一种硫精矿低温焙烧梯度回收铜钴锌的方法与流程

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体涉及一种硫精矿低温焙烧梯度回收铜钴锌的方法。

背景技术：

硫精矿是制备工业硫酸的重要原料之一，主要含硫和铁，硫铁总含量往往在80％以上，硫精矿焙烧制酸后，烧渣一般以低品质铁精粉出售。由于矿石复杂，多金属伴生共生和选矿夹带等因素，硫精矿往往含有一定量的铜、钴、锌等金属，但是传统的硫精矿制酸工艺侧重考虑制酸和热量的最大化利用，焙烧温度控制越高越好，因此烧渣中铜、钴、锌通常以难溶铁酸铜、钴、锌的形式存在，浸出性能差，这就造成硫精矿中伴生铜、钴、锌无法高效经济地回收，存在一定的资源浪费现象。此外，如何高效经济地回收浸出液中的铜、钴、锌也是业内面临的技术难题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种硫精矿低温焙烧梯度回收铜钴锌的方法，可实现硫精矿中铜、钴、锌的梯度回收。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种硫精矿低温焙烧梯度回收铜钴锌的方法，包括如下步骤：

s1、对硫精矿进行低温焙烧；焙烧温度为450-700℃；焙烧时间1-3h；

s2、向步骤s1中低温焙烧得到的焙砂加入水进行水淬，水淬得到的矿浆进行一段水浸；水淬中焙砂与水重量比为1:2；一段水浸中反应温度为80-100℃，反应时间为0.5-1h；

s3、对步骤s2中一段水浸得到的矿浆进行高温高酸二段酸浸：每升矿浆中加入10-100g浓硫酸，反应温度为80-100℃，反应时间为1-3h；

s4、对步骤s3中二段酸浸得到的浸出液进行萃铜；萃铜有机相括lix984和磺化煤油，lix984和磺化煤油的体积比为1:7-10；萃铜有机相和浸出液的体积比为1:1-10；

s5、往步骤s4得到的萃铜后液通入二氧化硫和空气的混合气体除铁、锰，得到除铁锰后液；其中，反应温度为60-80℃，ph为4.0-4.5，电位为500-600mv，反应时间为2-5h；二氧化硫与空气的体积比为0.2-2：98-99.8；

s6、对步骤s5得到的除铁锰后液利用有机硫化物选择性沉钴，得到沉钴后液；有机硫化物的质量是钴的质量的14-16倍，反应温度为60-80℃，ph为4.5-5.2，反应时间为2-5h；

s7、对步骤s6得到的沉钴后液进行沉锌；反应温度为60-80℃，ph为7.5-8.5，反应时间为2-5h。

进一步地，步骤s1中，在硫精矿中掺入的铁焙砂一并进行低温焙烧，所述铁焙砂的质量占硫精矿和铁焙砂总质量的10-30％。

进一步地，步骤s1中，硫精矿中粒度为-200目的颗粒数量占65％或以上。

进一步地，步骤s2中，一段水浸在搅拌条件下进行，搅拌速率为300-500rpm。

进一步地，步骤s3中，高温高酸二段酸浸在搅拌条件下进行，搅拌速率为300-500rpm。

进一步地，步骤s4中，萃铜的方式为水相连续逆流萃取，萃取级数为1-4级，洗涤级数为1-3级，反萃级数为1-2级。

进一步地，步骤s5在搅拌条件下进行，搅拌速率为100-300rpm。

进一步地，步骤s6在搅拌条件下进行，搅拌速率为100-300rpm。

进一步地，步骤s7在搅拌条件下进行，搅拌速率为100-300rpm。

本发明的有益效果在于：

本发明方法通过在硫精矿掺入一定比例铁焙砂进行低温焙烧，使有价金属铜钴锌更易于浸出，再用高温水淬一段浸出和高温高酸二段浸出处理焙砂，可以最大程度地浸出铜、钴、锌，最后梯度回收浸出液中的铜、钴、锌。梯度回收中，首先浸出液通过萃取法回收铜，再进行除铁锰以净化溶液，然后用有机硫化物选择性沉钴使钴和锌分离，从而回收钴，最后加碱调节ph至7.5-8.5使锌沉淀回收锌。

