專利名稱：一種處理氧化銅礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中濕法冶金過程，特別是有效地處理氧化銅礦的濕法冶金方法。
背景技術(shù)：
目前銅的礦物主要有氧化銅礦和硫化銅礦兩大類，硫化銅礦和高品位的氧化銅礦(35％以上)主要用火法熔煉的方法回收銅，而低品位的氧化銅礦主要是用濕法冶煉的方法提煉銅。目前有文獻(xiàn)報(bào)道的氧化銅礦的濕法處理方法主要有酸浸法和氨浸法兩種方法。酸溶法是將氧化銅礦粉碎后用硫酸溶解，使礦石中的大部分銅溶解，浸出液再凈化除雜(溶劑萃取或者化學(xué)沉淀)，得到的純凈溶液在電積得到陰極銅。(任鴻九，王立川.有色金屬提取冶金手冊(銅鎳).冶金工業(yè)出版社，2000，433～464)。氨浸法按照后處理工藝的不同可以分為氨浸—蒸氨工藝、氨浸—萃取—電積工藝和氨浸—電積工藝三種方法，這些工藝在浸出階段都在氨水溶液中加入銨鹽來溶解礦石中的銅，浸出液再經(jīng)過蒸氨得到氧化銅，或者經(jīng)過萃取和電積得到陰極銅，或者在氨體系直接電積得到銅粉。氨浸—電積工藝首先在氨水—硫酸銨體系中溶解得到浸出液，浸出液直接進(jìn)行電積得到銅粉，電積后液蒸氨回收其中的鋅和鎳，氣體回收進(jìn)入浸出工序；這種工藝能直接實(shí)現(xiàn)銅與其它雜質(zhì)的分離。(于霞，甘草萍，楊聲海，唐謨堂.Cu-NH3-(NH4)2SO4-H2O體系浸出—電積生產(chǎn)銅的工藝研究，湖南有色金屬，2001，17(6)18～20)。
上述氧化銅礦的處理方法存在如下缺點(diǎn)(1)酸浸法由于礦石屬于堿性脈石，耗酸量大，成本高，而且溶液雜質(zhì)離子含量高，后處理工藝?yán)щy；(2)傳統(tǒng)氨浸法采用氨水—碳酸銨體系或者氨水—硫酸銨體系，不僅操作環(huán)境差，氨水揮發(fā)損失嚴(yán)重，而且氨水運(yùn)輸困難；發(fā)明內(nèi)容為了克服傳統(tǒng)氧化銅礦處理方法的不足，本發(fā)明提供一種能有效地處理氧化銅礦，工藝環(huán)保、且操作方便，循環(huán)利用率高，成本低的濕法冶金方法。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的采用的技術(shù)方案是將磨細(xì)后的氧化銅礦粉加到碳酸銨或碳酸氫銨或兩者混合的浸出液中，反應(yīng)后過濾，得到浸出液；將浸出液蒸氨，沉淀得到氧化銅，同時(shí)產(chǎn)生的氣體氨氣、二氧化碳、水蒸汽經(jīng)水吸收重新生成碳酸銨、碳酸氫銨溶液，與蒸氨后得到的溶液均循環(huán)到浸出液中。
所述的本發(fā)明的浸出液的優(yōu)選的氨濃度1.0～3.5mol·L-1。浸出反應(yīng)的溫度優(yōu)選為30～85℃。磨細(xì)后的氧化銅粉末的體積與浸液質(zhì)量比優(yōu)選為3～10L∶1kg。
所述蒸氨溫度優(yōu)選的為96～110℃，蒸氨壓力優(yōu)選的0.06-0.1MPa，時(shí)間優(yōu)選的2～5h。蒸氨時(shí)的攪拌速度優(yōu)選的100～200r·min-1。
具體的工藝過程和工藝參數(shù)如下1浸出將氧化銅礦先破碎并磨成粒徑為0.044～0.42mm的粉末，并加入到碳酸銨水溶液中，在浸出液固比(溶液體積(L)固體質(zhì)量(kg))為3～10∶1，碳酸銨濃度1.0～3.5mol·L-1，浸出溫度為30～85℃，反應(yīng)時(shí)間為1～10h，攪拌速度100～200r·min-1的條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后采用真空方式過濾。
浸出過程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為(1)(2)2蒸氨將氧化銅礦的浸出液，置于反應(yīng)釜中蒸氨沉淀銅；在蒸氨溫度96～110℃，蒸氨壓力0.08MPa，時(shí)間2～5h，攪拌速度100～200r·min-1的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
