專利名稱：氨浸沉淀法處理低品位銅渣或氧化銅礦的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金技術領域內(nèi)的一種銅冶煉工藝，具體地說是一種用氨浸沉淀法來處理低品位銅渣或氧化銅礦的工藝。
氨浸法提取銅作為一項成熟技術已廣泛應用于銅治金行業(yè)，但其工藝和設備復雜，通用的氨浸技術可分為高壓氨浸和常壓氨浸兩大類，其共同點在于都是用NH3+(NH4)2CO3溶液作浸出劑，利用銅易于被氨溶解生成銅氨絡離子溶于水這一特性來實現(xiàn)銅與礦的分離，達到提取銅的目的。近年來我國銅行業(yè)在氨浸法提取銅方面作了大量研究工作，但尚束形成生產(chǎn)能力，國外氨浸法提取銅早已用于生產(chǎn)，近況如下高壓氨浸法的應用加拿大舍利特高登公司采用高壓氨浸法處理硫化銅礦，生產(chǎn)流程為高壓氨浸—高壓氫還原法生產(chǎn)扮末治金用金屬銅粉，銅精礦含銅量30.4％，浸出壓和為8～8.8個大氣壓，溫度81～84℃；氫還原壓力為15～20大氣壓，溫度160～200℃，強烈攪拌，還需要晶種及催化劑提供初始表面積和吸附氫氣，該工藝的優(yōu)點為浸出銅速度快，還原所得銅粉純，反應迅速，設備緊湊，其缺點是浸出和高壓氫還原的設備和工藝復雜，材料昂貴，生產(chǎn)成本高，因而末能得到廣泛應用。常壓氨浸法的應用，常壓氨浸法既能處理氧化礦，又能直接處理硫化礦，處理硫化礦彩氨浸—萃取—電積—浮選聯(lián)合流程，后來改為氨浸—萃取—SO2還原—浮選聯(lián)合流程；處理氧化銅礦通常采用氨浸熱分解法生產(chǎn)氧化銅粉或氫還原生產(chǎn)金屬銅粉。其優(yōu)點是反應條件要求不高，溫度50℃接近常壓下浸出，對設備和材料要求不高，其缺點是浸出液的處理工藝和設備繁雜，氨損失較多，電積過程的電耗高，熱分解法則勞動環(huán)境惡劣，能耗大，氨回收率低。
我國銅資源緊缺，每年都要花大量外匯進口大量銅精礦、雜銅和電解銅，我國銅礦銅含量并不是很少，主要是商品位的銅礦較少，低品位的銅礦沒有理想的提銅方案?！鋰獍苯ǘ嗍轻槍Ω咂肺汇~礦提取銅，國內(nèi)近年來在處理低品位銅礦方面做了大量研究工作，因投資大，工藝不夠完善而末能形成生產(chǎn)能力；另外，國內(nèi)一些銅治煉廠家的銅渣因含銅量達不到棄渣標準而在廠內(nèi)大量堆積，因此，處理低品位銅礦和銅渣對我國的國民經(jīng)濟具有重大的經(jīng)濟價值和社會價值。
本發(fā)明的目的就是要提供一種能夠采用氨浸沉淀法來處理低品位銅渣或氧化銅礦的新工藝，且該工藝投資少、設備簡單、銅回收率高、生產(chǎn)成本低、無環(huán)境污染。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明工藝以一種完全不同于傳統(tǒng)氨浸過程和浸出液處理過程的工藝方法從低品位銅礦(銅渣)中提取銅。該工藝采用硫酸銨溶液作沉淀劑，用碳酸銨作沈淀劑，用硫酸和氧化鈣作中間傳質(zhì)介質(zhì)，用稀硫酸回收氨，全過程實現(xiàn)閉路循環(huán)，得到較為純凈的銅產(chǎn)品，作為銅冶金和銅化工系列的半成品或成品。其具體工藝過程如下1)破碎將銅礦石或銅渣破碎到粒度小于50mm。選用一般<p>熔點115～117℃400MHz1H-NMR(CDCl3，TMS，ppm)δ0.825(6H，d，J＝6.0Hz)，1.75～1.85(16H，m)，2.28(4H，m)，2.94(1H，s)，3.27(2H，m)，3.50(1H，m)，4.75(1H，m)，7.09 and 7.11(total 1H，each d，JHF＝10.2 and 10.1Hz)，8.07 and 8.16(total 1H，each d，JHF＝7.2 and 7.2Hz)，8.59 and 8.63(total 1H，each br s).
