專利名稱：從銅鋅物料中回收銅和鋅的濕法冶金方法
本方法涉及有色金屬冶金方法，是一種采用氨浸-溶劑萃取法從銅鋅物料中回收銅和鋅的濕法冶金方法，特別適用于各種銅鋅物料的處理。
銅鋅物料處理回收其中有價金屬的銅和鋅，目前研究和應(yīng)用的方法較多，如美國報導(dǎo)用碳酸銨溶液浸出銅-鋅碎屑，然后控制加熱浸出溶液，選擇性地沉淀鋅銨氧化物-碳酸鹽絡(luò)合物，而銅銨碳酸鹽殘留在溶液中的方法;又如英國報導(dǎo)采用高壓硫酸銨溶液浸出含高鋅低銅硫化礦，然后煮沸溶液驅(qū)散氨直到銅以硫化物狀態(tài)從溶液中沉淀出來，用二氧化碳處理剩余的硫酸鹽溶液將鋅沉淀出來;美國報導(dǎo)采用碳酸銨高壓學(xué)好出處理銅鋅物料然后用一氧化碳作還原氣體沉淀出金屬銅，而鋅殘留在溶液中。以上幾種方法存在著銅鋅分離不徹底，相互夾雜，成本高，操作復(fù)雜等缺點。印度報導(dǎo)采用酸性浸出法處理含銅鋅的低品位復(fù)雜礦，即將銅鋅物料磨到一定細(xì)度與一定量酸性溶液調(diào)漿放入浸出槽內(nèi)進(jìn)行攪拌浸出，經(jīng)固液分離，浸出液用溶劑萃取的方法分離銅鋅，該法由于采用酸浸，鐵、錳、鈣、鎂等雜質(zhì)金屬同時浸出進(jìn)入溶液，固液分離后，溶液經(jīng)萃取銅，鐵、錳與鋅殘留于萃余液中，經(jīng)凈化除雜，得到鋅產(chǎn)品，此方法存在著耗酸量大，除雜凈化工序復(fù)雜，銅鋅分離不好，成本高等缺點。
本發(fā)明的目的在于尋找一種銅鋅分離好、工序簡單、便于操作、成本低的處理銅鋅物料的方法。
本發(fā)明的特征在于a、采用常壓氨浸法浸出銅鋅物料，浸出的條件是溶劑采用NH3、碳酸氫銨或CO2，總NH3濃度4～6M，NH3/CO2＝1.0，溫度50～60℃，液固比視原料而定，保證浸出液含Zn 15～30g/l;b、氨浸出液萃取分離銅鋅，萃取劑采用酮肟類萃劑如LIX84，稀釋劑為260＃煤油或普通煤油，萃取劑濃度10～30%(體積)，相比A/O＝1/1～1/3，混合時間2～5分鐘，銅進(jìn)入有機(jī)相，鋅留存于萃余液;c、萃取液采用鋅粉凈化，凈化后液蒸氨沉鋅，得堿式碳酸鋅，經(jīng)350～400℃煅燒2小時得活性氧化鋅;d、負(fù)載有機(jī)反萃，采用含Cu～40g/l、H2SO4～160g/l的廢電解液與負(fù)載有機(jī)相混合2～5分鐘，澄清分相，得水相即富銅液(Cu～45g/l、H2SO4～150g/l)，直接送電解生產(chǎn)電銅。廢電解液返回反萃。
本發(fā)明的方法由于采用常壓氨浸，生產(chǎn)安全可靠，操作容易，銅、鋅溶解到溶液中，鈣、鎂、錳、鐵等雜質(zhì)殘留于渣中，降低溶劑消耗，成本低，減少凈化工序，便于用萃取法進(jìn)行銅鋅分離。本發(fā)明的方法可廣泛用于處理銅鋅物料回收銅鋅的工礦企業(yè)，也可適用于有色冶金廠礦?？蓮V泛用于有色金屬冶金廠礦企業(yè)處理銅鋅物料冶煉工藝的改造，也可適用于處理銅鋅物料綜合回收銅鋅的其他工礦企業(yè)。


圖1為銅鋅物料處理濕法冶金工藝流程圖。
如圖1所示、將銅鋅物料加入浸槽內(nèi)，再向槽內(nèi)加入液氨和碳酸氫氨。升溫攪拌浸出，液固分離，溶液送萃取，萃取液經(jīng)反萃得富銅液，送電積得電銅;萃余液經(jīng)凈化、過濾、濾液蒸氨堿式碳酸鋅，再經(jīng)煅燒得活性氧化鋅。