通过本发明可实现硫精矿中铜、钴、锌的梯度回收。综合回收率高，铜回收率80％以上、钴回收率60％以上、锌回收率85％以上。工艺各单元成熟度高，全流程闭路循环，达到清洁生产要求，实现硫精矿伴生铜、钴、锌等资源综合回收利用。

附图说明

图1为本发明各实施例的总体流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

一种硫精矿低温焙烧梯度回收铜钴锌的方法，如图1所示，包括如下步骤：

s1、低温焙烧：取150g硫精矿和17g铁焙砂在450℃下氧化焙烧1h；硫精矿中粒度为-200目的颗粒数量占65％。

s2、高温水淬一段浸出：低温焙烧完成后，取出焙烧得到的所有焙砂直接加334g水进行水淬；水淬后得到的矿浆转移至搅拌槽中进行一段浸出，搅拌速率为300rpm，浸出1h，浸出温度为80℃。

s3、高温高酸二段浸出：对一段浸出后的矿浆加热控温至80℃，按每升矿浆加入10g浓硫酸的比例往矿浆中加入浓硫酸，设定搅拌速率为300rpm，浸出3h后，固液分离，得到浸出液；

s4、萃铜：取lix984和磺化煤油配成萃铜有机相，把萃铜有机相加入浸出液，震荡萃取5min，反复萃取4次；lix984和磺化煤油的体积比为1:7，萃铜有机相和浸出液的体积比为1:1；

s5、萃铜后液加热至80℃，通入按体积比包括二氧化硫2％和空气98％的混合气体，控制电位500mv，设定搅拌速率300rpm，再缓慢加入碳酸钙控制ph在4.0-4.5，反应2h后固液分离得到除铁锰后液；

s6、有机硫化物选择性沉钴：除铁锰后液加热至60℃，一次性加入钴的质量的16倍的有机硫化物(例如烃基黄原酸盐、二甲基二硫代氨基甲酸盐、萘酚)，控制ph4.5-5.2，搅拌速率100rpm，反应5h后固液分离。

s7、沉锌：沉钴后液加热至60℃，搅拌速率100rpm，缓慢加入锌的质量的3倍的碳酸钠，控制终点ph为7.5-8.5，反应5h后固液分离。

实施例2

一种硫精矿低温焙烧梯度回收铜钴锌的方法，包括如下步骤：

s1、低温焙烧：取150g硫精矿和64g铁焙砂在700℃下氧化焙烧2h。硫精矿中粒度为-200目的颗粒数量占65％。

s2、高温水淬一段浸出：低温焙烧完成后，取出焙烧得到的所有焙砂直接加428g水进行水淬；水淬后得到的矿浆转移至搅拌槽中进行一段浸出，搅拌速率为500rpm，浸出0.5h，浸出温度为100℃。

s3、高温高酸二段浸出：对一段浸出后的矿浆加热控温至100℃，按每升矿浆加入100g浓硫酸的比例往矿浆中加入浓硫酸，设定搅拌速率为500rpm，浸出1h后，固液分离，得到浸出液；

s4、萃铜：取lix984和磺化煤油配成萃铜有机相，把萃铜有机相加入浸出液中，震荡萃取5min，反复萃取4次；lix984和磺化煤油的体积比为1:10，萃铜有机相和浸出液的体积比为1:10；

s5、萃铜后液加热至60℃，通入按体积比包括二氧化硫0.2％和空气99.8％的混合气体，控制电位600mv，设定搅拌速率100rpm，再缓慢加入碳酸钙控制ph在4.0-4.5，反应5h后固液分离得到铁锰后液；

