湿法炼锌中铜回收工艺的改进研究.pdf

2 0 1 3 年4 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 1 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．0 4 ．0 0 1 湿法炼锌中铜回收工艺的改进研究 姜艳，肖锐敏，李自静，孙丽达，黄笃树 红河学院理学院冶金系，云南蒙自6 6 1 l O O 摘要某厂湿法炼锌系统中由于铜回收率偏低，影响 出一中和工艺改为二段高酸浸出一中和沉矾工艺后 关键词湿法炼锌；铜回收；高酸浸出；中和沉矾 中图分类号T F 8 1 1 T F 8 1 3文献标志码A 了有价金属的综合回收水平。通过将原有的低酸浸 ，铜回收率提高了2 0 个百分点左右。 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 3 0 4 0 0 0 1 0 3 R e c o n s t r u c t i o no fC o p p e rR e c o v e r yi nZ i n cH y d r o m e t a l l u r g y J I A N GY a n ，X I A OR u i m i n ，L I M e t a l l u r g i c a lD e p a r t m e n t ，S c i e n c eC o l l e g eo f Z i j i n g ，S U NL i d a ，H U A N GD u s h u H o n g h eU n i v e r s i t y ，M e n g z i6 6 1 1 0 0 ．Y u n n a n ，C h i n a A b s t r a c t T h ec o p p e rr e c o v e r yo faz i n ch y d r o m e t a l l u r g yp l a n tw a sl o w ，a f f e c t i n gt h ec o m p r e h e n s i v er e c o v e r yo fv a l u a b l em e t a l s ．T h er e c o v e r yr a t eo fc o p p e ri si m p r o v e db ya b o u t2 0p e r c e n tp o i n ta f t e rt h ep r o c e s s t r a n s f o r m a t i o nf r o m “l o wa c i d i t yl e a c h i n g ，n e u t r a l i z a t i o n ’’t o “t w o s t e ph i g ha c i d i t yl e a c h i n g ，n e u t r a l i z a t i o nj a r o s i t ep r o c e s s ”． K e yw o r d s z i n ch y d r o m e t a l l u r g y ；c o p p e rr e c o v e r y ；h i g ha c i d i t yl e a c h i n g ；n e u t r a l i z a t i o nj a r o s i t ep r o c e s s 锌的硫化物矿石常与其他金属的硫化物伴生， 所以含锌硫化物常伴生有铅、铜、铁、银、铟、锗、金、 砷、锑等有价金属。国内较大铅锌矿山选出的锌精 矿中含铜量在0 ．0 9 ％～1 ．0 5 ％[ 1 ] ，所以硫化锌精矿 中所含的铜是极具回收价值的。随着国内外矿产资 源日益短缺，金属的综合回收利用越来越受到关注。 目前，在锌价较低的市场情况下，开展铜的回收技术 研究具有现实意义[ 2 ‘3 ] 。采用常规的湿法炼锌工艺 铜的回收率较低[ 4 ] ，本文对提高铜的回收率进行分 析和研究。 1低酸浸出一中和工艺 红河某厂锌精矿的主要成分 ％ Z n4 1 ．3 1 、F e 1 5 ．1 6 、C u0 ．5 2 ，焙烧矿采用低酸浸出一中和工艺， 中上清经净化后电积生产电锌，浸出渣及中和渣返 挥发窑回收锌和铟，中上清净化渣经镉工段处理产 出酸洗铜渣。工艺流程如图1 所示。 收稿日期2 0 1 2 0 9 2 1 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 0 0 7 4 0 1 9 作者简介姜艳 1 9 8 0 一 ，女，云南曲靖人，讲师． 焙烧矿 f L 1 酸浸液低浸渣 T 函瓣 中和渣 蹶霉 新液 璎冤霹笙两 图I 低酸浸出一中和工艺流程图 F i g ．1 F l o wc h a r to fl o wa c i d i t yl e a c h i n g - n e u t r a l i z a t i o np r o c e s s 在低酸浸出工序中，从酸浸液回收的铜占焙烧 矿含铜的2 0 ．2 5 ％，而在酸浸渣损失的铜占比 卤 一 万方数据 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年4 期 7 9 ．7 5 ％。锌浸出渣工艺矿物学研究表明，其最主要 的组成矿物为铁酸锌[ 5 ] 。