[发明专利]从铅冰铜中回收铜的工艺

说明书

技术领域  本发明涉及一种采用湿法冶金工艺从铅火法冶炼系统中产出的铅冰铜中回收铜，属于有色金属湿法冶金领域。

背景技术  在铅冶炼生产过程中，鼓风炉熔炼和粗铅火法精炼工序会产出含铜的硫化物——铅冰铜，该产物在大型企业里通常采用火法进行处理，在转炉中进行吹炼，得到粗铜，再进一步精炼得到电铜或者直接出售。中小型企业的铅冰铜一般当作铜原料出售给铜冶炼厂，在铜冶炼厂中与铜精矿配料使用，经过铜冶炼系统最后以阴极电铜形式产出。

铅冰铜在大型企业里通常采用火法进行处理，在转炉中进行吹炼，得到粗铜，但该方法存在金属回收率低、工艺流程长、操作成本高、环境污染严重等问题。一般铅冶金企业的铅冰铜数量有限，无法用上述方法处理(该方法难以小型化)，只好当作铜原料出售给铜冶炼厂，但这样其中含有的较高价值的铅银等金属作为杂质不但不能计价，反而计价的铜因为含有以上多种杂质售价也较低，造成了企业巨大经济损失。

发明内容  针对以上铅冰铜处理状况的种种问题和不足，本发明提供了一种从铅冰铜中回收铜的新工艺。该方法采用加压氧浸湿法工艺处理铅冰铜，利用氧气氧化铅冰铜中的金属硫化物，经处理后铜进入溶液，而铅银等金属留在渣中，浸出后的硫酸铜溶液可以直接电积得到合格阴极铜产品，而浸出渣可返回火法炼铅系统以回收其中的铅、银、硫等有价元素。该工艺为一清洁冶金过程，基本没有外排污物，对环境几乎没有污染，可以实现金属的选择性浸出(铜进入溶液，全部铅、银以及大部分铁留在浸出渣中)，具有工艺流程短，金属综合回收率高，规模可大可小，以及具有较强的实用性和对规模与原料的适应性等优点。

本发明从铅冰铜中回收铜的工艺可以通过方法步骤实现发明目的，

1.将铅冰铜块料磨至粒度小于40目以下；

2.研磨后的铅冰铜用废电积液或稀酸溶液调浆后送入高压釜，液固比10∶1，并通入氧气，在氧分压0.2~1.0MPa，总压0.5~1.5MPa，浸出温度100~150℃，硫酸浓度50~150g/L，浸出时间2~6h的浸出条件下氧化浸出铜，而铅则以硫酸铅的形式留在渣中；

3.浸出过程完成后，矿浆排出高压釜，进行液固分离，实现金属的初步分离；

4.含铜的浸出液采用电沉积方法回收溶液中的铜，获得符合国标的阴极铜产品；

5.浸出渣返回火法炼铅系统回收利用铅、银、单质硫有价元素。

其中步骤(4)电沉积铜后的废电积液返回高压釜作为浸出溶剂循环使用。

其中步骤(2)中液固比的大小可以根据浸出前后溶液中铜浓度的高低而确定。

具体按以下顺序步骤予完成：

(1)物料破碎：从铅冶炼系统放出的熔融铅冰铜冷却后通常为大块状，为保证金属较高浸出率，在进行下一步处理之前，必须进行破碎处理，通常用球磨机即可，将块料磨至粒度小于40目以下。

(2)氧压浸出：铅冰铜的主要成分是PbS、Cu₂S、FeS等金属的硫化物，较难采用常规方法直接将金属进行分离回收，必须使用强化手段处理。铅冰铜经过破碎到一定粒度以后，以矿浆的形式送入高压釜中，并加入适量的稀硫酸溶液，通入氧气，利用氧气作氧化剂，通过加压的方式增加溶液中氧的浓度，同时在高压条件下还可以提高溶液的温度，以强化氧化条件，提高金属浸出速率。在氧化过程中，原料中的硫被氧化为单质硫和硫酸根离子，铜得以释放，以Cu2+形式进入溶液，成为硫酸铜溶液。

氧压浸出的操作条件为：氧分压0.2～1.0MPa，总压0.5～1.5MPa，浸出温度100～150℃，浸出时间2～6h，硫酸浓度50～150g/L，铜浸出率可以达到95％以上。

(3)液固分离：在氧压浸出过程中，铜在高压釜内被浸出并以硫酸铜形式进入溶液，而铅以硫酸铅的形式进入渣中，银、铁也大部分留在渣中几乎不被浸取出来，经过氧压浸出后的矿浆排出高压釜后，采用常规方法进行液固分离，从而初步实现了金属的分离。

(4)电积沉铜：液固分离后的硫酸铜溶液作为电积沉铜的电解液，采用不溶阳极，经过常规电沉积的方法得到合格的阴极铜产品。电解废液再返回浸出工序，用于浸出铅冰铜中的铜，循环往复。

(5)浸出渣中有价金属的回收：氧化浸出铜后，铅会变为不溶的硫酸铅形式，银也基本不被溶出，因此，浸出渣中还含有铅、银等价值可观的有价金属和部分未完全浸出的铜，此外还有浸出过程中生成的单质硫，该渣并入铅熔炼炉配料使用，回收有价金属，同时进一步富集铜，单质硫作为燃料，有利于维持熔炼过程的温度，另外也可以提高烟气中二氧化硫的含量，有利于制酸。