IR(KBr disk，cm-1)860，1190，1240，1280，1410，1440，1490，1520，1610，1670，2850，2925.
實施例47
向梨型燒瓶(50cc)中，加入N-(2-氟-4-氯-5-環(huán)戊氧苯基)-3、4、5、6-四氫異苯鄰二甲酰亞胺(1.00g，2.75mmol)、3.5-二甲基哌啶(0.311g，2.75mmol)、及作為溶劑的苯(25ml)，在室溫下攪拌15分鐘。反應終止后，減壓下蒸餾出溶劑，將得到的粗產(chǎn)物由己烷重結晶后，得到白色結晶的N-(2-氟-4-氯-5-環(huán)戊氧苯基)-N′，N′-(3.5-二甲基次戊基)-3、4、5、6-四氫鄰苯二酰胺(0.806g，收率61.5%)。
熔點134～136℃400MHz1H-NMR(CDCl3，TMS，ppm)δ0.71(1H，qui，J＝12.3Hz)，0.85(6H，d，J＝6.5Hz)，1.47(1H，br s)，1.62～1.65(2H，m)，1.74(4H，m)，1.85 and 1.89(total 7H，each m)，2.01(1H，t，J＝12.4 and 12.1Hz)，2.48(1H，t，J＝12.5 and 12.2)，2.10～2.70(5H，m)，3.57(1H，dt，J＝13.0 and 2.1Hz)，4.53(1H，dt，J＝12.9 and 2.0Hz)，4.79(1H，m)，7.10(1H，d，JHF＝10.1Hz)，8.07(1H，d，JHF＝7.2Hz)，8.43(1H，br s).
IR(KBr disk，cm-1)670，700，845，1160，1190，1235，1250，1400，1430，1480，1510，1600，1660，2925，3025，3300.
反應過程為2H2SO4(濃)+Cu(NH3)4SO4＝CuSO4+(NH4)2SO46)沉淀將酸化液邊攪拌邊緩慢加入碳酸銨至Cu2+沉淀完全(此時溶液由藍色變?yōu)闊o色)。機械攪拌速度為100～200轉(zhuǎn)/分，沉淀溫度40～50℃。
反應過程為Cu2++CO32-＝CuCO3↓，7)沉淀分離采用三足離心機分離沉淀和殘液。殘液用石灰調(diào)PH≥7.5時返回洗浸出渣。
8)沉淀濾餅洗滌離心分離所得濾餅為堿式碳酸銅(含少量SO42-離子)，在離心機內(nèi)采用60～80℃熱水洗滌至無SO42-為終點。終點用AgNO3溶液(0.1％)檢驗，無渾濁時即達終點。
9)烘干在烘箱內(nèi)80～120℃干燥即得較純凈的堿式碳酸銅。堿式碳酸銅可作為成品，也可作生產(chǎn)其它銅鹽或生產(chǎn)電解銅、銅粉的半成品。
10)煅燒將堿式碳酸銅在電阻爐中以220～300℃溫度煅燒，即得成品一級氧化銅(Cu≥98％，粒度≤200目)。
一級氧化銅粉可作成品進行包裝、入庫、銷售，也可進一步加工生產(chǎn)其它銅鹽或生產(chǎn)電解銅、銅粉。