铁酸锌中包裹夹杂铜的共 熔体，而低温低酸浸出难于分解铁酸锌[ 6 ] ，从而导致 了低酸浸出工序铜的损失过量。 中和工序中，中上清回收铜占酸浸液含铜的 6 5 ．7 6 ％，中和渣损失铜占比3 4 ．2 4 ％。中和工序为 保证溶液质量控制溶液p H 为5 ．3 ～5 ．4 ，这也导致 了铜的水解损失。在低酸浸出一中和工艺中，铜总 回收率为1 3 ．3 2 ％。 在低酸浸出工序中，由于锌精矿的高温焙烧，铜 的硫化矿物全部转化为氧化矿物，铜以 2 、 1 的 价态存在。由于二价的氧化铜在低酸浸出时几乎不 溶解，所以大部分的铜留在酸浸渣中。可见，要提高 铜的回收率，关键是控制焙烧矿的低酸浸出。 2 高酸浸出一中和沉矾新工艺 针对锌焙烧矿低酸浸出铜回收率低的情况，改进 了浸出工艺流程，增加了低浸渣的高酸浸出及高浸液 的中和沉矾工序，改进后的工艺流程如图2 所示。 2 ．1 低浸渣高酸浸出 取低浸渣2 0 0g 干重，含Z n2 0 ．1 1 ％、F e 3 1 ．5 9 ％、C u0 ．8 6 ％ 进行高酸浸出，试验条件液固 比4 1 ，温度9 0 ～9 5 ℃，时间4h 。结果见表1 。 从表1 可看出，经高酸高温浸出后，浸出渣中的 锌、铜损失明显减少，铜浸出率可达3 7 ％左右。 I 厂] 鎏 塑查 送混合槽 图2 高酸浸出一中和沉矾工艺流程图 F i g ．2 F l o wc h a r to fh i g ha c i d i t yl e a c h i n g 。 n e u t r a l i z a t i o nj a r o s i t ep r o c e s s 表1 低浸渣高酸浸出结果 T a b l e1R e s u l t so fh i g ha c i d i t yl e a c h i n go n l o wl e a c h i n gs l a g ⋯。苎譬旱兰渣竺彗苎安竺兰至，套譬氅竺竺苎竺 2 ．2 中和沉矾 娄 查竺虿竺兰竺 竺至兰，苎婴矍璧竺景耋 宣I l l ≤t 又f i x “ 1 ≥／1 “ 1 4 河。U3 矾9 条件温度8 。～9 0 ℃、时间 耋篓竺竺共熔体被高温高酸破坏，所以铜的浸出率 6h 、中和渣为中和剂’。藐氖若篥五表2 。 。“。 得到提高。 一⋯～’一。。”⋯’。 序号飞而丽嵩薪万而 中和渣 沉矾液／ g L 1 沉矾渣 瓦砺千蟊F i F 1 万i 菇■1 习万顸 由表2 数据可以计算出中和渣的铜平均浸出率 在2 9 ％左右。 由于低浸一中和工艺产出的中和渣中的铜会发 生水解，所以在采用高酸浸出后，将高浸液和中和渣 进行中和沉矾，水解产生的铜经中和沉矾的酸溶解 后就进入到溶液中。 3改进后的效果 实现低浸渣高酸浸出一中和沉矾连续作业后， 使铜的浸出率明显提高，同时水解人渣的铜明显降 低。试验结果表明，改进后的锌焙烧矿浸出工艺可 以使铜回收率达到3 0 ％左右。 下转第4 4 页 半 万方数据 4 4 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l 。b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年4 期 物反应生成的F e O H 。沉淀有吸附作用，在沉淀 过程中会将浸出的金重新带入渣中，从而降低了金 的浸出率。 3 ．3 温度对金浸出率的影响 固定条件矿样3 0g ，液固比6 ，次氯酸钠质量 浓度0 ．6 0m o l ／L ，p H1 3 ～1 4 ，浸出时间4h 。浸出 温度对金浸出率的影响如图3 所示。 零 、 料 丑 赠 删 图3 温度对金浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to ft e m p e r a t u r eO N l e a c h i n gr a t eo fg o l d 随温度的升高，次氯酸钠的活性增加，氧化性增 强，因此次氯酸钠的浸金效果显著增加；由于次氯酸 钠在3 5 ℃开始分解，当浸出温度升至3 5 ℃后，次氯 酸钠的快速分解不能完全使金浸出，浸金效果明显 降低。所以3 5 ℃为最佳浸金温度。 3 ．4 综合试验 综合上述各因素的试验结果，在下述条件下进 行3 次综合试验次氯酸钠质量浓度0 ．6m o l ／L ， p H1 3 ～1 4 ，液固比6 ，3 5 ℃浸出4h 。金浸出率分 别为7 6 ．0 ％、7 5 ．8 ％、7 6 ．7 ％。由此可知，金浸出率 稳定在7 5 ％以上。 4结论 1 次氯酸钠能够氧化分解贵州某难浸金矿中的 F e A s S 和F e S 包裹的金，该矿采用次氯酸钠浸出 是可行的。 2 在次氯酸钠质量浓度为0 ．6m o l ／L ，p H1 3 ～ 1 4 ，液固比6 ，3 5 ℃浸出4h 时，金浸出率可达7 5 ％ 以上。 参考文献 [ 1 ] 刘建中．贵州水银洞金矿床矿石特征及金的赋存状态 [ J ] ．贵州地质，2 0 0 3 ，g o 1 3 0 3 4 ． [ 2 ] 张兴仁，傅文章．国内外主要类型难浸金矿的处理方法 [ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 9 8 7 2 - 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