专利名称：一种处理含铜物料的方法
技术领域：
本发明涉及一种处理冶炼过程所得废料的方法，尤其涉及一种处理含铜物料的方法。
背景技术：
冶炼过程产出的各种含铜物料处理工艺较多，主要有以下几种
1、氧化焙烧一浸出一蒸发一结晶生产硫酸铜。该工艺得到的产品纯度难以达到要求。2、硫酸化焙烧，再加入硫酸浸出，经过滤蒸发结晶，生产硫酸铜产品。该工艺对环 境污染较严重，且产品纯度难以达到要求。3、采用空气氧化溶解，蒸发结晶，生产硫酸铜产品法生产，生产效率较低，铜的浸 出率较低。4、以铜电解液产出的粗硫酸铜和雾化铜粉为原料，通过溶解一浸出一蒸发一结晶 —干燥的工艺生产饲料和电镀级硫酸铜产品。该工艺对原料的要求较高，且生产成本较高。5、采用盐酸溶解，然后用氨水沉淀一洗涤一溶解一蒸发一结晶的工艺生产饲料级 和普通硫酸铜产品。但是该工艺的生产成本较高。以上几种工艺方法存在的共同问题是一是对环境污染较严重；二是不能综合回 收含铜物料中的其他有价金属；三是产品纯度较差，不能满足高端用户需求；四是生产成 本偏高，且对原料的要求较高，工艺对原料的适应性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种处理含铜物料的方法，该方法可以解决上述 问题。上述目的是通过下述方案实现的
一种处理含铜物料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤
(1)采用微泡溶铜设备利用废酸作为浸出溶液，在无外加热源条件实现固体含铜物料 的浸出，通过控制体系的液固比，使浸出溶液的PH值在1. 0-2. 0 ；
(2)过滤步骤(1)得到的浸出溶液，除去其中的不溶性物质，得到澄清溶液；
(3)将过滤后澄清溶液体积的10-50%采用旋流电解技术生产电积铜；
(4)将过滤后澄清溶液体积的50-90%采用化学除杂、溶剂萃取深度除杂铜镍分离、蒸 发结晶工艺生产硫酸铜产品；
(5)溶剂萃取过程产出的硫酸镍萃余液采用碳酸钠沉淀制备碳酸镍；
并且，在步骤(3)中采用旋流电解技术生产电积铜的过程中，当溶液中铜离子浓度小于 10g/L时，返回步骤(1)的浸出工序作为浸出酸使用；在步骤(4)中生产硫酸铜过程中产出 的母液返回浸出工序作为浸出酸使用。根据上述的方法，其特征在于，所述萃取用溶剂为P204萃取剂，且控制溶液与有 机物的相比为4:1-6:1。
根据上述的方法，其特征在于在步骤(1)中，废酸是含有铜、镍、铁、钙、镁、铅杂 质的废酸，酸的浓度在30-500g/L ；所述固体含铜物料为包含铜、镍、铁杂质互含难浸出的 固体物料。根据上述的方法，其特征在于，所述固体含铜物料为黑铜渣或海绵铜。根据上述的方法，其特征在于在步骤(3)中，所述澄清溶液体积的10-50%采用旋 流电解技术生产电积铜，电解前溶液的铜离子浓度范围为1-110 g/L，酸浓度范围为10-300 g/L，电解前溶液可以含有镍、铁、钙、镁、铅、砷、锑、铋杂质中的一种或若干种，每一种杂质 离子的浓度范围均在0. 01-10g/L,电流密度控制在600-800A/m2，槽电压控制在3. 0-3. 2V ； 电积后液铜离子浓度范围为0. 05-10g/L。根据上述的方法，其特征在于在步骤(4)中，所述澄清溶液体积的另外50-90%进 行化学除杂的步骤包括采用次次氯酸钠作为氧化剂，加入量为溶液中砷含量的5-6倍，控 制pH在2. 0-2. 5，反应时间2-3小时，然后加入碳酸钠将溶液pH值调至4. 0-4. 5后过滤，以 砷酸铁、砷酸钙镁的形式同时除去溶液中的铁、钙、镁、砷杂质。根据上述的方法，其特征在于在步骤(3)中，电积后溶液铜离子浓度在1-10 g/L 时返回浸出工序做浸出酸使用。该方法适用于铜电解净化过程产出的黑铜渣、镍电解产生的海绵铜及各种含铜废 酸的处理，既可以综合回收利用各种复杂含铜物料中的铜、镍等有价金属，又可以循环利用 各种工业废酸，而且具有运行成本低，对环境友好等优点。