s6、有机硫化物选择性沉钴：除铁锰后液加热至80℃，一次性加入钴的质量的16倍的有机硫化物，控制ph4.5-5.2，搅拌速率300rpm，反应2h后固液分离。

s7、沉锌：沉钴后液加热至80℃，搅拌速率300rpm，缓慢加入锌的质量的3倍的碳酸钠，控制终点ph为7.5-8.5，反应2h后固液分离。

实施例3

一种硫精矿低温焙烧梯度回收铜钴锌的方法，包括如下步骤：

s1、低温焙烧：取150g硫精矿和50g铁焙砂在500℃下氧化焙烧3h。硫精矿中粒度为-200目的颗粒数量占65％。

s2、高温水淬一段浸出：低温焙烧完成后，取出焙烧得到的所有焙砂直接加400g水进行水淬；水淬后得到的矿浆转移至搅拌槽中进行一段浸出，搅拌速率为400rpm，浸出1h，浸出温度为90℃。

s3、高温高酸二段浸出：对一段浸出后的矿浆加热控温至85℃，按每升矿浆加入50g浓硫酸的比例往矿浆中加入浓硫酸，设定搅拌速率为400rpm，浸出3h后，固液分离，得到浸出液；

s4、萃铜：取lix984和磺化煤油配成萃铜有机相，把萃铜有机相加入浸出液，震荡萃取5min，反复萃取4次；lix984和磺化煤油的体积比为1:7，萃铜有机相和浸出液的体积比为1:1；

s5、萃铜后液加热至75℃，通入按体积比包括二氧化硫1％和空气99％的混合气体，控制电位550mv，设定搅拌速率300rpm，再缓慢加入碳酸钙控制ph在4.0-4.5，反应3h后固液分离得到铁锰后液；

s6、有机硫化物选择性沉钴：除铁锰后液加热至70℃，一次性加入钴的质量的16倍的有机硫化物，控制ph5.0-5.2，搅拌速率300rpm，反应3h后固液分离。

s7、沉锌：沉钴后液加热至70℃，搅拌速率300rpm，缓慢加入锌的质量的3倍的碳酸钠，控制终点ph为8.0-8.2，反应2h后固液分离。

实施例4

一种硫精矿低温焙烧梯度回收铜钴锌的方法，包括如下步骤：

s1、低温焙烧：取170g硫精矿和30g铁焙砂在550℃下氧化焙烧2h。硫精矿中粒度为-200目的颗粒数量占65％。

s2、高温水淬一段浸出：低温焙烧完成后，取出焙烧得到的所有焙砂直接加400g水进行水淬；水淬后得到的矿浆转移至搅拌槽中进行一段浸出，搅拌速率为400rpm，浸出0.5h，浸出温度为95℃。

s3、高温高酸二段浸出：对一段浸出后的矿浆加热控温至80℃，按每升矿浆加入15g浓硫酸的比例往矿浆中加入浓硫酸，设定搅拌速率为400rpm，浸出2h后，固液分离，得到浸出液；

s4、萃铜：取lix984和磺化煤油配成萃铜有机相，把萃铜有机相加入浸出液，震荡萃取5min，反复萃取4次；lix984和磺化煤油的体积比为1:8，萃铜有机相和浸出液的体积比为1:5；

s5、萃铜后液加热至75℃，通入按体积比包括二氧化硫0.5％和空气99.5％的混合气体，控制电位500mv，设定搅拌速率300rpm，再缓慢加入碳酸钙控制ph在4.0-4.5，反应3h后固液分离得到铁锰后液；

s6、有机硫化物选择性沉钴：除铁锰后液加热至80℃，一次性加入钴的质量的14倍的有机硫化物，控制ph4.8-5.0，搅拌速率300rpm，反应2h后固液分离。

s7、沉锌：沉钴后液加热至80℃，搅拌速率300rpm，缓慢加入锌的质量的3倍的碳酸钠，控制终点ph为8.0-8.2，反应2h后固液分离。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。