本发明涉及金属湿法冶金
技术领域：
，具体涉及一种从铅冰铜中浸出铜的方法。
背景技术：
：铅冰铜是铅冶炼过程中火法处理时(如底吹炉、侧吹炉、鼓风炉、反射炉)所产生的副产物，大多为PbS、Cu2S、FeS等硫化物的共熔体。由于原料成分和操作制度不同，炼铅各工序所产铅冰铜成分波动范围很大，铅含量和铜含量分别波动在1～45％和10～70％之间，如果当作铜原料直接出售给铜冶金企业，铅金属不计价，金、银、铜等金属的计价系数也不高，造成了铅冶炼企业经济上的损失。一直以来，铅冰铜由于成分复杂，大多数是采取在炼铜转炉里进行吹炼回收铜，但是采用此方法处理存在铅冰铜能耗高、金属回收率底、环境污染严重、操作条件恶劣等问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提出一种从铅冰铜中浸出铜的方法，以提高铜的浸出率。基于上述目的，本发明提供的从铅冰铜中浸出铜的方法包括以下步骤：1)向铅冰铜中加入硫酸，得到浆料，向浆料中通入蒸汽使浆料升温；2)向所述浆料中加入添加剂，得到浆化料，然后停止向所述浆化料中通入蒸汽，再向所述浆化料中通入氧气进行氧化浸出，直至所述浆化料的温度不再上升，得到反应产物浆料，将所述反应产物浆料过滤，得到浸出渣和含有铜的浸出液。在本发明的一些实施例中，所述硫酸与铅冰铜的液固比为4～10:1立方米/吨，所述硫酸的浓度为100～250g/L。在本发明的一些实施例中，在所述步骤1)中，向浆料中通入蒸汽使浆料升温至50～70℃，同时搅拌1～2小时。在本发明的一些实施例中，所述添加剂选自木质磺酸盐，所述添加剂的加入量为铅冰铜干重的1～5％。在本发明的一些实施例中，所述添加剂选自木质素、木质磺酸钙、木质磺酸钠、木质磺酸镁中的至少一种。在本发明的一些实施例中，所述步骤2)包括：向所述浆料中加入添加剂，得到浆化料，将所述浆化料泵入高压反应釜内；向浆化料中通入蒸汽，使浆化料的温度升至70～90℃；停止向所述浆化料中通入蒸汽，再向所述浆化料中通入氧气，并控制氧分压≤0.2MPa，同时控制控制升温温度差每小时≤20℃，直至所述浆化料的温度不再上升，得到反应产物浆料；将所述反应产物浆料过滤，得到浸出渣和含有铜的浸出液。在本发明的一些实施例中，当高压反应釜内温度不再上升时，逐步加大氧分压至0.2～0.6MPa，温度还是不再上升，反应结束，得到反应产物浆料。在本发明的一些实施例中，在将所述浆化料泵入高压反应釜内前1～10分钟内，将所述添加剂加入到浆料中，得到浆化料。在本发明的一些实施例中，所述浸出液的酸度为30～50g/L。在本发明的一些实施例中，按重量计，所述铅冰铜的含量为铅：1～45％；铜：10～70％；硫：1～30％；银0.01～2％；铁：1～30％。从上面所述可以看出，本发明提供的从铅冰铜中浸出铜的方法以铅冰铜为原料，通过蒸汽加热精确控制反应条件，本发明采用蒸汽加热方式，用蒸汽管道通到溶液底部，鼓入高温高压蒸汽，除了对反应液体进行急剧升温外，还带动溶液加速运动，进入的高压蒸汽会促进反应液正向反应，从而提高铜的浸出率。因此，本发明提供的从铅冰铜中浸出铜的方法对原料适应性强，流程和操作简单，铜浸出率高，对大气污染小，可以提高铅冰铜中铜的回收利用率，从而避免铜资源的浪费。而且采用本发明提供的方法还可以解决设备投资大、维护麻烦且操作复杂的问题。附图说明图1为本发明实施例从铅冰铜中浸出铜的工艺流程图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。实施例1参见图1，其为本发明实施例从铅冰铜中浸出铜的工艺流程图。作为本发明的一个实施例，所述从铅冰铜中浸出铜的方法包括以下步骤。1)称取2.3吨铅冰铜，依次经过虎口破碎、球磨机粉碎后，得到铅冰铜粉末；其中，按重量计，铅冰铜成分为：Pb:2.45％，S:17.62％，Cu:26.81％，Fe:21.16％。