专利名称：：提级铜浓缩物的方法
技术领域：
：本发明涉及从存在锌杂质的浓縮物中制备适合于火法冶金处理的铜浓縮物的方法。根据所述方法，在大气温度和压力下，利用含硫酸的溶液在氧化条件下从浓縮物中浸提锌。在浸提结束时，调节所述条件以使得所有溶解的铜发生沉淀。
背景技术：
：复杂的硫化铜浓縮物含有除铜之外的其它非铁金属例如锌。当用于火法冶金回收铜的硫化物浓縮物含有例如锌时，这使得所述方法复杂。在火法冶金过程中，包含在浓縮物中的锌蒸发并以氧化锌的形式进入细灰尘中，由此将其单独回收。目前熔炉面临浓縮物中杂质的困扰，例如铜浓縮物的锌含量应低于3%。在现有技术中，已知许多从铜浓縮物中分离锌的方法。在许多专利公布如US4279867、JP59160558和RU2135298中描述了使用选择性浮选的分离方法。然而，有时矿石的矿物学性质使得即使利用选择性浮选也不能得到良好的结果。另一种方法是在使得锌蒸发的温度下首先对所述浓縮物进行处理并以氧化锌的形式回收，其后，以期望方式对铜浓縮物做进一步处理。在例如专利CN1288966中描述了这种方法。如果以火法冶金的方式对所述浓縮物做进一步处理，则所述方法需要构造两种炉子装置。另外，一个劣势是形成了二氧化硫，这需要对其自身进行处理的设备。美国专利公布4260588描述了处理复杂的硫化铜浓縮物的提级的方法。在升高的温度和压力下，在约3的pH值下，利用含铜的氯化物溶液对所述浓縮物进行浸提。作为浸提的结果，得到含有铜和铁的硫化物浓縮物，并由浸提回收所述复杂浓縮物中所含的其它非铁金属例如锌、镍和钴。所述方法非常复杂且昂贵。另一个认为是缺点的事实是需要小心地从浓縮物中除去氯化物，以使得它们不会在浓縮物的进一步处理中引发问题。发明目的本发明的目的是实现对含锌的硫化铜浓縮物进行提级以使得所述浓縮物适合于火法冶金回收铜的方法，该方法通过从所述浓縮物中除去锌来实现。发明概述本发明涉及对含锌的硫化铜浓縮物进行提级以使得所述浓縮物适合于火法冶金回收铜的方法，该方法通过从所述浓縮物中除去锌来实现。该方法的特征在于首先在氧化条件下在大气压力和温度下利用含硫酸的溶液对所述浓縮物进行浸提而从所述浓縮物中除去锌，并在浸提结束之前，向浸提阶段供应还原剂以将溶解的铜沉淀出来。根据本发明的方法的特征在于在浸提阶段结束时，将硫酸浓度调整为0100克/升，优选525克/升。根据本发明的方法的特征也在于将氧化剂供应到所述浸提阶段中。根据本发明的一个实施方案，所使用的氧化剂为气体，其为下列气体中的至少一种空气、富氧空气和氧气。根据本发明的另一个实施方案，所使用的氧化剂为下列物质中的至少一种过氧化氢、二氧化锰和高锰酸钾。根据本发明的方法的特征也在于调节氧化还原电势以使得在浸提开始时铜最少为10毫克/升且在浸提结束时溶液中不含铜。根据本发明的一个实施方案，在所述浸提阶段结束时供应的所述还原剂为还原性气体。所述气体一般为硫化氢。根据本发明的另一个实施方案，在所述浸提阶段结束时供应的所述还原剂为硫氢化钠或硫化钠。根据本发明的还另一个实施方案，在所述浸提阶段结束时供应的所述还原剂为硫化铜浓縮物。根据本发明的方法的特征在于在浸提开始时溶液中铁最少为O.1克/升且铜至少为10毫克/升。在所附的权利要求书中，使得本发明的基本特征变得显而易见。发明详述在根据本发明的方法中，将含锌的硫化铜浓縮物送去进行浸提，目的是从该浓縮物中浸提出一定量的锌以使得所述浓縮物适合于火法冶金处理。浸提是以硫酸盐为基础的并在大气条件下进行。大气条件是指在未加压的反应器中并在至多105t:的温度下进行的浸提。硫化铜浓縮物主要为初级硫化铜例如黄铜矿且基本上不含次级硫化物。在从浓縮物中浸提锌的条件下，黄铜矿基本上不溶解。将含锌的硫化铜浓縮物供应至含硫酸的溶液中，其中在浸提结束时将酸的浓度调节为0100克/升并优选525克/升。在浸提开始时，向该溶液中供应氧化剂，所述氧化剂为例如氧化性气体例如空气、富氧空气或氧气。所述氧化剂还可以为非气体物质例如过氧化氢、高锰酸钾或氧化锰。浸提的其它优势在于含酸的溶液含有少量溶解的铁和铜。足够量的铁使得锌以充分的速率溶解，即改善了溶解动力学。优选地，铁至少为0.1克/升，一般超过5克/升。在溶液中铜至少为10毫克/升。溶液中的铜对铁的氧化起催化作用。在根据下列反应(2)溶解锌的过程中，氧化了的铁发生沉淀2FeS04+H2S04+0.502—Fe2(S04)3+H20(1)ZnS+Fe2(S04)3—ZnS04+2FeS04+S(2)已经发现，在使锌溶解的时间内进行所述试验时，然而溶解度铜非常少。然而，铜的溶解不是问题，因为在浸提结束时其被沉淀回去。调节浸提的氧化还原电势以使得在浸提开始时，溶液中的铜至少为10毫克/升且在浸提结束时溶液中不含铜。根据本发明选择性浸提方法的特征在于，对浸提过程进行监测以使得在浸提结束时，将溶液的酸浓度调节在期望的范围内。同时，确定溶解锌所需要的氧化剂的量，并在浸提开始时供应至浸提反应器内。所述浸提反应器优选为搅拌反应器。