[发明专利]铜的回收方法

说明书

本发明涉及铜的回收。

从硫化铜精矿回收铜通常由火法冶金工艺来实现。将可由泡沫浮选回收的铜精矿干燥并在各种类型的炉中冶炼成铜锍，再将铜锍精炼成金属铜。

湿法冶金处理法已被开发并且许多工艺已被报导。据申请人所知，很少被工业应用。

经常通过溶剂萃取和电积法来回收铜，但这种工艺一般应用于氧化物矿。低品位的硫化物铜矿由矿堆浸出和堆摊浸出来处理。用这些方法产生的溶液，通过溶剂萃取和电积法处理，以使在阴极产生纯铜金属。细菌作用也可导致铜的溶解。

带有酸可溶铜的铜精矿有时通过在具有合适的酸，如硫酸的搅拌的槽中浸出处理。该溶液既可直接由电积处理，也可在电积前通过溶剂萃取来处理。

许多铜精矿是低品位的，这使冶炼成本高。一些铜精矿含有不适合冶炼工艺的元素，例如砷。冶金公司不愿购买这些精矿和根据元素的含量和性质而施行罚款。

铜精矿的溶解是已知的。可将铜矿、如辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿、蓝辉铜矿、硫砷铜矿和黝铜矿溶入硫酸铁中。可使用其它浸出剂，如氯化铁和氨水，但这有腐蚀性或成本的缺点。

硫酸铁是一种可用于上述铜矿的浸出剂，但其缺点是该浸出剂被消耗并转变成硫酸亚铁。不是该溶液必须以硫酸铁高度浓缩，就是被处理的铜精矿的量相对于该溶液体积必须很小。这意味着溶液对固体的比例大。

已知细菌作用能将硫酸亚铁转变成硫酸铁。这种现象的优点是浸出期间再生硫酸铁。这样，可使用更小体积的溶液，因为硫酸铁浸出剂可反复用来浸出更多的精矿。作为一个例子，辉铜矿的浸出以如下方式发生：

Cu₂s+2Fe₂(SO₄)₃  2CuSO₄+4FeSO₄+S硫酸亚铁可由细菌作用再生。将空气吹入搅拌的槽中，在槽中浸出和再生按照下述反应同时发生：

该工艺过程中的缺点是必须向搅拌的槽中添加硫酸以满足第二个反应。由细菌作用产生一些硫酸，由此在第一个反应中形成的硫被氧化成硫酸，但它不足以满足氧化反应：

如果将三个反应加在一起，就会发现还必须将硫酸加到搅拌的反应器中

本发明提供一种回收铜的方法，它包括如下步骤：

(a)以矿浆形态生物氧化硫化铜精矿，以溶解铜成为可溶性硫酸铜；

(b)使矿浆经受固/液分离，以产生铜浓度高的溶液；

(c)用溶剂萃取剂处理该溶液，以通过该萃取剂使铜离子与氢离子交换，以产生硫酸含量高的，而硫酸铜含量低的残液；

(d)用硫酸溶液洗提溶剂萃取剂；

(e)从硫酸溶液中电积铜；和

(f)在步骤(a)中使用至少一部分来自步骤(c)的残液。

在步骤(a)中使用空气与加入到所用溶液中的硫酸一起将溶液中的铁不断地再氧化成硫酸铁，以形成矿浆。如简要说明的，从残液中衍生出所需的至少部分的硫酸。

精矿与溶剂萃取步骤(c)以前的，即与供到溶剂萃取步骤中的溶液之比可通过例如改变残液与精矿之比来调节，以使溶液中的铜浓度超过10克/升，更好超过20克/升，理想为25-30克/升。

要达到这样希望的高水平铜浓度，必须预先将浸出物浓缩到更高的水平，因为浸出物被过滤和冲冼，而这样就稀释了精矿。

可使用任何合适的细菌进行步骤(a)中的生物氧化。根据矿物类型，例如可使用一种或几种下述的嗜温菌或嗜热菌，如硫杆菌属氧化铁杆菌、硫杆菌属氧化硫杆菌、细螺旋体属(Leptospirrilum)氧化铁菌、硫杆菌属(Thiolbacillum)Caldus和硫化裂片菌属。

为氧化辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿、蓝辉铜矿、硫砷铜矿和黝铜矿可使用混合的嗜温菌，如硫杆菌属氧化铁杆菌、硫杆菌属氧化硫杆菌和细螺旋体属氧化铁菌。如果使用这些细菌，在进行步骤(a)所用槽中的温度可保持在直到约45℃的值。