2)向将铅冰铜粉末加入硫酸，其中，硫酸的浓度为150g/L，添加量为18.4立方米，搅拌均匀，得到浆料；向浆料中通入蒸汽，使浆料升温至60℃，同时搅拌时间1小时；在泵入高压反应釜前2分钟，向浆料中加入30Kg木质磺酸钙，搅拌均匀，得到浆化料；需要说明的是，该步骤可以在调浆槽中进行。3)将浆化料泵入高压反应釜内，向浆化料中通入蒸汽，使浆化料的温度升至80℃，然后停止通入蒸汽，再向浆化料中通入氧气进行氧化浸出，并控制氧分压≤0.15MPa，通入氧气后反应釜内会缓慢升温，此时控制升温温度差每小时≤10℃，一般来说，4小时后反应釜内温度基本稳定在131℃左右，且反应釜内温度不再上升，此时逐步提高氧分压至0.5MPa，温度还是不再上升，说明反应已结束，得到反应产物浆料。4)将反应产物浆料通过板框过滤，分别得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有铜的浸出液，实现了铜的高效选择性浸出。5)将浸出液依次经过精滤、旋流电解、压板制片后得到纯度为99.99％的铜片，将浸出渣依次经过洗渣、板框过滤后得到铅银渣。所述浸出液和铅银渣中各主要元素的含量参见表1。表1浸出液和铅银渣中各主要元素的含量名称重量/体积水份％铅％铜酸度g/L主要金属直收率％铅银渣3.1t26.52.460.36％铅直收率：99.8浸出液18.3m333g/L42铜直收率：99.3这几年由于各种高科技飞速革新，特别是材料领域中钛合金技术的重大突破，为铅冰铜湿法提铜提供了良好材质的反应釜，使其在保证高压的情况下，还有很大的防腐蚀性能，为铅冰铜氧压酸浸技术打下了良好的基础。本发明优选钛合金高压反应釜作为反应容器。需要说明的是，高压反应釜反应结束后，控制终点酸度为30～50g/L，若过高或者过低，则在下次生产时在调浆步骤中适当调控硫酸的加入量。实施例2参见图1，其为本发明实施例从铅冰铜中浸出铜的工艺流程图。作为本发明的一个实施例，所述从铅冰铜中浸出铜的方法包括以下步骤。1)称取2.5吨铅冰铜，依次经过虎口破碎、球磨机粉碎后，得到铅冰铜粉末；其中，按重量计，铅冰铜成分为：Pb:6.34％，S:9.35％，Cu:24.24％，Fe:22.03％。2)向将铅冰铜粉末加入硫酸，其中，硫酸的浓度为140g/L，添加量为17.5立方米，搅拌均匀，得到浆料；向浆料中通入蒸汽，使浆料升温至65℃，同时搅拌时间1.2小时；在泵入高压反应釜前1分钟，向浆料中加入40Kg木质素，搅拌均匀，得到浆化料；需要说明的是，该步骤可以在调浆槽中进行。3)将浆化料泵入高压反应釜内，向浆化料中通入蒸汽，使浆化料的温度升至75℃，然后停止通入蒸汽，再向浆化料中通入氧气进行氧化浸出，并控制氧分压≤0.2MPa，通入氧气后反应釜内会缓慢升温，此时控制升温温度差每小时≤11℃，一般来说，4小时后反应釜内温度基本稳定在135℃左右，且反应釜内温度不再上升，此时逐步提高氧分压至0.4MPa，温度还是不再上升，说明反应已结束，得到反应产物浆料。4)将反应产物浆料通过板框过滤，分别得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有Cu的浸出液，实现了铜的高效选择性浸出。5)将浸出液依次经过精滤、旋流电解、压板制片后得到铜片，将浸出渣依次经过洗渣、板框过滤后得到铅银渣。所述浸出液和铅银渣中各主要元素的含量参见表1。表2浸出液和铅银渣中各主要元素的含量实施例3参见图1，其为本发明实施例从铅冰铜中浸出铜的工艺流程图。作为本发明的一个实施例，所述从铅冰铜中浸出铜的方法包括以下步骤。1)称取3吨铅冰铜，依次经过虎口破碎、球磨机粉碎后，得到铅冰铜粉末；其中，按重量计，铅冰铜成分为：Pb:8.17％，S:12.45％，Cu:20.95％，Fe:19.87％。2)向将铅冰铜粉末加入硫酸，其中，硫酸的浓度为225g/L，添加量为15立方米，搅拌均匀，得到浆料；向浆料中通入蒸汽，使浆料升温至70℃，同时搅拌时间1.5小时；在泵入高压反应釜前3分钟，向浆料中加入60Kg木质磺酸钠，搅拌均匀，得到浆化料；需要说明的是，该步骤可以在调浆槽中进行。