具体实施例方式实施例1
在微泡溶铜器中加入铜电解产出的铜电解液(硫酸的浓度为180 g/L)，然后加入冶炼 产出的海绵铜进行浸出反应，控制浸出反应终点溶液酸的浓度为20 g/L，铜离子浓度为80 g/L，然后将溶液进行过滤，得到清澈透明的过滤液，过滤后的溶液体积的50%采用旋流电 解技术生产电积铜，电流密度控制在600-800A/m2，槽电压控制在3. 0-3. 2V，当铜离子浓度 降低到10 g/L，硫酸浓度到115 g/L，将这部分电积后液返回浸出工序作为浸出酸循环使 用；过滤后溶液的另外50%加入次氯酸钠氧化，控制pH在2. 0-2. 5，反应时间2-3小时，然后 加入碳酸钠将溶液PH调至4. 0-4. 5后过滤，使溶液中的砷、铁、钙、镁等杂质以砷酸铁、砷酸 钙等形式除去，砷的脱除率在98%以上；然后将过滤后的溶液进行溶剂萃取除杂(使用P204 萃取剂)，控制溶液与有机物的相比为6:1，负载有机用氢离子浓度为2. 5N的硫酸作为反萃 酸进行反萃取，得到铜离子浓度为90 g/L左右的硫酸铜反萃液；然后蒸发结晶得到硫酸铜 产品，蒸发后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取过程产出的硫酸镍萃余液采用碳 酸钠沉淀制备碳酸镍。实施例2
在微泡溶铜器中加入旋流电解过程产出的电解后液(硫酸的浓度为115 g/L)，然后加 入冶炼铜电解净化过程产出的黑铜渣进行浸出反应，控制浸出反应终点溶液酸的浓度为 30 g/L，铜离子浓度为65 g/L，然后将溶液进行过滤，得到清澈透明的过滤液，过滤后的溶 液体积的50%采用旋流电解技术生产电积铜，电流密度控制在600-800A/m2，槽电压控制在 3. 0-3. 2V，当铜离子浓度降低到5 g/L，硫酸浓度升到120 g/L，将这部分电积后液返回浸出工序作为浸出酸循环使用；过滤后溶液的另一部分加入次氯酸钠氧化，控制PH在2. 0-2.5， 反应时间2-3小时，然后加入碳酸钠将溶液pH调至4. 0-4. 5后过滤，使溶液中的砷、铁、钙、 镁等杂质以砷酸铁、砷酸钙等形式除去，砷的脱除率在98%以上；然后将过滤后的溶液进行 溶剂萃取除杂(使用P204萃取剂)，控制溶液与有机物的相比为6:1，负载有机用氢离子浓 度为3. ON的硫酸作为反萃酸进行反萃取，得到铜离子浓度为90 g/L左右的硫酸铜反萃液； 然后蒸发结晶得到硫酸铜产品，蒸发后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取过程产 出的硫酸镍萃余液采用碳酸钠沉淀制备碳酸镍。实施例3
