其他金屬含量變化較小，由于酸浸液中鐵含量較高，調(diào)節(jié)PH時(shí)產(chǎn)生大量的沉淀渣，沉淀渣中的鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35.7%。沉淀處理后的酸浸液pH為4，銅、鋅含量分別為O. 67g/L和I. 06g/L。以磺化煤油稀釋的體積分?jǐn)?shù)為20%的復(fù)合萃取劑萃取濾液中的銅，有機(jī)相和水相比0/A= I 1，萃取時(shí)間5min，平衡分層后，測(cè)定萃余液中銅離子含量，確定萃取回收率；以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸反萃，有機(jī)相和水相比0/A = 2 I，萃取時(shí)間2min，有機(jī)相回用，反萃液反復(fù)使用，測(cè)定反萃液中銅離子含量，確定單次反萃回收率，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表3。表3萃取-反萃取試驗(yàn)銅離子濃度及回收率變化
反萃次數(shù) 23~4
萃取余液(g/L)0.02~0040.08 0.16
反萃液(g/L)1.32 2.645.28 10.56
回收率(％)98.51 98.4998.5 98.47由表可見(jiàn)，通過(guò)提高反萃液重復(fù)使用率可提高反萃液中通的濃度，且反萃液的反復(fù)使用，對(duì)銅反萃回收率的影響較小，通過(guò)反萃回收提高銅離子濃度至10g/L，萃余液中鋅含量低于O. 2g/L，將反萃取段出來(lái)的反萃取液置于電解池中，用鉛板作陽(yáng)極，不銹鋼板作陰極進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)，極板有效面積為15cmX5cm。電流密度200A/m2,電極間距5mm,電解時(shí)間2h。陰極表面已有一層光亮的金屬銅附著，停止電解，取陰極上的銅分析，純度達(dá)99. 87%。由試驗(yàn)分析可知，萃取余液中鋅的含量為I. 09g/L，取萃余液500ml，通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %的石灰乳溶液調(diào)節(jié)萃余液pH至9. 5，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %硫酸鋁溶液IOml，攪拌5min后過(guò)濾，分析濾渣中金屬含量，分析結(jié)果見(jiàn)下表4。表4萃余液沉淀渣金屬含量(g/kg) 金屬種類(lèi)CuFeNiZnPb
含量1.7326.094.17240.070.01由表中可以看出，沉淀渣中鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到24%，沉淀渣含有少量的鐵、銅和鎳，回收的鋅渣可干燥后直接出售。實(shí)施例2
(I)尾礦金屬含量分析見(jiàn)下表表5尾礦金屬含量(kg/t)
權(quán)利要求
1.一種浸出回收銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸浸取粒徑小于200目的尾礦，浸取溫度為30°C，固液比(m V = I 3)，浸出時(shí)間 2h ； (2)以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氨水調(diào)節(jié)酸浸液pH至3.5，過(guò)濾得鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于35%的鐵渣； (3)濾液以以磺化煤油按體積比I: 4稀釋的合成有機(jī)萃取劑(醛肟，酮肟體積比為I : I)，萃取濾液中的銅，萃取相比ο/A = I I,萃取有機(jī)相以20%硫酸溶液反萃取,反萃相比0/A = 2 1，有機(jī)相可循環(huán)使用，反萃液中銅離子含量達(dá)到10g/L后，用鉛板作陽(yáng)極，不銹鋼板作陰極，極板有效面積為15cmX 5cm,電解回收反萃液中的銅； (4)萃取余液以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氨水調(diào)節(jié)pH至9，添加絮凝劑硫酸鋁和混凝劑聚丙烯酰胺加速?gòu)U水中沉淀，沉淀渣鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于20% ； (5)洗滌后的酸浸渣中加入一定體積的飽和碳酸銨溶液，恒溫水浴一段時(shí)間后，過(guò)濾，濾渣加入體積比為I : I醋酸溶液，恒溫振蕩后收集濾液加熱到50°C，在不斷攪拌的條件下，加入鋅粒，生成的鉛呈海綿狀，附在鋅粒的表面，攪拌時(shí)海綿鉛從鋅粒的表面脫落，沉積在容器底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種浸出回收銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的工藝，其特征在于以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%氨水調(diào)節(jié)尾礦硫酸浸取液，調(diào)節(jié)pH至4，產(chǎn)生的沉淀渣中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于 35% ；
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種浸出回收銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的工藝，其特征在于以萃取-反萃取-電解回收工藝回收pH為4的尾礦浸出液中銅,可得品味高于99%的電解銅，萃取相比Ο/A為I : I,反萃取相比Ο/A為2 I ；
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種浸出回收銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的工藝，其特征在于調(diào)節(jié)萃余液PH至9. 5，可得鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于20%的沉淀渣；
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種浸出回收銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的工藝，其特征在于以沉淀轉(zhuǎn)型-醋酸溶解-鋅置換工藝回收尾礦酸浸洛中的鉛，可得品味高于70%的海綿鉛。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種浸出回收銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的工藝，本方法可用于銅尾礦中鐵、銅、鋅、鉛的回收。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的硫酸浸出尾礦，浸出溫度為30℃，固液比(m∶V＝1∶3)，浸出時(shí)間2h，銅、鐵、鋅最高浸出回收率分別可達(dá)99％、87％和85％。以氨水調(diào)節(jié)浸出液酸浸液pH至4，產(chǎn)生鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于35％的含鐵渣。以體積分?jǐn)?shù)為20％的合成萃取劑(醛肟，酮肟體積比為1∶1)萃取濾液中的銅，萃取相比O/A＝1∶1，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的硫酸反萃取，萃取相比O/A＝2∶1，萃取有機(jī)相回用。電解回收反萃液中的銅，可得質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于99％的電解銅；調(diào)節(jié)萃余液pH至9.5，產(chǎn)生鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于20％的含鋅沉淀渣。以沉淀轉(zhuǎn)型-醋酸溶解-鋅置換工藝回收尾礦酸浸渣中的鉛，可得品味高于70％的海綿鉛。
文檔編號(hào)C22B3/08GK102787237SQ20111013290
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者晏波, 肖賢明, 陳濤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所