3)将浆化料泵入高压反应釜内，向浆化料中通入蒸汽，使浆化料的温度升至85℃，然后停止通入蒸汽，再向浆化料中通入氧气进行氧化浸出，并控制氧分压≤0.1MPa，通入氧气后反应釜内会缓慢升温，此时控制升温温度差每小时≤15℃，一般来说，4小时后反应釜内温度基本稳定在133℃左右，且反应釜内温度不再上升，此时逐步提高氧分压至0.35MPa，温度还是不再上升，说明反应已结束，得到反应产物浆料。4)将反应产物浆料通过板框过滤，分别得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有铜的浸出液，实现了铜的高效选择性浸出。5)将浸出液依次经过精滤、旋流电解、压板制片后得到纯度为99.99％的铜片，将浸出渣依次经过洗渣、板框过滤后得到铅银渣。所述浸出液和铅银渣中各主要元素的含量参见表1。表3浸出液和铅银渣中各主要元素的含量名称重量/体积水份％铅％铜酸度g/L主要金属直收率％铅银渣4t25.88.230.33％铅直收率：99.7浸出液15m341.6g/L38铜直收率：99.1实施例4参见图1，其为本发明实施例从铅冰铜中浸出铜的工艺流程图。作为本发明的一个实施例，所述从铅冰铜中浸出铜的方法包括以下步骤。1)称取1.8吨铅冰铜，依次经过虎口破碎、球磨机粉碎后，得到铅冰铜粉末；其中，按重量计，铅冰铜成分为：Pb:4.72％，S:15.87％，Cu:19.44％，Fe:25.64％。2)向将铅冰铜粉末加入硫酸，其中，硫酸的浓度为135g/L，添加量为16立方米，搅拌均匀，得到浆料；向浆料中通入蒸汽，使浆料升温至54℃，同时搅拌时间1.3小时；在泵入高压反应釜前5分钟，向浆料中加入55Kg木质磺酸钙，搅拌均匀，得到浆化料；需要说明的是，该步骤可以在调浆槽中进行。3)将浆化料泵入高压反应釜内，向浆化料中通入蒸汽，使浆化料的温度升至73℃，然后停止通入蒸汽，再向浆化料中通入氧气进行氧化浸出，并控制氧分压≤0.18MPa，通入氧气后反应釜内会缓慢升温，此时控制升温温度差每小时≤18℃，一般来说，4小时后反应釜内温度基本稳定在138℃左右，且反应釜内温度不再上升，此时逐步提高氧分压至0.4MPa，温度还是不再上升，说明反应已结束，得到反应产物浆料。4)将反应产物浆料通过板框过滤，分别得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有铜的浸出液，实现了铜的高效选择性浸出。5)将浸出液依次经过精滤、旋流电解、压板制片后得到纯度为99.99％的铜片，将浸出渣依次经过洗渣、板框过滤后得到铅银渣。所述浸出液和铅银渣中各主要元素的含量参见表1。表4浸出液和铅银渣中各主要元素的含量名称重量/体积水份％铅％铜酸度g/L主要金属直收率％铅银渣3t26.33.810.28％铅直收率：99.2浸出液16.2m321.5g/L33铜直收率：99.5实施例5参见图1，其为本发明实施例从铅冰铜中浸出铜的工艺流程图。作为本发明的一个实施例，所述从铅冰铜中浸出铜的方法包括以下步骤。1)称取1.5吨铅冰铜，依次经过虎口破碎、球磨机粉碎后，得到铅冰铜粉末；其中，按重量计，铅冰铜成分为：Pb:5.84％，S:8.12％，Cu:24.61％，Fe:15.63％。2)向将铅冰铜粉末加入硫酸，其中，硫酸的浓度为190g/L，添加量为10立方米，搅拌均匀，得到浆料；向浆料中通入蒸汽，使浆料升温至62℃，同时搅拌时间1.8小时；在泵入高压反应釜前8分钟，向浆料中加入68Kg木质磺酸镁，搅拌均匀，得到浆化料；需要说明的是，该步骤可以在调浆槽中进行。3)将浆化料泵入高压反应釜内，向浆化料中通入蒸汽，使浆化料的温度升至90℃，然后停止通入蒸汽，再向浆化料中通入氧气进行氧化浸出，并控制氧分压≤0.16MPa，通入氧气后反应釜内会缓慢升温，此时控制升温温度差每小时≤16℃，一般来说，4小时后反应釜内温度基本稳定在138℃左右，且反应釜内温度不再上升，此时逐步提高氧分压至0.6MPa，温度还是不再上升，说明反应已结束，得到反应产物浆料。