在微泡溶铜器中加入铜熔炼过程产出的湿法收尘液(硫酸的浓度为300 g/L)，然后加 入冶炼产出的海绵铜进行浸出反应，控制浸出反应终点溶液酸的浓度为10 g/L，铜离子浓 度为100 g/L，然后将溶液进行过滤，得到清澈透明的过滤液，过滤后的溶液体积的10%采 用旋流电解技术生产电积铜，电流密度控制在800A/m2，槽电压控制在3. 0-3. 2V，当铜离子 浓度降低到0.05 g/L，硫酸浓度到160 g/L，将这部分电积后液返回浸出工序作为浸出酸循 环使用；过滤后溶液的另外90%加入次氯酸钠氧化，控制pH在2. 0-2. 5，反应时间2-3小时， 然后加入碳酸钠将溶液PH调至4. 0-4. 5后过滤，使溶液中的砷、铁、钙、镁等杂质以砷酸铁、 砷酸钙等形式除去，砷的脱除率在98%以上；然后将过滤后的溶液进行溶剂萃取除杂(使用 P204萃取剂)，控制溶液与有机物的相比为6:1，负载有机用氢离子浓度为2. 8N的硫酸作为 反萃酸进行反萃取，得到铜离子浓度为90 g/L左右的硫酸铜反萃液；然后蒸发结晶得到硫 酸铜产品，蒸发后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取过程产出的硫酸镍萃余液采 用碳酸钠沉淀制备碳酸镍。实施例4
在微泡溶铜器中加入生产电解铜粉过程产出的电积残液(硫酸的浓度为90g/L)，然后 加入冶炼铜电解净化过程产出的黑铜渣进行浸出反应，控制浸出反应终点溶液酸的浓度 为20 g/L，铜离子浓度为50 g/L，然后将溶液进行过滤，得到清澈透明的过滤液，过滤后的 溶液体积的30%采用旋流电解技术生产电积铜，电流密度控制在600A/m2，槽电压控制在 3. 0-3. 2V，当铜离子浓度降低到10g/L，硫酸浓度到80g/L，将这部分电积后液返回浸出工 序作为浸出酸循环使用；将过滤后溶液体积的70%加入次氯酸钠氧化，控制pH在2. 0-2. 5， 反应时间2-3小时，然后加入碳酸钠将溶液pH调至4. 0-4. 5后过滤，使溶液中的砷、铁、钙、 镁等杂质以砷酸铁、砷酸钙等形式除去，砷的脱除率在98%以上；然后将过滤后的溶液进行 溶剂萃取除杂(使用P204萃取剂)，控制溶液与有机物的相比为6:1，负载有机用氢离子浓 度为2. 5N的硫酸作为反萃酸进行反萃取，得到铜离子浓度为80 g/L左右的硫酸铜反萃液； 然后蒸发结晶得到硫酸铜产品，蒸发后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取过程产 出的硫酸镍萃余液采用碳酸钠沉淀制备碳酸镍。实施例5
在微泡溶铜器中加入铜电解产出的铜电解液(硫酸的浓度为180 g/L)，然后加入冶炼 产出的海绵铜进行浸出反应，控制浸出反应终点溶液酸的浓度为20 g/L，铜离子浓度为80 g/L，然后将溶液进行过滤，得到清澈透明的过滤液，过滤后的溶液体积的50%采用旋流电 解技术生产电积铜，电流密度控制在600A/m2，槽电压控制在3. 0-3. 2V，当铜离子浓度降低 到10 g/L，硫酸浓度升到115 g/L，将这部分电积后液返回浸出工序作为浸出酸循环使用；过滤后溶液的另外50%加入次氯酸钠氧化，控制PH在2. 0-2. 5，反应时间2-3小时，然后加 入碳酸钠将溶液PH调至4.0后过滤，使溶液中的砷、铁、钙、镁等杂质以砷酸铁、砷酸钙等形 式除去；然后将过滤后的溶液进行溶剂萃取除杂(使用P204萃取剂)，控制溶液与有机物的 相比为4:1，负载有机用氢离子浓度为2. 5N的硫酸作为反萃酸进行反萃取，得到铜离子浓 度为100 g/L左右的硫酸铜反萃液；然后蒸发结晶得到硫酸铜产品，蒸发后的母液返回浸 出工序配置浸出酸；P204萃取过程产出的硫酸镍萃余液采用碳酸钠沉淀制备碳酸镍。实施例6