本發(fā)明工藝采用硫酸銨作浸出劑，在銅礦(銅渣)中配入適量氧化鈣，游離氨的產(chǎn)生是一種漸進過程，故可以減少氨的揮發(fā)，因而可以采用空氣中的氧氣溶解金屬銅，設備密閉性要求不嚴；另硫酸銨較碳酸銨穩(wěn)定，常壓下可適當提高浸出溫度，有利于提高銅的浸出速度；本發(fā)明工藝采用硫酸和氧化鈣作為中間傳質(zhì)介質(zhì)，實現(xiàn)氨的循環(huán)，最后以硫酸鈣進入渣中，因而無環(huán)境污染，這也是本工藝的最大優(yōu)點；另外，氧化鈣遇水水解成氫氧化鈣是一個放熱過程，濃硫酸溶于水也是一個放熱過程，因而可以明顯提高浸出液溫度。也有利于提高銅的浸出速度，此外采用濃硫酸酸化的另一大優(yōu)點是濃硫酸含水少，不會引起溶液體積膨脹，有利于實現(xiàn)全閉路循環(huán)；本發(fā)明工藝采用稀硫酸作為氨的回收劑，使得因采用碳酸銨作沉淀劑帶入的過量銨以硫酸銨形態(tài)回收，故該過程設備簡單、投資少、成本低，工藝易于實現(xiàn)、氨回收率高；本發(fā)明工藝最終產(chǎn)品可以堿式碳酸銅存在，也可以氧化銅存在，兩者都可作生產(chǎn)銅化工產(chǎn)品，金屬銅粉、電解銅的半成品，故其適用性強。
附圖
為本發(fā)明工藝流程圖。
下面結合附圖對本發(fā)明實施例加以進一步說明。
實施例主要設備φ1500×1500高效浸出糟1臺D130型斗式提升機1臺
MQG-φ1500×1500球磨機 1臺GP1-1敞開刮刀式真空轉(zhuǎn)鼓過濾機 1臺φ600離心機RX3-45-9型電阻爐1臺原材料含銅4～5％的銅渣具體工藝過程如下1)將各種低品位銅渣破碎到粒度10～20mm，破碎設備為顎式破碎機。；2)球磨將粒度小于20mm的銅渣在MQG-φ1500×1500球磨機中磨細到90％產(chǎn)物能通過160目篩。
3)浸出浸出液溫度為40℃，常壓下在φ1500×1500高效浸出槽內(nèi)浸出。浸出劑液固體積比為3∶1，浸出液中硫酸銨濃度為320Kg/m3，石灰加入量為100Kg/m3，浸出液含銅40g/l左右，浸出時間8小時，尾氣采用真空噴射泵吸收，利用噴射泵抽真空將尾氣吸入噴射泵內(nèi)，噴射的稀硫酸與尾氣充分混合，氨氣直收率大于99％，得副產(chǎn)品硫酸銨。每次補加少量濃硫酸，使硫酸銨飽和結晶析出，而吸收液中硫酸濃度保持在20～30％，浸出過程為半連續(xù)操作，每兩小時投料量240Kg，浸出液0.35m3，產(chǎn)出相應的固液混合物，加料采用D130型膠帶式斗式提升機投料。
4)過濾過濾采用GP1-1型敞開刮刀式真空轉(zhuǎn)鼓過濾機，自動過濾和洗渣、卸渣。洗液為浸出液分離銅后的殘液(PH≥7.5)，銅回收率大于90％，洗水返回浸出過程。
5)酸化在酸化糟中加濃硫酸，酸化浸出液使PH＝3～4，機械攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分，酸化后液溫40℃左右。
6)沉淀酸化后液在攪拌速度150轉(zhuǎn)/分、液溫40℃條件下加碳酸銨沉淀銅，銅沉淀完全時溶液呈無色透明。
7)沉淀分離在φ600離心機中實現(xiàn)銅液分離。
8)洗滌所得濾餅在離心機中用60℃熱水洗滌三次，至濾出液檢驗無SO42-離子。
