一種高硅銅锍氧壓酸浸中控制水合硅蛋白結晶水量的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬濕法冶金領域，具體地說，涉及一種高硅銅锍氧壓酸浸中控制水合硅蛋白結晶水量的方法。
【背景技術】
[0002]高硅銅锍系頂吹、底吹及側吹等強化熔煉爐產(chǎn)出，在銅锍排放時會混入富鉛渣，富鉛渣主成分為硅酸鉛(Pb0.S12),因而形成高硅銅锍。在采用氧壓酸浸工藝浸出銅锍中的銅時，硅酸鉛中的硅以正硅酸(H4S14)形態(tài)進入溶液，在反應中后期溶液中的正硅酸析出入渣。
[0003]金炳界發(fā)表于《過程工程學報》(第8卷第6期)論文《高硅高鐵含銅渣氧壓酸浸過程》中，原料含Si025.45%、銅電積廢液返回氧壓浸出時，出現(xiàn)了溶液中Si積累，導致澄清、過濾困難的問題，采取了加入CaO調節(jié)礦漿PH值到1.5，使部分Si呈硅灰石(Ca3S12.07)形態(tài)沉淀入渣。但加入CaO增加了成本，且加大了酸耗。
[0004]賀山明博士學位論文《高硅氧化鉛鋅礦加壓酸浸工藝及理論研宄》中，采取將酸可溶解二氧化硅浸出，利用高溫高壓等條件使進入溶液的正硅酸脫水后以S12的形態(tài)析出入渣，但論文中未涉及到調控浸出礦漿的沉降性能、濾餅的體積量和含水量。
[0005]麥正海碩士學位論文《低品位高硅氧化鋅礦加壓浸出試驗研宄》中，將常溫常壓浸出得到的浸出液置于實驗氧壓釜中，在控制反應時間90min，反應溫度150°C，釜內(nèi)壓力
0.8Mpa時，浸出液中硅的脫除率為95 %，得到的濾餅含水近90 %，但論文中未提及入渣的二氧化硅形態(tài)，亦同樣未涉及到調控浸出礦漿的沉降性能、濾餅的體積量和含水量。
[0006]本發(fā)明的發(fā)明人在實驗室采用上述研宄者的技術條件氧壓酸浸高硅銅锍時，將浸出礦漿保溫靜置30min，礦漿沉降性能差，上清率僅為5?10%，無論單獨或聯(lián)合添加陽離子、陰離子或非離子絮凝劑，皆不能提高上清率，礦漿液固分離得到的濾餅含水為55?70 %，濾餅不但含水分高，且體積龐大(濾餅體積為原料體積的5?8倍)，濾餅帶走的水溶銅含量高，銅金屬損失大，如果用清水洗滌，不僅耗水量大，還會導致流程體積膨脹；用高硅銅锍經(jīng)常壓浸出的浸出液(含S12IS.83g/L)，采用高溫高壓沉淀二氧化硅時，得到了淡黃色膠凍狀沉淀，經(jīng)烘箱105°C烘烤恒重后，含水91.33% ;采用NaOH將常壓浸出的浸出液中和到PH = 3.5時，也得到了淡黃色膠凍狀沉淀，經(jīng)烘箱105°C烘烤恒重后，含水92.67%。經(jīng)分析，無論是采用高溫高壓或是中和手段，浸出液中析出的二氧化硅以水合硅蛋白(S12^nH2O)的形態(tài)析出，烘烤前其結晶水量(η值)為35?40，析出的水合硅蛋白結晶水含量高，是導致浸出礦漿中渣相體積龐大、澄清困難、濾餅水分高的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為克服【背景技術】中存在的問題，本發(fā)明公開了一種高硅銅锍氧壓酸浸中控制水合硅蛋白結晶水量的方法。本發(fā)明使浸出礦漿中水合硅蛋白(S12^nH2O)的結晶水量大幅降低，礦漿中渣相的體積減小，從而提高濃密池上清率，液固分離后濾餅含水下降。減小了浸出礦漿中渣相的體積，利用礦漿濃密澄清。浸出礦漿液固分離后，減小了濾餅含水量，從而減少了濾餅的洗滌水量，節(jié)約了用水，且有利于流程體積平衡。
[0008]為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的，所述的高硅銅锍氧壓酸浸中控制水合硅蛋白結晶水量的方法采用下述步驟實現(xiàn):
[0009](I)將高硅銅锍破碎、球磨后，用清水漿化，控制礦漿濃度為0.8?1.4g/mL。
[0010](2)將礦漿和銅電積廢液，分別、連續(xù)泵至壓力釜內(nèi)，依據(jù)原料二氧化硅含量，控制入藎原料液固比=3:1?5:1。
[0011](3)壓力釜內(nèi)連續(xù)通入氧氣，控制壓力釜內(nèi)溫度130?150°C、總壓0.6?0.8Mpa、反應時間2.0?3.0h。
[0012](4)將反應后的礦漿排入閃蒸槽和調節(jié)槽泄壓降溫后，入濃密池進行濃縮沉降，沉降底流采用箱式壓濾機進行液固分離，濾餅含水量為30?40%，濾餅體積為原料體積的