在微泡溶铜器中加入旋流电解过程产出的电解后液(硫酸的浓度为115 g/L)，然后加 入冶炼铜电解净化过程产出的黑铜渣进行浸出反应，控制浸出反应终点溶液酸的浓度为30 g/L，铜离子浓度为65 g/L，然后将溶液进行过滤，得到清澈透明的过滤液，过滤后的溶液体 积的50%采用旋流电解技术生产电积铜，电流密度控制在800A/m2，槽电压控制在3. 2V，当 铜离子浓度降低到5 g/L，硫酸浓度升到120 g/L，将这部分电积后液返回浸出工序作为浸 出酸循环使用；过滤后溶液的另一部分加入次氯酸钠氧化，控制PH在2. 0-2. 5，反应时间 2-3小时，然后加入碳酸钠将溶液PH调至4. 5后过滤，使溶液中的砷、铁、钙、镁等杂质以砷 酸铁、砷酸钙等形式除去；然后将过滤后的溶液进行溶剂萃取除杂(使用P204萃取剂)，控 制溶液与有机物的相比为5:1，负载有机用氢离子浓度为3. ON的硫酸作为反萃酸进行反萃 取，得到铜离子浓度为90 g/L左右的硫酸铜反萃液；然后蒸发结晶得到硫酸铜产品，蒸发 后的母液返回浸出工序配置浸出酸；P204萃取过程产出的硫酸镍萃余液采用碳酸钠沉淀 制备碳酸镍。实施例7
在微泡溶铜器中加入铜电解产出的铜电解液(硫酸的浓度为180 g/L)，然后加入冶炼 产出的海绵铜进行浸出反应，控制浸出反应终点溶液酸的浓度为20 g/L，铜离子浓度为80 g/L，然后将溶液进行过滤，得到清澈透明的过滤液，过滤后的溶液体积的50%采用旋流电 解技术生产电积铜，电流密度控制在600A/m2，槽电压控制在3. 0V,当铜离子浓度降低到10 g/L，硫酸浓度升到115 g/L，将这部分电积后液返回浸出工序作为浸出酸循环使用；过滤后 溶液的另外50%加入次氯酸钠氧化，控制PH在2. 0，反应时间3小时，然后加入碳酸钠将溶 液PH调至4.0后过滤，使溶液中的砷、铁、钙、镁等杂质以砷酸铁、砷酸钙等形式除去；然后 将过滤后的溶液进行溶剂萃取除杂(使用P204萃取剂)，控制溶液与有机物的相比为6:1， 负载有机用氢离子浓度为2. 5N的硫酸作为反萃酸进行反萃取，得到铜离子浓度为100 g/L 左右的硫酸铜反萃液；然后蒸发结晶得到硫酸铜产品，蒸发后的母液返回浸出工序配置浸 出酸；P204萃取过程产出的硫酸镍萃余液采用碳酸钠沉淀制备碳酸镍。实施例8
在微泡溶铜器中加入铜电解产出的铜电解液(硫酸的浓度为180 g/L)，然后加入冶炼 产出的海绵铜进行浸出反应，控制浸出反应终点溶液酸的浓度为20 g/L，铜离子浓度为80 g/L，然后将溶液进行过滤，得到清澈透明的过滤液，过滤后的溶液体积的50%采用旋流电 解技术生产电积铜，电流密度控制在800A/m2，槽电压控制在3. 2V，当铜离子浓度降低到10 g/L，硫酸浓度升到115 g/L，将这部分电积后液返回浸出工序作为浸出酸循环使用；过滤后 溶液的另外50%加入次氯酸钠氧化，控制PH在2. 5，反应时间2小时，然后加入碳酸钠将溶 液PH调至4.0后过滤，使溶液中的砷、铁、钙、镁等杂质以砷酸铁、砷酸钙等形式除去；然后将过滤后的溶液进行溶剂萃取除杂(使用P204萃取剂)，控制溶液与有机物的相比为6:1， 负载有机用氢离子浓度为2. 5N的硫酸作为反萃酸进行反萃取，得到铜离子浓度为100 g/L 左右的硫酸铜反萃液；然后蒸发结晶得到硫酸铜产品，蒸发后的母液返回浸出工序配置浸 出酸；P204萃取过程产出的硫酸镍萃余液采用碳酸钠沉淀制备碳酸镍。
权利要求
