[发明专利]铁粉还原含铜酸性浸出液制取海绵铜的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制取海绵铜的工艺方法，尤其是涉及一种铁粉还原含铜酸性浸出液制取海绵铜的工艺方法，属于化工生产制造技术领域。

背景技术

现有技术中，用含铜酸性浸出液制备海绵铜的工艺全部都为间歇式，其方法为先将一定浓度的含铜酸性浸出液放入置换槽，再按浸出液中铜的摩尔比例加入一定量还原铁粉，在机械或压空搅拌下反应一定时间，反应完成后进行相分离即得到海绵铜。对于间歇式置换反应制取海绵铜的工艺，已有多篇文献提及并对其进行了优化，如段志毅、孙胜奇的《低品位氧化铜矿酸制取海绵铜》，中国资源综合利用，2009年5月第27期5卷，对金堆地区某低品位氧化铜矿酸浸液间歇式制取海绵铜的工艺进行了优化，针对铜离子浓度分别为5g/L、8g/L、10g/L、15g/L的酸性浸液用铁粉在优化后的搅拌速度下进行还原反应，反应时间为8h时，还原铜的收率均小于80％；还原时间为12h时，收率提高到95～98％，这种制取海绵铜的方法，反应时间长、自动化程度和生产效率均较低。又如陈顺方、钟文远的《槽浸复杂氧化铜矿石生产海绵铜》，有色金属(冶炼部分)，2000年01期，提出了一种优化云南昭通地区复杂氧化铜矿石生产海绵铜的方法，该技术通过中间槽对沉降澄清后的浸出液再次沉降以除去浸出液中残留的矿浆，减少矿浆对铜离子的包裹，从而提高置换反应的置换率，该文献还对昭通彝良某海绵铜厂采用该技术后的成本构成和所产生的经济效益进行了分析，通过该经济效益分析发现，昭通彝良某海绵铜厂虽然采取该技术获得了较好的经济效益，但在浸出液制备海绵铜阶段存在劳动强度大、自动化程度低、污染大等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种劳动强度小、自动化程度高的用铁粉还原含铜酸性浸出液制取海绵铜的工艺方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：铁粉还原含铜酸性浸出液制取海绵铜的工艺方法，包括以下步骤，

先将参与反应的含铜酸性浸出液以30～100m3/h、铁粉以193～1260kg/H的速度加入主反应槽中，在这同时起动主反应槽内的搅拌器，使含铜酸性浸出液与铁粉混合并发生置换反应；

然后，随着主反应槽中含铜酸性浸出液和铁粉的不断加入，先期加入并发生置换反应的混合液体，从主反应槽下部侧壁上的混合液流出口流入中间反应槽中，在中间反槽内的搅拌器的作用下，继续发生熟化置换反应，将含铜酸性浸出液中的氧化铜彻底置换，生成含有海绵铜和硫酸亚铁的混合液；

接着，在中间反应槽中，发生完熟化置换反应的含有海绵铜和硫酸亚铁的混合液，在随主反应槽中流入中间反应槽的发生过置换反应的混合液的作用下，从中间反应槽中上部侧壁上的流出口，流入沉降槽中，沉降分离成下部的海绵铜和上部的含有硫酸亚铁的尾液；

最后，沉降在沉降槽下部的海绵铜通过设置在沉降槽底部的放料阀放出收集，溶解有硫酸亚铁的尾液从沉降槽顶部侧壁上的溢流口排出，这样便完成了铁粉还原含铜酸性浸出液制取海绵铜的工艺过程，并且随着主反应槽中连续不断的加入铁料和含铜酸性浸出液，使整个置换反应过程连续不断的进行。

进一步的是，含铜酸性浸出液与铁粉的混合液在主反应槽和中间反应槽内的反应时间分别为0.5～3.0h和2.0～4.5h。

进一步的是，设置在主反应槽和中间反应槽内的搅拌器为电动搅拌器。

进一步的是，电动搅拌器在主反应槽和中间反应槽内的搅拌速度分别为10～200rpm和5～100rpm。

进一步的是，含铜酸性浸出液与铁料在中间反应槽内进行熟化置换反应的过程中，每间隔一定的时间从沉降槽顶部侧壁的溢流口中提取流出的尾液进行化验，当尾液中的铜离子的含量超过规定值时，起动进口端与中间反应槽的底部连通，出口端与主反应槽的侧壁连通的内循环系统，使铜离子含量超过规定值的中间反应槽内的混合液在主反应槽和中间反应槽之间反复循环。

进一步的是，相邻两次取样的时间隔为0.5～5h。

进一步的是，内循环系统由泥浆泵构成，泥浆泵的进口端构成内循环系统的进口端，出口端构成内循环系统的出口端。

进一步的是，参加反应的含铜酸性浸出液中，铜离子的含量为3～15g/l、酸碱度值为0.5～2.0。

进一步的是，在含铜酸性浸出液与铁粉发生置换反应的过程中产生的废气，通过设置在主反应槽和中间应槽顶部的管道导出主反应槽和中间应槽。

进一步的是，参与反应的铁粉的含铁量为96％。