專利名稱：碳氨法浸取氧化銅礦電積沉積銅粉工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅的提煉，碳氨法浸取氧化銅，特別是一種碳氨法浸取氧化銅礦電積沉積銅粉工藝。
目前我國(guó)銅礦儲(chǔ)藏量很大，但大多是難選氧化礦。氧化銅占總銅的63%，浮選只能得到低品位的精礦，而最大的收率只有70%左右。
濕法處理氧化銅礦的方法有多種，如“硫酸法”，“三氯化鐵”等;經(jīng)檢索001171941 WPI Acc No74-45777V/25所述，從廢料中對(duì)鋅、銅的提取(回收)-用碳酸氫銨水溶液溶解，作為堿式碳鹽沉淀。內(nèi)容為廢料(如含黃銅的廢鐵等，選礦后的廢礦石、礦渣)被碾碎，然后用0-5℃，PH8.3～9.5的碳酸氫銨水溶液過濾。如100g/l碳酸氫銨的溶液在相對(duì)Cu和Zn飽和狀態(tài)下才能進(jìn)行過濾。所用的CO2氣體〈2巴(2×1.020Kg/cm2)，分兩階段，在〈1.5巴時(shí)回收剩余的Cu的溶液可以再循環(huán)。
上述方法具有生產(chǎn)出的銅、鋅純度不高，還另需電解進(jìn)行提純。工藝不能一次完成高純度的產(chǎn)品，碳氨法浸出氧化銅礦的溶液直接電積沉積銅粉能夠一步產(chǎn)生高純度的銅產(chǎn)品，還分離出其它金屬。本工藝只用氫氧化銨及碳酸氫銨，并且氨不參加成品反應(yīng)，只能起到輔助作用適量補(bǔ)充損耗就能正常生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種采用碳氨法浸取氧化銅礦電積沉積銅粉工藝。
本發(fā)明是采用這樣的方法實(shí)現(xiàn)的銅礦主要是以孔雀石，斑銅礦及碳酸鹽礦。以吉林太平銅礦為例，主要成分是碳酸鹽礦和氧化銅礦，含Cu0.5%以上，Zn7.8%，F(xiàn)e20%，CaO，MgO，S等。
采用碳氨法浸取氧化銅礦，礦物中的金屬是以絡(luò)合形態(tài)進(jìn)入溶液，在氨絡(luò)合物中，中心離子與配位體是以配位鍵形式結(jié)合的。
絡(luò)合物中的Zn離子是以18電子層的電子，具有較強(qiáng)的有效電場(chǎng)，同時(shí)它們還有空軌道(4P，4S)，因此它們?nèi)菀着c一些配位體結(jié)合成穩(wěn)定的絡(luò)離子在浸取釜中的料液在攪拌的情況下密閉至80-90℃，此時(shí)因碳酸氫銨受熱分價(jià)為CO2，NH3及H2O等大量氣體壓力驟增可達(dá)3Kg/cm2。礦物中的銅、鋅與NH4HCo3反應(yīng)生成可溶性金屬絡(luò)合物，鐵反應(yīng)生成Fe2O3·H2O殘留于渣中，其中鈣、鎂反應(yīng)生成碳酸鈣，鎂鹽沉淀，因此碳酸氫銨起到礦石的分解劑作用。
其反應(yīng)式如下
在反應(yīng)中，HCo3與礦石的鈣鎂反應(yīng)生成碳酸鹽沉淀于渣中。由于液相中的NH4HCO3逐漸參與反應(yīng)，因此壓力就會(huì)降低最后達(dá)到平衡，反應(yīng)接近終點(diǎn)。
由于碳酸氫銨過量，故反應(yīng)完成時(shí)尚存一些壓力，用此壓力將料槳壓入吸濾槽中。
