制酸烧渣综合回收铜钴实验.pdf

1 2 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年5 期 制酸烧渣综合回收铜钴实验 常耀超，王云，余群波 北京矿冶研究总院冶金所，北京1 0 0 0 4 4 摘要利用沸腾焙烧得到的硫铁矿制酸烧渣为原料，进行了酸浸、铜萃取、除铁、沉钴、尾渣氰化等综合回 收铜钴实验研究。实验结果表明，采用沸腾焙烧一酸浸一萃取一除铁沉钴工艺可得到合格的铁精粉；酸 浸铜浸出率为7 0 ．0 8 ％，钴浸出率为6 0 ．0 7 ％；铜萃取率9 3 ．6 ％，反萃率9 3 ．8 ％；萃余液除铁率大于 9 9 ．9 ％，沉钴率大于9 8 ．9o A 。 关键词硫铁矿；酸浸；回收；铜；钴；除铁 中图分类号T F 8 1 1 T F 8 1 6文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 0 0 5 - - 0 0 1 2 - - 0 3 C o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo fC o p p e ra n dC o b a l tf r o mA c i dM a k i n gS l a g C H A N GY a o c h a o ，W A N GY u n ，Y UQ u n b o B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g ＆M e t a l l u r g y ．B e i j i n g1 0 0 0 4 4 。C h i n a A b s t r a c t T h ec o m p r e h e n s i v er e c o v e r yo fc o p p e ra n dc o b a l tw e r ec a r r i e do u to nt h ep y r i t es l a go b t a i n e db y m e a n so ff l u i d i z e dr o a s t i n g ，s u c ha sa c i dl e a c h i n g ，c o p p e re x t r a c t i o n ，d e i r o n i n g ，c o b a l td e p o s i t i o na n dt a i l i n g sc y a n i d i n g ．T h et e s tr e s u l ti n d i c a t e st h a tt h eq u a l i f i e di r o nc o n c e n t r a t ep o w d e r sc a nb eo b t a i n e db ya d o p t i n gt h ef l u i d i z e dr o a s t i n g ，a c i dl e a c h i n g ，e x t r a c t i o n ，d e i r o n i n ga n dc o b a l td e p o s i t i o np r o c e s s ，a n dt h e a c i dl e a c h i n gr a t ei s7 0 ．0 8 ％f o rc o p p e ra n d6 0 ．0 7 ％f o rc o b a l t ；c o p p e re x t r a c t i o nr a t ei s9 3 ．6 ％，a n db a c k e x t r a c t i o nr a t ei S9 3 ．8 ％；t h ed e i r o n i n gr a t eo fr a f f i n a t e 9 9 ．9 ％，a n dc o b a l td e p o s i t i o nr a t e 9 8 ．9 ％． K e y w o r d s I r o np y r i t e ；A c i dl e a c h i n g ；R e c o v e r y ；C o p p e r ；C o b a l t ；D e i r o n i n g 德尔尼铜矿是2 0 世纪六七十年代发现的大型 铜钴矿床，现己建成日处理原矿石8k t ，年处理2 4 0 万t 的采选联合系统，每年将有1 0 0 多万t 的尾矿 进入尾矿库。