蒸氨過程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為(3)(4)3氨吸收利用氧化銅礦的浸出液蒸氨過程產(chǎn)生的氣體，主要含有氨氣、二氧化碳和水蒸汽，用清水吸收；在體積比(吸收水的體積(L)浸出液體積(L))為1～3∶1，吸收級數(shù)3～6級，吸收溫度30～60℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
氨吸收利用過程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為(5)
(6)所述的碳酸銨或碳酸氫銨為工業(yè)級試劑。
本發(fā)明優(yōu)選適用于處理以下氧化銅礦，主要成分范圍為(％)Cu 5～35、Zn0.3～1.2、Co0.1～0.6、S 0.05～0.10、P 0.04～0.14、Si15.0～42.05；也適合于處理含鈷鎳高的氧化礦。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的氧化銅礦處理流程比較，有以下優(yōu)點(diǎn)1本發(fā)明僅使用固體碳酸銨或碳酸氫銨，而不使用液體氨水；工藝過程簡單，運(yùn)輸方便；2本發(fā)明比傳統(tǒng)酸浸法和氨浸法，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好；3本發(fā)明蒸氨吸收工藝不采用稀酸吸收，而是利用體系產(chǎn)生的二氧化碳吸收，氨氣吸收效果好，可重新生成碳酸銨，此方法氨回收利用率高，生成的碳酸銨可循環(huán)使用。
綜上所述，本發(fā)明的工藝具有操作方便，工藝簡單，成本低，循環(huán)利用率高，有利于環(huán)保的特點(diǎn)。


圖1本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
實(shí)施例1氧化銅礦磨至粒度100％小于0.150mm，其主要成分為(％)Cu11、Zn0.4、Co0.2、S 0.05、Si 38.2，工業(yè)級碳酸銨，其中氨含量≥40％。將1.6L水加入到2L搪瓷反應(yīng)器中，開動攪拌，然后加入上述成分的工業(yè)級碳酸銨400g，再加入上述成分的氧化銅礦500g。加熱至反應(yīng)溫度為50℃，達(dá)到溫度后繼續(xù)攪拌2h后，過濾。在不斷攪拌下將漿料從反應(yīng)器放出，用真空過濾機(jī)過濾，浸出渣用1.5mol·L-1的碳酸銨溶液洗滌后廢棄；浸出液置于溶液貯槽中備用。浸出渣的化學(xué)成分(％)Cu1.32；浸出液的化學(xué)成分(g·L-1)Cu 20.03、NH349.80。
浸出液轉(zhuǎn)入2L的反應(yīng)器中，連接氣體吸收裝置，吸收水體積3.2L，吸收級數(shù)四級，打開抽真空裝置；然后升溫至105℃并不斷攪拌，根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)氣泡逸出的速度適當(dāng)調(diào)節(jié)真空裝置的壓力；蒸發(fā)3h后溶液逐漸變透明，按順序停止加熱、攪拌、抽真空裝置，過濾；濾液和氣體吸收液返回配液，沉淀渣烘干后在500℃灼燒得到氧化銅產(chǎn)品。濾液的化學(xué)成分(mg·L-1)Cu2.30、NH3370.0；吸收液含氨NH343.11g·L-1；氧化銅產(chǎn)品的化學(xué)成分見表1。
表1 氧化銅產(chǎn)品的化學(xué)成分