一种处理含铜物料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1)采用微泡溶铜设备利用废酸作为浸出溶液，在无外加热源条件实现固体含铜物料的浸出，通过控制体系的液固比，使浸出溶液的pH值在1.0 2.0；(2)过滤步骤(1)得到的浸出溶液，除去其中的不溶性物质，得到澄清溶液；(3)将过滤后澄清溶液体积的10 50%采用旋流电解技术生产电积铜；(4)将过滤后澄清溶液体积的50 90%采用化学除杂、溶剂萃取深度除杂铜镍分离、蒸发结晶工艺生产硫酸铜产品；(5)溶剂萃取过程产出的硫酸镍萃余液采用碳酸钠沉淀制备碳酸镍；并且，在步骤(3)中采用旋流电解技术生产电积铜的过程中，当溶液中铜离子浓度小于10g/L时，返回步骤(1)的浸出工序作为浸出酸使用；在步骤(4)中生产硫酸铜过程中产出的母液返回浸出工序作为浸出酸使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取用溶剂为P204萃取剂，且控制溶 液与有机物的相比为4:1-6:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤(1)中，废酸是含有铜、镍、铁、钙、 镁、铅杂质的废酸，酸的浓度在30-500g/L ；固体含铜物料为包含铜、镍、铁杂质互含难浸出 的固体物料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述固体含铜物料为黑铜渣或海绵铜。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤(3)中，所述澄清溶液体积的 10-50%采用旋流电解技术生产电积铜，电解前溶液的铜离子浓度范围为1-110 g/L，酸浓度 范围为10-300 g/L，电解前溶液可以含有镍、铁、钙、镁、铅、砷、锑、铋杂质中的一种或若干 种，每一种杂质离子的浓度范围均在0. 01-10g/L,电流密度控制在600-800A/m2，槽电压控 制在3. 0-3. 2V ；电积后液铜离子浓度范围为0. 05-10g/L。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤(4)中，所述澄清溶液体积的另外 50-90%进行化学除杂的步骤包括采用次次氯酸钠作为氧化剂，加入量为溶液中砷含量的 5-6倍，控制pH在2. 0-2. 5，反应时间2_3小时，然后加入碳酸钠将溶液pH值调至4. 0-4. 5 后过滤，以砷酸铁、砷酸钙镁的形式同时除去溶液中的铁、钙、镁、砷杂质。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤(3)中，电积后溶液铜离子浓度在 1-10 g/L时返回浸出工序做浸出酸使用。
全文摘要
本发明公开了一种处理含铜物料的方法，该方法首先用微泡溶铜设备实现海绵铜、黑铜渣等各种固体含铜物料的浸出，然后采用旋流电解技术与萃取除杂蒸发结晶的联合工艺分别生产电积铜和硫酸铜、硫酸镍等产品。该方法适用于铜电解净化过程产出的黑铜渣、镍电解产生的海绵铜及各种含铜废酸的处理，既可以综合回收利用各种复杂含铜物料中的铜、镍等有价金属，又可以循环利用各种工业废酸，而且具有运行成本低，对环境友好等优点。
文档编号C22B3/26GK101974689SQ201010291320
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者卓文, 宗红星, 李尚勇, 李德祥, 王清宏, 田教锋, 赵忠 申请人:金川集团有限公司