浸取操作基本上是兩段氨浸，第一段浸出是用第二段浸出濃溶液和廢氣槳化礦槳送入高壓釜中進(jìn)行第一段浸出。浸出的條件溫度80℃;液固比3∶1;游離氨濃度100g/升，浸出時(shí)間3-4小時(shí)，總壓力3Kg/cm2浸出后的礦槳用壓濾機(jī)過濾，并加入凝聚劑，第一段浸出液含Cu+5-10g/升，Zn7-15g/升，游離氨80-90g/升，經(jīng)過濾后的溶液送入第一段高壓釜中，第一段浸取中用第二段浸出液加相同的礦粉，其作用是將浸出液的濃度提高到Cu+50g/升左右。浸出的條件相同，兩浸出同時(shí)用空氣壓縮機(jī)壓入空氣，達(dá)1Kg/cm2后再進(jìn)行加熱，浸取中加入空氣“氧”的目地是將礦物中的CuFeS2以最大的浸出，其中礦物中的金屬硫化物與溶解的氧、氨和水起反應(yīng)生成可溶性金屬絡(luò)合物，鐵生成Fe2o3·H2o殘留于渣中。一部分硫形成硫酸銨，而另一部分硫變成不飽和硫化物，如硫代硫酸銨，連多硫酸銨和氨基磺酸鹽。主要反應(yīng)為
第二段浸出的礦槳經(jīng)壓濾機(jī)過濾后的濾渣送入槳化槽加水洗滌，洗滌后的溶液送入吸氨罐中吸氨。濃液送入電解槽中電解。
整個(gè)在浸出過程中要控制相當(dāng)高的氨濃度，以保證金屬的浸出率，浸出液中Cu+大多呈一價(jià)理論計(jì)算一價(jià)Cu+電解時(shí)比二價(jià)Cu++離子耗能減少一半。電解時(shí)陰離子在陽(yáng)極失去電子進(jìn)行氧化反應(yīng)，陽(yáng)離子在陰極獲得電子進(jìn)行還原反應(yīng)。
Cu++e＝Cu因Cu的電位比其它金屬較正，所以Cu將優(yōu)先沉積出來(lái)，甚至完全排斥電極較負(fù)的金屬析出。
電解液的溫度應(yīng)控制在40℃左右，如果熔液溫度過低不但允許工作電流密度低，而且沉積Cu粉的速度也慢，電流密度能否提高，也取決于溶液濃度和其它條件，提高溶液溫度增加攪拌濃度高等，都是提高允許工作電流密度，提高溫度能使陰極移動(dòng)加快，也等于攪拌了溶液，同時(shí)也有利于Cu粉的沉淀速度。
電解采用一次電解完畢的方式，溶液由蘭色變?yōu)闊o(wú)色時(shí)即為銅全部除凈。將液固分離后的溶液送入帶有夾套加熱的蒸氨罐中，同時(shí)加入消泡劑，采用蒸汽補(bǔ)充的辦法以減去攪拌過程，待溶液沸騰后，大都分游離氨都揮發(fā)，采用氣水噴射法回收NH3可得到15%的氨水，作為浸出液的重新使用，隨著氨含量的降低有堿式碳酸鋅沉淀出耒，經(jīng)洗滌后作為付產(chǎn)品。其反應(yīng)式為
回收氨是采用氣水噴射法吸收NH3氨經(jīng)氣水噴射泵真空吸入帶有冷卻器的吸收氨罐中。收氨罐中吸氨溶液耒自礦槳渣洗滌后的溶液，以保證銅的最大收率。洗滌中含Cu+約2-3g/升。吸收后的氨濃度達(dá)15%后作為浸出液的循環(huán)使用。
本方法是直接采用氨浸溶液電解沉積銅粉。
本方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有工藝簡(jiǎn)單，成本低，設(shè)備投資少的特點(diǎn)。并且可直接采用氨浸溶液電解積沉積銅粉，同時(shí)對(duì)硫化銅礦和氧化銅礦都可以同時(shí)浸取，電積沉積銅粉能夠一步產(chǎn)生高純度的銅產(chǎn)品，還分離出其它金屬。本工藝只用氫氧化銨及碳酸氫銨，并且氨不參加成品反應(yīng)，只能起到輔助作用適量補(bǔ)充損耗就能正常生產(chǎn)。
下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例由以下附圖
給出。
附圖給出的是本發(fā)明的工藝流程圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作以進(jìn)一步的說(shuō)明。