当供应了需要量的氧化剂时，反应继续进行，即便氧化剂已经结束供应。当浓縮物的锌含量降至期望水平时，部分铜也会溶解。在浸提结束时通过某些还原剂将溶解的铜沉淀出来。所述还原剂可以为固体、液体或气体例如硫化氢。其它还原剂为例如硫氢化钠NaHS、硫化钠Na2S或硫化铜浓縮物自身，其充当缓慢的还原剂。从浸提得到的结果为铜浓縮物，其锌含量低以适合于浓縮物的火法冶金处理。以期望的方式对硫酸锌溶液进行处理以制造商业产物。目的是将工艺条件下浸提的总时间和总成本保持在最经济可行的水平。由此，要考虑缓慢还原的还原剂所需要的长浸提时间和另一方面快速起作用的还原剂可能的更高成本和试剂消耗(即时间对试剂消耗)。实施例实施例1在体积为10L的反应器中对硫化铜浓縮物进行浸提。所述浓縮物由下列矿物构成CuFeS2、FeS2、ZnS。浓縮物的粒度为d。.5=10iim，id。.9=35ym。浓縮物的组成如下表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在大气压和95°C的温度下进行浸提且浸提时间为9小时。溶液含有9.6克/升的二价铁和1克/升的铜。溶液中的固体含量为200克/升且在浸提开始时，溶液的H2S04浓度为50.8克/升。所使用的含氧气体为氧气，将其供应至反应器中并持续3小时，其后停止供应。使用新鲜的浓縮物进行还原，并在试验开始后67小时时向反应器中供应1.lkg。如下表2中所示，浓縮物的锌含量降至1.4%的值且铜含量升至21.4%。根据平衡计算，浸提中损失的铜量低于10%。结果显示，所述浓縮物充当缓慢的还原剂，且如果继续进行浸提，则铜将逐渐沉淀回来。不用怀疑，如果可能进行长时间的还原，所述浓縮物为最成本有效的还原剂。利用Pt电极和Ag/AgCl电极对测量氧化还原电势。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例2在该试验中，浸提的浓縮物的组成与实施例1的相同，并使用同样的浸提反应器、浸提压力和温度。浸提时间为ll小时。溶液含有52.5克/升的硫酸、9.8克/升的二价铁和1.1克/升的铜。在1小时之后停止对溶液的氧化，并供应硫化氢作为还原气体并持续1011小时。浓縮物的锌含量降至1.0%的值且铜含量升至20.6%的值。所述还原使得所有溶解的铜沉淀出来，所以不会产生铜损失。将浸提过程示于表3中。表3显示，当氧化结束时，氧化还原电势快速地从406毫伏的水平降至390毫伏的水平。在供应还原剂之前，所述值为330毫伏，且一旦开始供应还原剂，则快速降至86毫伏的值。207毫伏的最终值表明，很可能随补充水引入了氧气。所述表还表明，供应较少量的还原气体就足够了，因为一旦开始供应还原气体，溶解的铜就发生沉淀。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求对含锌的硫化铜浓缩物进行提级以使得所述浓缩物高度适合于火法冶金回收铜的方法，该方法通过从所述浓缩物中除去锌来实现，特征在于，在大气压力和温度下首先在氧化条件下利用含硫酸的溶液对所述浓缩物进行浸提而从所述浓缩物中除去锌；在所述浸提结束前，向浸提阶段供应还原剂以沉淀溶解的铜。2.根据权利要求l的方法，特征在于，在所述浸提阶段结束时，将硫酸的浓度调节至0100克/升，优选525克/升。3.根据权利要求1或2的方法，特征在于，向所述浸提阶段供应氧化剂。4.根据权利要求3的方法，特征在于，使用气体作为所述氧化剂，该气体为下列物质中的至少一种空气、富氧空气和氧气。5.根据权利要求3的方法，特征在于，使用下列物质中的至少一种作为氧化剂过氧化氢、二氧化锰和高锰酸钾。6.根据前述权利要求15中任一项的方法，特征在于，调节氧化还原电势以使得在所述浸提开始时，所述溶液含有至少10毫克/升的铜并在所述浸提结束时，所述溶液中不含铜。7.根据前述权利要求16中任一项的方法，特征在于，在所述浸提阶段结束时供应的所述还原剂为还原性气体。8.根据权利要求7的方法，特征在于，所述气体为硫化氢。9.根据前述权利要求16中任一项的方法，特征在于，在所述浸提阶段结束时供应的所述还原剂为硫氢化钠或硫化钠。10.根据前述权利要求16中任一项的方法，特征在于，在所述浸提阶段结束时供应的所述还原剂为硫化铜浓縮物。11.根据前述权利要求110中任一项的方法，特征在于，在所述浸提开始时，所述溶液含有至少0.1克/升的铁和至少10毫克/升的铜。全文摘要本发明涉及从存在锌杂质的浓缩物中制备适合于火法冶金处理的铜浓缩物的方法。根据所述方法，利用含硫酸的溶液在氧化条件下于大气温度和压力下，将锌从所述浓缩物中浸提出来。在所述浸提结束时，调节所述条件以使得已经溶解的所有铜发生沉淀。文档编号C22B3/08GK101796204SQ200880105783公开日2010年8月4日申请日期2008年9月3日优先权日2007年9月7日发明者H·塔卡拉,J·提霍宁,J·莱皮宁申请人:奥图泰有限公司