德尔尼尾矿含铁4 0 ．7 ％、硫3 8 ．5 ％、 铜0 ．3 5 ％、锌0 ．8 1 ％、金0 ．4 4g ／t 、银7 ．6g ／t 、钴 1 1 ．3g ／t 。铁、硫含量高，有价金属含量丰富，具有 极为可观的开发利用价值。硫铁矿制酸烧渣经处理 后可制得合格铁精粉外售，同时烧渣中含有C u 、 C o 、A u 、A g 等有价金属元素，因此硫铁矿制酸烧渣 做为二次资源，是一种很好的综合利用原料。 实验物料 硫精矿主要用于沸腾焙烧制酸，同时余热发电， 焙烧温度一般控制在8 0 0 ～9 0 0 ℃。为模拟实际生 作者简介常耀J l t 1 9 7 9 - - ，男，河南开封人，硕士． 产情况，沸腾焙烧实验温度控制在8 5 0 ℃，产出的烧 渣为后续实验提供试样。 硫精矿含A u0 ．3 2g ／t 、A g6 ．4 7g ／t ，其余多元 素化学分析结果 ％ C u0 ．3 1 、C o0 ．0 7 3 、Z n0 ．2 9 、 T F e4 4 ．9 、T S4 7 ．9 、M g O0 ．2 5 、C a O1 ．1 1 、S i 0 2 1 ．2 2 。硫精矿粒度很细，其中一0 ．0 7 4m m 占 9 0 ．6 7 ％，一O ．0 3 8m m 占5 5 ．3 7 ％，对过滤及焙烧除 尘会产生不利影响。硫精矿堆密度2 ．3 5g ／c m 3 。 硫精矿经8 5 0 ℃沸腾焙烧烧，烧渣含A u0 ．2 2 g ／t 、A g6 ．2 2g ／t ，其余多元素化学分析结果 ％ C u0 ．4 5 、C o0 ．1 1 、T F e6 3 ．4 、T S1 ．4 2 。可见，烧渣 中F e 、S 、C u 元素均未达到合格铁精粉的要求；C u 、 C o 元素均得到富集。烧渣堆密度1 ．3 0g ／c m 3 。 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年5 期 1 3 2实验过程及实验结果与讨论 2 ．1 酸浸实验 2 ．1 ．1 浸出时间对浸出率的影响 酸浸条件8 5 0 ℃沸腾炉烧渣，初始酸浓度1 0 0 g ／L ，液固比2 1 ，酸浸温度8 0 ℃，酸浸渣水洗4 次，实验结果见表1 。 表1 浸出时间对浸出率的影响 T a b l e1T h ee f f e c to fl e a c ht i m eo nl e a c h i n gr a t e 由表1 可见，铜、钴浸出率随着酸浸时间增加而 增加，当浸出时间超过4h ，铜、钴浸出率不再提高； 考虑到实际生产情况，选择酸浸时间2h 。 2 ．1 ．2 初始酸浓度对浸出率的影响 酸浸条件8 5 0 ℃的沸腾炉烧渣，液固比2 1 ， 酸浸时间2h ，酸浸温度8 0 ℃，酸浸渣水洗4 次，实 验结果见表2 。 表2 初始酸浓度对浸出率的影响 T a b l e2T h ee f f e c to fi n i t i a la c i dc o n c e n t r a t i o n O i ll e a c h i n gr a t e 5 7 ．2 6 6 1 ．5 3 7 0 ．0 8 7 6 ．4 9 7 0 ．0 8 6 7 ．9 4 7 6 ．4 9 7 4 ．3 6 4 7 ．3 7 5 0 ．0 9 5 8 ．2 6 6 3 ．7 0 5 7 ．3 5 5 7 ．3 5 6 5 ．5 2 6 2 ．7 9 1 ．5 4 0 ．4 4 1 ．6 9 1 ．7 5 1 ．7 1 1 ．9 0 1 ．7 5 1 ．4 6 由表2 可见，当酸浓度在2 0 ～8 0g ／L 时，随着 酸浓度的增加，铜、钴浸出率升高，酸浓度8 0g ／L 时，铜、钴浸出率最高；再继续增加酸浓度对铜、钴浸 出率影响很小。综合考虑生产成本、设备要求及后 续工艺等因素影响，取初始酸浸浓度4 0g ／L 。 2 ．1 ．3 还原剂对浸出率的影响 分别选用亚硫酸钠与二氧化硫气体作为还原 剂。酸浸条件8 5 0 ℃的沸腾炉烧渣，初始酸浓度 1 0 0g ／L ，液固比2 ；1 ，酸浸温度8 0 ℃，酸浸渣水洗 4 次，酸浸时间2h 。实验结果亚硫酸钠作为还原 剂时铜和钴的浸出率分别为7 4 ．3 6 ％和6 4 ．6 1 ％；二 氧化硫气体作为还原剂时铜和钴的浸出率分别为 8 0 ．