本方法的工藝為礦石1→氨浸2→吸濾3→電解4→銅粉過濾5→銅粉加熱6→酸化7→過濾8→蒸發(fā)9→結(jié)晶10→脫水11→干燥12→成品硫酸銅13;
從吸濾3→濾渣洗滌14→廢渣15→洗滌吸氨16→吸收NH317銅粉過濾5→蒸NH318→吸收NH317ZnCo319→脫水20→付產(chǎn)品ZnCo321。
本發(fā)明采用的是氨浸，電積得Cu粉。蒸氨得Zn的工藝及制備方法為一、氧化銅礦石的粉碎礦石經(jīng)咢式破碎機(jī)及球磨機(jī)粉碎60目，送入單侖水泵中，再由單侖泵輸送至配料工段貯料使用。
二、碳化氨水的制備配制的氨水加入反應(yīng)釜中，加入需要配比的碳酸氫銨，經(jīng)攪拌成碳化氨水浸取液。
三、配料將貯料侖中的氧化銅礦粉用斗式提升機(jī)加入浸取釜中進(jìn)行反應(yīng)。浸取釜中的料槳在攪拌的情況下，用空氣壓縮機(jī)壓入空氣，密閉至1Kg/cm2后加熱至80-90℃壓力保持Kg/cm2以上，至4小時(shí)反應(yīng)中了時(shí)停止加熱。待壓力降至2Kg/cm2時(shí)用此壓力將料槳壓入吸濾槽中，用壓濾機(jī)壓濾，濾渣加水洗滌。洗濾的濃溶液加入第二反應(yīng)釜中，用相同的條件下浸取，浸取后的濾液送入電解槽中電解。
四、電解電解槽采用玻璃鋼制做，規(guī)格為466×800×900mm，供10個(gè)電解槽采用串連方式，陽(yáng)極板采用鈦鋼板，規(guī)格為140×700，每槽兩組，供6塊，陰極板采用同樣規(guī)格6mm厚的鋼板制造，一組供3塊。連接處采用70×6mm鋼板做為連接電極導(dǎo)線，陽(yáng)極連接處用玻璃絲布涂環(huán)氧樹脂膠包嚴(yán)，以防止鐵的部分接觸液面。同極間距為90mm，電解槽前底采用傾斜式，槽后有一排水管有利于將銅粉全部放出。電解槽上蓋為封閉式，電解時(shí)的少量游離氨放出，通過一端的2寸管連接到吸氨罐中，以回收電解時(shí)放出的NH3。電解槽內(nèi)通入直流電，電壓為75伏，槽電壓為7.2伏，電流密度500安/米2，整流變壓器容量為50KVA，輸入電壓380伏，輸出電壓70伏，采用三相橋式可控硅整流器，整流后的直流電流為1000A。電解時(shí)耗交流50安，電流利用率90%。電解液由蘭色變?yōu)闊o(wú)色時(shí)即為合格，此時(shí)銅粉都沉淀在電解槽底部，合格后應(yīng)迅速放入吸濾槽內(nèi)進(jìn)行吸濾，以防止往回反應(yīng)的發(fā)生，將吸濾后的濾液送入蒸氨罐中。銅粉經(jīng)洗滌后放入貯料侖內(nèi)。
五、蒸氨將電解后的溶液加入蒸氨釜中，同時(shí)加入磷酸三丁脂，按五立方液比加入250ml，先用蒸汽直接加熱，待溶液溫度上升到80℃時(shí)開小加熱蒸氨量。用夾套加熱使溫度上升到100～110℃此時(shí)溶液中的NH3都揮發(fā)。用氣水噴法真空收氨。得到15%的氨水，供浸出的重新使用。
六、銅粉氧化制硫酸銅1、將電解后的銅粉加熱進(jìn)行焙燒，和空氣中的氧進(jìn)行氧化反應(yīng)。
2、將氧化銅加入稀硫酸中，攪拌酸化反應(yīng)生成硫酸銅。
3、將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、脫水、干燥，包裝即為成品。
產(chǎn)品規(guī)格含量% 1級(jí)CuSo4·5H2O≥98.2鐵≤ 0.25游離酸≤ 0.25不溶殘?jiān)? 0.1砷≤ 0.01權(quán)利要求