9)烘干在RX3-45-9型電阻爐內(nèi)控制溫度100～120℃烘干。
10)煅燒煅燒也在同一電阻爐內(nèi)進行，控制爐溫280±10℃煅燒，即得一級氧化銅粉。
使用效果1.銅渣含銅4～5％ 銅回收率85～90％2.尾渣含銅0.5～0.7％3.硫酸消耗1.8～2.0噸/噸氧化銅4.石灰消耗1.5～1.7噸/噸氧化銅5.氧化銅含量≥99％
權利要求
1.一種氨浸沉淀法處理低品位銅渣或氧化銅礦的工藝，其特征是1)破碎將銅渣(銅礦石)破碎到粒度小于50mm。選用一般鄂式破碎機即可。2)球磨在球磨機內(nèi)將破碎后的銅渣(銅礦石)磨細到90％以上的顆粒能通過160目篩(粒度-160目～-300目)。3)浸出在液溫40～50℃，常壓下在高效攪拌浸出糟內(nèi)進行，浸出劑液固體積比為3～6∶1，浸出液中硫酸銨濃度為100～400Kg/m3，石灰加入量為30～130Kg/m3，攪拌浸出6～8小時，浸出液含銅量10～50g/l，尾氣用真空噴射泵以稀硫酸作為吸收劑回收氨，生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨。4)過濾浸出后的混合液采用真空轉(zhuǎn)鼓式過濾機連續(xù)過濾、連續(xù)洗滌，自動卸渣。洗水采用浸出液沉淀銅的母液(PH≥7.5)以進一步提高銅回收率，洗液返回浸出過程重復使用。5)酸化將過濾后所得浸出液采用濃硫酸酸化，濃硫酸邊緩慢加入，直至PH＝3～4。機械攪拌速度為200～500轉(zhuǎn)/分，液溫40～50℃。6)沉淀將酸化液邊攪拌邊緩慢加入碳酸銨至Cu2+沉淀完全(此時溶液由蘭色變?yōu)闊o色)。機械攪拌速度為100～200轉(zhuǎn)/分，溫度40～50℃。7)沉淀分離采用三足離心機分離沉淀和殘液，殘液用石灰調(diào)PH≥7.5時返回洗浸出渣。8)沉淀濾餅洗滌離心分離所得濾餅為堿式碳酸銅(含少量SO42-離子)，在離心機內(nèi)采用60～80°熱水洗滌至無SO42-為終點。9)烘干在烘箱內(nèi)80～120℃干燥即得較純凈的堿式碳酸銅。10)煅燒將堿式碳酸銅在電阻爐中以220～300℃溫度煅燒，即得成品一級氧化銅(CuO≥98％，粒度≤200目)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用氨浸沉淀法來處理低品位銅渣或氧化銅礦的工藝。它采用硫酸銨溶液作浸出劑，用碳酸銨作沉淀劑，用硫酸和氧化鈣作中間傳質(zhì)介質(zhì)，用稀硫酸回收氨，主要工藝過程為破碎、球磨、浸出、過濾、酸化、沉淀、沉淀分離、洗滌、烘干、煅燒，得到一級氧化銅粉，全過程實現(xiàn)閉路循環(huán)。本發(fā)明工藝投資少，設備簡單、銅回收率高、生產(chǎn)成本低、無環(huán)境污染，對改變我國經(jīng)濟建設中銅資源緊缺具有重大的現(xiàn)實意義。
文檔編號C22B3/20GK1084895SQ92110928
公開日1994年4月6日 申請日期1992年9月30日 優(yōu)先權日1992年9月30日
發(fā)明者唐道靜, 朱瑩怡, 賴昌潤, 魏明星 申請人:武漢市冶煉科研所