7 7 ％和7 1 ．8 7 ％。 与表2 结果比较可见，加入还原剂对铜、钴浸出 率均有提高，且二氧化硫气体作为还原剂的铜、钴浸 出率提高更明显。考虑到工业实际情况，建议通人 二氧化硫作为还原剂。 2 ．1 ．4 水洗次数对脱硫的影响 酸浸、过滤后，添加新水搅拌、过滤，每次搅拌时 间为1 0r a i n ，液固比1 ．5 1 。分析酸浸渣中硫元 素，实验结果见表3 。 从表3 可见，对未通入S O 。酸浸得到的酸浸 渣，搅拌水洗5 次均可将硫降低到0 ．1 ％以下；对通 入S O 酸浸得到的酸浸渣，搅拌水洗6 次硫含量仍 在0 ．4 ％左右；考虑到工业生产实际情况，可采用浓 密洗涤过滤洗涤1 ～2 次搅拌水洗。 表3 水洗次数对脱硫的影响 T a b l e3T h ee f f e c to fw a s h i n gt i m e s o nd e s u l f u r i z i n g 2 ．1 ．5 循环酸浸对浸出率的影响 酸浸条件8 5 0 ℃沸腾炉烧渣，初始酸浓度4 0 g ／L ，液固比1 ．5 l ，酸浸温度8 0 ℃，酸浸时间2h ， 未通入S O ，将过滤后的4 0 ％酸浸液量返回浸出， 同时补加硫酸及水，酸浸条件同上。酸浸渣水洗2 次，实验结果见表4 。 由表4 可见，从酸浸渣元素分析来看，循环酸浸 基本上不影响铜、钴、铁的浸出率；从酸浸液分析来 看，循环酸浸可提高溶液中铜、钴浓度。 2 ．2 综合酸浸 根据酸浸实验得到的最佳工艺参数进行综合酸 浸，酸浸条件初始酸浓度4 0g ／L ，液固比1 ．5 1 ， 酸浸温度8 0 ℃，酸浸时间2h ，通人S O 。，酸浸渣水 洗7 次。结果表明，渣计铜、钴浸出率分别达到了 7 0 ．0 8 ％、6 0 ．0 7 ％，而液计铜、钴浸出率仅5 0 ．6 7 ％、 4 9 ．6 5 ％。原因为实验及化学分析等存在累积误差， 加如∞∞m m m 猢 万方数据 1 4 有色金属 冶炼部分2 0 1 0 年5 期 2 ．3 调节p H 酸浸液中硫酸浓度2 0 ～3 0g ／L ，考虑到成本及 试剂特点，用石灰石调节p H 1 ．5 ～2 ．0 ，然后过 滤，过滤液送人萃取。实验表明，石灰石用量大约为 每立方酸浸液1 8k g 。 2 ．4 铜萃取实验[ 1 ] 萃取剂采用L i x 9 8 4 N ，稀释剂为煤油。采用一 段萃取、相比1 1 ，萃取剂浓度5 ％，搅拌3 ～5m i n 。 结果表明，铜萃取率达到9 3 ．6 ％，钴、铁几乎不被萃 取。 负载有机相采用1 8 0g ／LH S O 。反萃，相比 1 1 ，搅拌3 ～5m i n 。结果表明，铜反萃取率达到 9 3 ．8 ％。 2 ．5 氰化提金实验 取综合样酸浸渣，液固比1 ．5 1 ，用C a O H 2 调节p H 一1 0 ．5 ～1 1 ，活性炭用量2 0 ～3 0g ／L ， N a C N 用量分别为每吨酸浸渣3 ～1 0k g ，浸出时间 分别为2 4h 、4 8h 。 结果表明，A u 、A g 的浸出率分别仅为3 7 ．5 ％、 2 6 ．7 ％。由于烧渣中金银含量过低，采用全泥氰化一 炭浆法回收烧渣中金银经济上不可行。 2 ．6 除铁[ 2 ] 、沉钴实验 除铁条件8 0 ℃、石灰石调节p H 5 左右、加入 H 0 氧化剂 或通入空气 、时间2 ．5h 。结果表 明，除铁率 9 9 ．9 ％，石灰石消耗量每立方萃余液 2 2k g 。 用N a 2 C O 。沉钴，p H 一8 - - - - 8 ．5 ，8 0 ℃。结果表 明，沉钴率 9 8 ．5 ％，N a 。C O 。消耗量每立方萃余液 3k g 。 3结论 1 采用沸腾焙烧酸浸萃取除铁 沉钻工艺可得到合格的铁精粉 F e 6 5 ％、S 9 9 ．9 ％，沉钴率 9 8 ．5 ％； 4 用全泥氰化炭浆法回收烧渣中金银经 济上不可行，A u 、A g 氰化浸出率分别为3 7 ．5 ％、 2 6 ．7 ％； 参考文献 E 1 - 1 杨佼庸，刘大星．萃取[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 8 8 3 9 9 4 0 5 ． I - 2 J 蒋航宇，朱伟，吴克富，等．从铜钴溶液中除铁的氧化剂 的选择实验研究l - J ] ．湿法冶金，2 0 0 7 4 2 0 9 2 1 1 ． 万方数据