1.一種碳氨法浸取氧化銅礦電積沉積銅粉工藝，其具有硫酸法，三氯化鐵法及碳氨法等工藝，其特征在于直接采用氨浸溶液電解沉積銅粉，生產(chǎn)其它銅鹽產(chǎn)品。
2.按權(quán)利要求1所述的一種碳氨法浸取氧化銅礦電積沉積銅粉工藝，其特征在于a、一種氨浸氧化銅礦，電積沉積銅粉的配比為氫氧化銨3噸，碳酸氫銨0.2噸，氧化銅礦粉2.5噸(3%)，b、一種氨浸氧化銅礦，電積沉積銅粉的制造方法為將氧化銅礦石粉碎60目左右，在攪拌反應(yīng)釜中加入氫氧化銨，碳酸氫銨，開動(dòng)攪拌器，同時(shí)加入氧化銅礦粉，用蒸汽加熱60-80℃，保持時(shí)間3-4小時(shí)，取樣化驗(yàn)合格后，放入吸濾槽中吸濾，濾液放入電解槽內(nèi)進(jìn)行電解沉積銅粉槽直流電壓為7.2-7.5伏，電流密度500-694安/米2，在電解2小時(shí)左右，溶液由蘭色變?yōu)闊o(wú)色時(shí)即為合格。
3.按權(quán)利要求2所述的一種碳氨法浸取氧化銅礦電積沉積銅粉工藝，其特征在于電解液溫度上槽時(shí)40℃，電解后65℃，電解后的溶液連同銅粉放入吸濾槽內(nèi)進(jìn)行吸濾，濾后的銅粉進(jìn)行加熱焙燒制銅鹽產(chǎn)品，濾液打入蒸氨罐中進(jìn)行用蒸汽補(bǔ)充加熱，溶液沸騰后游離氨大部分都揮發(fā)此時(shí)有堿式碳酸鋅沉淀出來(lái)，經(jīng)洗滌干燥作為付產(chǎn)品。
4.按權(quán)利要求2所述的一種碳氨法浸取氧化銅礦電積沉積銅粉工藝，其特征在于電解槽采用玻璃鋼制做，規(guī)格為466×800×900mm，供10個(gè)電解槽采用串連方式，陽(yáng)極板采用鈦鋼板，規(guī)格為140×700，每槽兩組，供6塊，陽(yáng)極板采用同樣規(guī)格6mm厚的鋼板制造，一組供3塊，連接處采用70×6mm鋼板做為連接電極導(dǎo)線，陽(yáng)極連接處用玻璃絲布涂環(huán)氧樹脂膠包嚴(yán)，以防止鐵的部分接觸液面，同極間距為90mm，電解槽前底采用傾斜式，槽后有一排水管有利于將銅粉全部放出，電解槽上蓋為封閉式，電解時(shí)的少量游離氨放出，通過一端的2寸管連接到吸氨罐中，以回收電解時(shí)放出的NH3，電解槽內(nèi)通入直流電，電壓為75伏，槽電壓為7.2伏，電流密度500安/米2。
全文摘要
一種氨浸氧化銅礦電積沉積銅粉的工藝方法，它是采用將氧化銅礦石粉碎，在攪拌反應(yīng)釜中加入氫氧化銨，碳酸氫銨，開動(dòng)攪拌器，同時(shí)加入氧化銅礦粉，用蒸汽加熱，保持時(shí)間3—4小時(shí)，取樣化驗(yàn)合格后，放入吸濾槽中吸濾，濾液放入電解槽內(nèi)進(jìn)行電解，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色時(shí)即為合格。本方法，具有工藝簡(jiǎn)單，成本低的特點(diǎn)。并且可直接采用氨浸溶液電解積沉積銅粉，同時(shí)對(duì)硫化銅礦和氧化銅礦都可以同時(shí)浸取，電積沉積銅粉能夠一步產(chǎn)生高純度的銅產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C22B3/14GK1082616SQ92106340
公開日1994年2月23日 申請(qǐng)日期1992年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月1日
發(fā)明者楊春山 申請(qǐng)人:楊春山