本發(fā)明是針對各種銅鋅物料，包括黃雜銅屑、銅鋅浮渣及各種氧化殘渣、銅鋅復(fù)合礦等。用常壓氨浸浸出這些物料，浸出條件為溫度50～60℃;總NH3;濃度4～6M;NH3/CO2＝1.0;液固比視原料而定，保證浸出液含Zn 15～30g/l;需要時可通空氣氧化。銅鋅均以絡(luò)合物形式進(jìn)入浸出液，浸出率達(dá)90%以上。然后從浸出液中選擇性萃取銅，萃取劑為10～30%(V/V)LIX84，稀釋劑為260＃煤油或普通煤油，萃取劑級數(shù)2～3級，反萃1～2級，萃取與反之間還需1～2級洗滌段，以便洗去負(fù)載有機(jī)夾帶的NH3，洗滌劑為微酸性水，萃取和反萃相比視料液濃度和有機(jī)相濃度而定，一般為A/O＝1/1～1/3，洗滌相比一般為A/O＝1/3～1/10。銅被萃取進(jìn)入負(fù)載有機(jī)，萃取率為99.90%，而鋅則基本不被萃取，99.95%的鋅存留于萃余液，銅鋅得以徹底分離，分離系數(shù)高達(dá)1.08×106。負(fù)載有機(jī)相經(jīng)洗滌夾帶的NH3后，用含Cu～40g/l，H2SO4～160g/l的溶液(返回的廢電解液)反萃得含銅Cu～45g/l，H2SO4150g/l的富銅液，富銅液經(jīng)不溶陽極電解沉積即可得一級電銅(Cu>99.95%)，反萃后有機(jī)相得以再生，返回萃取循環(huán)使用，而電解后的廢電解液則返回反萃。
銅被選擇性萃取后，萃余液即為含鋅氨性溶液，另外還含有少量重金屬雜質(zhì)離子，如鎳、鈷、鉛、錳、鐵等，因萃取時這些重金屬離子均不進(jìn)入有機(jī)相而主要是存在于萃余液中，所以在蒸氨沉鋅前先用少量鋅粉將這些雜質(zhì)離子置換沉淀，沉淀物過濾，濾餅可返回使用多次，然后從中可進(jìn)一步回收其中的有價金屬或棄去。凈化后萃余液蒸氨沉鋅，得堿式碳酸鋅，堿式碳酸鋅在350～400℃煅燒2小時即可得到活性氧化鋅產(chǎn)品。蒸氨時的蒸氨氣體加以吸收，回收其中的NH3和CO2，回收率在98%以上。
實施例1原料為某礦井下水經(jīng)石灰中和而得的銅鋅渣，其成分如下(%)Cu5.90、Zn20.50、Fe2.70、Ni0.023、Co0.072、CaO5.18、MgO9.60、Al2O36.89、SiO27.18、H2O55.70。該原料因含Ca、Mg高，用酸浸不但不經(jīng)濟(jì)，而且由于Ca、Mg等雜質(zhì)與Zn一起進(jìn)入溶液后難于分離，從而得不到合格的鋅產(chǎn)品。本發(fā)明用氨浸法，稱取相當(dāng)于干重500g的銅鋅渣裝入玻璃三口瓶，液固比L/S＝6，按總NH3濃度6M和NH3/CO2＝1.0加入氨水和碳酸氫銨，然后在溫度55℃下攪拌浸出6h。浸出完畢抽濾并洗滌浸渣，得浸出液450ml，其成份為Cu6.02g/l、Zn21.21g/l、Fe<0.005g/l、Mg<0.01g/l，Cu浸出率92.0%，Zn浸出率93.10%，浸出渣可棄去。
氨浸液用18%(V/V)LIX84萃取銅。量取100ml浸出液和100ml18%(V/V)LIX84有機(jī)溶液 ，裝入同一分液漏斗，在康式振蕩器上混合3min，然后靜置分相，銅被萃入有機(jī)相，萃取率達(dá)99.90%。而鋅基本上不被萃取，99.42%的鋅存留于萃余液中銅鋅分離系數(shù)可達(dá)1.08×106。從分液漏斗下部放出萃余液，然后再加入100ml含Cu40g/l、H2SO4160g/l的廢電解液反萃，仍然在康式振蕩器上混合3min，負(fù)載有機(jī)相中的銅被反萃下來，得到含Cu45g/l、H2SO4150g/l的富銅液，此溶液電積可產(chǎn)出一級電銅(Cu>99.95%)產(chǎn)品。