1.5 ?2.0 倍。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(I)中:高娃銅锍含酸可溶解S12的量為5?15%。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(4)中:進入濃密池的浸出礦漿不添加絮凝劑，不用石灰中和，礦漿靜置30min時上清率> 40%。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過控制礦漿濃度及氧壓浸出技術參數(shù)，使形成的水合硅蛋白結晶水量低，礦漿靜置30min時上清率> 40%，壓濾后濾餅含水量為30?40%，濾餅體積為原料體積的1.5?2.0倍。本發(fā)明技術方案能夠有效控制浸出渣體積量，得到易于澄清過濾的礦漿，利用礦漿濃密澄清；浸出礦漿液固分離后，減小濾餅含水量，從而減少了濾餅的洗滌水量，節(jié)約了用水，且有利于流程體積平衡。
【附圖說明】
[0016]圖1為一種高硅銅锍氧壓酸浸中控制水合硅蛋白結晶水量的方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]實施例1
[0019]所述的高硅銅锍氧壓酸浸中控制水合硅蛋白結晶水量的方法采用下述步驟實現(xiàn):
[0020](I)將高硅銅锍破碎、球磨后，用清水漿化，依據(jù)原料二氧化硅含量，控制礦漿濃度為 0.8g/mL ；
[0021](2)將礦漿和銅電積廢液分別、連續(xù)泵至壓力釜內(nèi)，依據(jù)原料二氧化硅含量，控制入釜原料液固比5:1 ；
[0022](3)壓力釜內(nèi)連續(xù)通入氧氣；
[0023](4)依據(jù)原料二氧化硅含量，控制壓力釜內(nèi)溫度130°C、總壓0.6Mpa、反應時間
2.0ho銅锍中的二氧化硅優(yōu)先被溶出進入溶液，再形成水合硅蛋白(Si02.nH20)析出入渣，反應式為:
[0024]PbSi03+H2S04= PbSO 4+H4Si04，H4S14+(n_2) H2O = S12.ηΗ20
[0025]正硅酸(H4S14)具有很大的比表面，表面能很高，所以有自動聚集以降低其表面能的趨勢。在高溫高壓下，隨著銅锍中的銅不斷溶出，不斷形成硫酸銅電解質，能壓縮水正硅酸形成的雙電層的厚度，降低雙電層電勢，使分子間靜電斥力減小，從而使正硅酸失去穩(wěn)定性轉變?yōu)樗瞎璧鞍锥l(fā)生聚沉；同時在高溫高壓，連續(xù)通入氧氣的條件下，有效地減弱了水合硅蛋白對其它離子的吸附，破壞了膠團的水化膜，并使膠粒運動加快，增加膠粒間的碰撞機會，進一步促使水合硅蛋白聚沉縮水后沉淀析出入渣。
[0026]水合硅蛋白一旦生成，在反應釜內(nèi)很難增加或減少結晶水量，即體積難縮小或膨脹增大。依據(jù)鉛銅锍中二氧化硅含量的不同，控制不同液固比以控制壓力釜內(nèi)的水量，并控制反應溫度、壓力等技術條件，使生成的水合硅蛋白(S12.ηΗ20)減少結晶水量，結晶顆粒相互靠近，排列規(guī)則，從而形成體積較致密的沉淀物。
[0027](5)將反應后礦漿排入閃蒸槽和調節(jié)槽泄壓降溫后，入濃密池進行濃縮澄清，沉降底流采用箱式壓濾機進行液固分離。
[0028]高硅銅锍含Si025.19%，含Cu25.11 %，破碎、球磨后清水漿化，礦漿濃度為0.8g/mL，分別將漿化礦漿、銅電積廢液連續(xù)泵入釜內(nèi)，控制釜內(nèi)原料和液體液固比=5:1，連續(xù)通入氧氣，控制釜內(nèi)溫度130°C、氧分壓0.6Mpa、反應時間2.0h，浸出礦漿經(jīng)閃蒸槽和調節(jié)槽泄壓、降溫后，排入濃密池濃密澄清，上清率為65.10%,底流經(jīng)箱式壓濾機液固分離后，濾餅含水30.22%，濾餅體積為原料體積的1.5倍。
[0029]實施例2
[0030]所述的高硅銅锍氧壓酸浸時控制水合硅蛋白結晶水量的方法采用下述步驟實現(xiàn):
[0031](I)將高硅銅锍破碎、球磨后，用清水漿化，依據(jù)原料二氧化硅含量，控制礦漿濃度為 1.lg/mLo
[0032](2)將礦漿和銅電積廢液分別、連續(xù)泵至壓力釜內(nèi)，依據(jù)原料二氧化硅含量，控制入Il原料液固比=4:1。
[0033](3)壓力釜內(nèi)連續(xù)通入氧氣。
[0034](4)依據(jù)原料二氧化硅含量，控制壓力釜內(nèi)溫度140°C、總壓0.7Mpa、反