實(shí)施例2氧化銅礦磨至粒度100％小于0.150mm，其主要成分為(％)Cu11、Zn0.4、Co0.2、S 0.05、Si 38.2，工業(yè)級碳酸氫銨，其中氨含量≥20.6％。將1.6L水加入到2L搪瓷反應(yīng)器中，開動攪拌，然后加入上述成分的工業(yè)級碳酸氫銨800g，再加入上述成分的氧化銅礦500g。加熱至反應(yīng)溫度為70℃，達(dá)到溫度后繼續(xù)攪拌2h后，過濾。在不斷攪拌下將漿料從反應(yīng)器放出，用真空過濾機(jī)過濾，浸出渣用清水淋洗后廢棄；浸出液置于溶液貯槽中備用。浸出渣的化學(xué)成分(％)Cu1.30；浸出液的化學(xué)成分(g·L-1)Cu 20.10、NH349.98。
浸出液轉(zhuǎn)入2L的反應(yīng)器中，連接氣體吸收裝置，吸收水體積3.2L，吸收級數(shù)四級，打開抽真空裝置；然后升溫至105℃并不斷攪拌，根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)氣泡逸出的速度適當(dāng)調(diào)節(jié)真空裝置的壓力；蒸發(fā)3h后溶液逐漸變透明，按順序停止加熱、攪拌、抽真空裝置，過濾；濾液和氣體吸收液返回配液，沉淀渣烘干后在500℃灼燒得到氧化銅產(chǎn)品。濾液的化學(xué)成分(mg·L-1)Cu2.10、NH3369.0；吸收液含氨NH343.60g·L-1；氧化銅產(chǎn)品的化學(xué)成分見表2。
表2 氧化銅產(chǎn)品的化學(xué)成分

實(shí)施例3氧化銅礦磨至粒度100％小于0.150mm，其主要成分為(％)Cu11、Zn0.4、Co0.2、S 0.05、Si 38.2，工業(yè)級碳酸銨，其中氨含量≥40％，工業(yè)級碳酸氫銨，其中氨含量≥20.6％。將1.6L水加入到2L搪瓷反應(yīng)器中，開動攪拌，然后加入上述成分的工業(yè)級碳酸銨200g，上述成分的工業(yè)級碳酸氫銨400g，再加入上述成分的氧化銅礦500g，其它步驟同實(shí)施例1或2。氧化銅產(chǎn)品的化學(xué)成分見表3。
表3 氧化銅產(chǎn)品的化學(xué)成分

權(quán)利要求
1.一種處理氧化銅礦的方法，其特征在于將磨細(xì)后的氧化銅礦粉加到碳酸銨或碳酸氫銨或兩者混合的浸液中，反應(yīng)后過濾，得到浸出液；將浸出液蒸氨，沉淀得到氧化銅，同時(shí)產(chǎn)生的氣體氨氣、二氧化碳、水蒸汽經(jīng)水吸收重新生成碳酸銨、碳酸氫銨溶液，及蒸氨后得到的溶液均循環(huán)到浸出液中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理氧化銅礦的方法，其特征在于浸液的濃度1.0～3.5mol·L-1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理氧化銅礦的方法，其特征在于浸出反應(yīng)的溫度為30～85℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理氧化銅礦的方法，其特征在于磨細(xì)后的氧化銅粉末的體積與浸液質(zhì)量比為3～10L∶1kg。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理氧化銅礦的方法，其特征在于所述蒸氨溫度為96～110℃，蒸氨壓力0.06-0.1MPa，時(shí)間2～5h。
全文摘要
一種處理氧化銅礦的方法，將磨細(xì)后的氧化銅礦粉加到碳酸銨或碳酸氫銨或兩者混合的浸液中，反應(yīng)后過濾，得到浸出液；將浸出液蒸氨，沉淀得到氧化銅，同時(shí)產(chǎn)生的氣體氨氣、二氧化碳、水蒸汽經(jīng)水吸收重新生成碳酸銨、碳酸氫銨溶液，及蒸氨后得到的溶液均循環(huán)到浸出液中。本發(fā)明是一種能有效地處理氧化銅礦，工藝環(huán)保、且操作方便，循環(huán)利用率高，成本低的濕法冶金方法。
文檔編號C22B15/00GK1966741SQ20061003247
公開日2007年5月23日 申請日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者胡國榮, 劉偉峰 申請人:湖南瑞翔新材料有限公司