4)将反应产物浆料通过板框过滤，分别得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有铜的浸出液，实现了铜的高效选择性浸出。5)将浸出液依次经过精滤、旋流电解、压板制片后得到纯度为99.99％的铜片，将浸出渣依次经过洗渣、板框过滤后得到铅银渣。所述浸出液和铅银渣中各主要元素的含量参见表1。表5浸出液和铅银渣中各主要元素的含量名称重量/体积水份％铅％铜酸度g/L主要金属直收率％铅银渣2.5t24.84.60.36％铅直收率：98.7浸出液10.2m336g/L46铜直收率：99.5实施例6参见图1，其为本发明实施例从铅冰铜中浸出铜的工艺流程图。作为本发明的一个实施例，所述从铅冰铜中浸出铜的方法包括以下步骤。1)称取3.3吨铅冰铜，依次经过虎口破碎、球磨机粉碎后，得到铅冰铜粉末；其中，按重量计，铅冰铜成分为：Pb:1.68％，S:10.37％，Cu:27.54％，Fe:18.28％。2)向将铅冰铜粉末加入硫酸，其中，硫酸的浓度为250g/L，添加量为13.2立方米，搅拌均匀，得到浆料；向浆料中通入蒸汽，使浆料升温至58℃，同时搅拌时间2小时；在泵入高压反应釜前3分钟，向浆料中加入100Kg木质素，搅拌均匀，得到浆化料；需要说明的是，该步骤可以在调浆槽中进行。3)将浆化料泵入高压反应釜内，向浆化料中通入蒸汽，使浆化料的温度升至74℃，然后停止通入蒸汽，再向浆化料中通入氧气进行氧化浸出，并控制氧分压≤0.2MPa，通入氧气后反应釜内会缓慢升温，此时控制升温温度差每小时≤20℃，一般来说，4小时后反应釜内温度基本稳定在135℃左右，且反应釜内温度不再上升，此时逐步提高氧分压至0.37MPa，温度还是不再上升，说明反应已结束，得到反应产物浆料。4)将反应产物浆料通过板框过滤，分别得到含有Pb、Fe、Ag、As等元素的浸出渣和含有铜的浸出液，实现了铜的高效选择性浸出。5)将浸出液依次经过精滤、旋流电解、压板制片后得到纯度为99.99％的铜片，将浸出渣依次经过洗渣、板框过滤后得到铅银渣。所述浸出液和铅银渣中各主要元素的含量参见表1。表6浸出液和铅银渣中各主要元素的含量名称重量/体积水份％铅％铜酸度g/L主要金属直收率％铅银渣4.2t25.41.750.37％铅直收率：98.9浸出液13.2m368.5g/L44铜直收率：99.5由此可见，本发明提供的从铅冰铜中浸出铜的方法具有以下有益效果：1)本发明适用从铅冰铜中直接选择性提取铜，产品质量高达99.99％，无需再次提纯，回收率高达99％，而且流程耗时短，解决了企业由于铅冰铜外售过程中铅不计价，及金、银不计价或者计价系数很低导致企业损失大量贵重金属的问题。2)本发明原料适应性强，适于铅：1-45％；铜：10-70％；硫：1-30％；银0.01-2％；铁：1-30％中回收铜，并且采用高压酸浸，氧化浸出完成后，进行液固分离，原料中的Pb、Fe、Ag、As等元素被固定在浸出渣中，而Cu则进入到浸出液中，因此实现了铜的高效选择性浸出，直收率高且分离彻底。3)本发明由于铅冰铜在高压釜中氧化浸出时加入了添加剂，可以解决生产过程中由于物料结团而导致管道堵塞，物料结块沉底等问题，从而可以大幅度提高了铜的浸出率，并使生产过程更加顺畅。4)生产无环境污染，水系统循环使用，无固体废弃物，部分中间渣料可返回铅冶炼系统回收其中的铅、铜、金、银等有价金属。由此可见，本发明提供的从铅冰铜中浸出铜的方法以铅冰铜为原料，通过蒸汽加热精确控制反应条件，从而提高铜的浸出率。因此，本发明提供的从铅冰铜中浸出铜的方法对原料适应性强，流程和操作简单，铜浸出率高，对大气污染小，可以提高铅冰铜中铜的回收利用率，从而避免铜资源的浪费。而且采用本发明提供的方法还可以解决设备投资大、维护麻烦且操作复杂的问题。所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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