鋅可從萃余液中加入回收。萃余液先用少量鋅粉置換，沉淀鎳、鈷等重金屬雜質(zhì)，量取200ml萃余液裝入燒杯，然后邊攪拌邊加入鋅粉，鋅粉加入量為2kg/m3溶液，置換2小時后將渣濾出。凈化后液在電阻爐上加熱蒸氨1小時，鋅以堿式碳酸鋅沉淀，過濾后烘干再在溫度350～400℃的馬弗爐中煅燒2小時，即得合格活性氧化鋅產(chǎn)品，含ZnO>97%，比表面>60m2/g。
全流程銅、鋅回收率分別為91.91%和92.56%。
實施例2原料為銅加工廠的熔煉爐渣，其成分如下(%)Cu9.20、Zn8.70、Fe2.35、Ni0.032、Co0.002、Pb0.84、Mn0.08、H2O 40浸出條件為總NH34.5M、NH3/CO2＝1.0、溫度55℃、通空氣浸出4h，按例1同樣的操作，結(jié)果得到浸出液含Cu16.25g/l、Zn27.50g/l、Cu、Zn浸出率分別為99.67%和98.36%。
然后按例1中同樣的方法操作，用20%LIX84萃取Cu，相比O/A＝2/1，萃取率99.90%。負(fù)載有機(jī)反萃得富銅液，富銅液電解得一級電銅(Cu>99.95%)。99.6%的鋅進(jìn)入萃余液，凈化后蒸氨得堿式碳酸鋅，堿式碳酸鋅煅燒得活性氧化鋅產(chǎn)品，含ZnO＞97%，比表面>60m2/g。
全流程銅、鋅回收率分別為99.57%和97.97%。
權(quán)利要求
1.一種采用氨浸取工藝從銅鋅物料中回收銅和鋅的方法，其發(fā)明的特征在于a、采用常壓氨浸的浸出條件是溶劑NH3、碳酸氫銨或CO2，總NH3濃度4～6M，NH3/CO2=1.0，溫度50～60℃，液固比視原料而定，保證浸出液含Zn15～30g/l；b、氨浸出液萃取分離銅鋅，萃取劑采用酮肟類萃劑如LIX84，稀釋劑為260#煤油或普通煤油，萃取劑濃度10～30%(體積)，相比A/O=1/1～1/3，混合時間2～5分鐘；c、萃取液采用鋅粉凈化，凈化后液蒸氨沉鋅，得堿式碳酸鋅，經(jīng)350～400℃煅燒2小時，得活性氧化鋅；d、負(fù)載有機(jī)反萃，含Cu 40g/l，H2SO4約160g/l的廢電解液與負(fù)載有機(jī)相混合2～5分鐘，澄清分相，得水相即富銅液(Cu～45g/l、H2SO4150g/l)，直接送電解生產(chǎn)電銅，廢電解液返回反萃。
全文摘要
本發(fā)明是一種從銅鋅物料中回收銅和鋅的方法，發(fā)明的特征在于采用氨浸出銅鋅物料，然后采用萃取法將浸出液中銅鋅分離，富銅液送電積生產(chǎn)電銅，萃余液經(jīng)蒸氨得堿式碳酸鋅，送煅燒得活性氧化鋅。本方法工藝成熟，銅鋅分離好，金屬回收率高，適用于銅鋅物料如黃雜銅屑、銅鋅浮渣及各種氧化殘渣的處理。
文檔編號C22B3/30GK1113520SQ9410634
公開日1995年12月20日 申請日期1994年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月13日
發(fā)明者楊佼庸, 胡福成, 詹惠芳 申請人:北京礦冶研究總院