[发明专利]一种高硅铜锍氧压酸浸中控制水合硅蛋白结晶水量的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属湿法冶金领域，具体地说，涉及一种高硅铜锍氧压酸浸中控制水合硅蛋白结晶水量的方法。

背景技术

高硅铜锍系顶吹、底吹及侧吹等强化熔炼炉产出，在铜锍排放时会混入富铅渣，富铅渣主成分为硅酸铅(PbO.SiO₂)，因而形成高硅铜锍。在采用氧压酸浸工艺浸出铜锍中的铜时，硅酸铅中的硅以正硅酸(H₄SiO₄)形态进入溶液，在反应中后期溶液中的正硅酸析出入渣。

金炳界发表于《过程工程学报》(第8卷第6期)论文《高硅高铁含铜渣氧压酸浸过程》中，原料含SiO₂5.45％、铜电积废液返回氧压浸出时，出现了溶液中Si积累，导致澄清、过滤困难的问题，采取了加入CaO调节矿浆PH值到1.5，使部分Si呈硅灰石(Ca₃SiO₂.O₇)形态沉淀入渣。但加入CaO增加了成本，且加大了酸耗。

贺山明博士学位论文《高硅氧化铅锌矿加压酸浸工艺及理论研究》中，采取将酸可溶解二氧化硅浸出，利用高温高压等条件使进入溶液的正硅酸脱水后以SiO₂的形态析出入渣，但论文中未涉及到调控浸出矿浆的沉降性能、滤饼的体积量和含水量。

麦正海硕士学位论文《低品位高硅氧化锌矿加压浸出试验研究》中，将常温常压浸出得到的浸出液置于实验氧压釜中，在控制反应时间90min，反应温度150℃，釜内压力0.8Mpa时，浸出液中硅的脱除率为95％，得到的滤饼含水近90％，但论文中未提及入渣的二氧化硅形态，亦同样未涉及到调控浸出矿浆的沉降性能、滤饼的体积量和含水量。

本发明的发明人在实验室采用上述研究者的技术条件氧压酸浸高硅铜锍时，将浸出矿浆保温静置30min，矿浆沉降性能差，上清率仅为5～10％，无论单独或联合添加阳离子、阴离子或非离子絮凝剂，皆不能提高上清率，矿浆液固分离得到的滤饼含水为55～70％，滤饼不但含水分高，且体积庞大(滤饼体积为原料体积的5～8倍)，滤饼带走的水溶铜含量高，铜金属损失大，如果用清水洗涤，不仅耗水量大，还会导致流程体积膨胀；用高硅铜锍经常压浸出的浸出液(含SiO₂18.83g/L)，采用高温高压沉淀二氧化硅时，得到了淡黄色胶冻状沉淀，经烘箱105℃烘烤恒重后，含水91.33％；采用NaOH将常压浸出的浸出液中和到PH＝3.5时，也得到了淡黄色胶冻状沉淀，经烘箱105℃烘烤恒重后，含水92.67％。经分析，无论是采用高温高压或是中和手段，浸出液中析出的二氧化硅以水合硅蛋白(SiO₂·nH₂O)的形态析出，烘烤前其结晶水量(n值)为35～40，析出的水合硅蛋白结晶水含量高，是导致浸出矿浆中渣相体积庞大、澄清困难、滤饼水分高的原因。

发明内容

为克服背景技术中存在的问题，本发明公开了一种高硅铜锍氧压酸浸中控制水合硅蛋白结晶水量的方法。本发明使浸出矿浆中水合硅蛋白(SiO₂·nH₂O)的结晶水量大幅降低，矿浆中渣相的体积减小，从而提高浓密池上清率，液固分离后滤饼含水下降。减小了浸出矿浆中渣相的体积，利用矿浆浓密澄清。浸出矿浆液固分离后，减小了滤饼含水量，从而减少了滤饼的洗涤水量，节约了用水，且有利于流程体积平衡。

为实现上述目的本发明是通过如下技术方案实现的，所述的高硅铜锍氧压酸浸中控制水合硅蛋白结晶水量的方法采用下述步骤实现：

(1)将高硅铜锍破碎、球磨后,用清水浆化，控制矿浆浓度为0.8～1.4g/mL。

(2)将矿浆和铜电积废液，分别、连续泵至压力釜内，依据原料二氧化硅含量，控制入釜原料液固比＝3:1～5:1。

(3)压力釜内连续通入氧气，控制压力釜内温度130～150℃、总压0.6～0.8Mpa、反应时间2.0～3.0h。

(4)将反应后的矿浆排入闪蒸槽和调节槽泄压降温后，入浓密池进行浓缩沉降，沉降底流采用箱式压滤机进行液固分离，滤饼含水量为30～40％，滤饼体积为原料体积的1.5～2.0倍。

作为优选，步骤(1)中：高硅铜锍含酸可溶解SiO₂的量为5～15％。

作为优选，步骤(4)中：进入浓密池的浸出矿浆不添加絮凝剂，不用石灰中和，矿浆静置30min时上清率＞40％。