洗净残渣提取铜和铋的研究.pdf

1 6 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年6 期 洗净残渣提取铜和铋的研究 杨志彬1 ，李军旗2 ，王超2 ，唐道文2 1 ．上海大学材料科学与工程学院，上海2 0 0 0 7 2 1 2 ．贵州大学材料科学与冶盎工程学院，贵田5 5 0 0 0 3 摘要主要介绍在常压、低温、酸性条件下加软锰矿为氧化荆湿法处理洗净残渣提取铜和铋的技术． 美键词软锰矿I 残渣；铜；铋 中圈分类号T F B I t文献标识码A文章编号1 0 0 7 - - 7 5 4 5 1 2 0 0 7 0 6 一o 。1 6 一0 2 T h eT e c h n o l o g i c a lP r o c e s so fR e c o v e r i n gC o p p e ra n dB i s m u t hf r o mR e s i d u e Y A N GZ h i b i n l 。L IJ u n - q i 2 ，W A N GC h a 0 2 ，T A N GD a o - w e n s 1 ．S c h o o lo fM a t e r i a l sS d e n c e * n dE n g i M e f i n g ．S h ”g h a iU ⋯5 “nS h a n g h a i2 0 0 0 7 2 ．C h i r m l 2 ．T h e m t e H a Is c i e a c ea a d M e t a l I 址g y E n g i n e e r i n g C o l l e g e ，G u i z h o aU n i v e r s [ t y ，G u i y a n l5 5 0 0 0 3 tC h i M A b s t r a c t T h et e c h n o l o g i c a l ．p r o c e s so fr e c o v e r i n gc o p p e ra n db i s m u t hi nw e th a n d l i n ge 1 ．u t i o nr e s i d u eb y a d d i n gp y r o l u s i t ea so x i d i z i n ga g e n t su n d e rt h ec o n d i t i o no fo r d i n a r yp r e s s u r e ，l o wt e m p e r a t u r e ，a c i d i t y ． K e y w o r d s P y r o l u s i t e } R e s i d u e ；C o p p e r ；B i s m u t h 我国是一个铜资源短缺的国家。铜资源的高效 回收和利用，一直是我国铜冶金行业研究的方向。 某铜冶炼厂在制酸过程的废酸淋洗液中，处理砷滤 饼要产生大量的洗净残渣。残渣中含锕量高达3 0 ％ ～4 5 ％，同时含有砷、锑、铋等有价元素，若直接返回 熔炼系统会导致杂质恶化。若废弃则是严重的资源 浪费，同时产生严重的环境问题“】。必须对其进行 有效的回收和综合利用。 1 试验方案 1 ．1 原料的成分 洗净残渣成分 “ C u4 6 ．2 、S b 0 ．2 6 ，S 3 4 ．3 1 、A s3 ．0 6 、B i3 ．7 6 、N a1 ．5 6 ；软锰矿成分 ％ M n4 9 ．0 8 、F e3 ．4 8 、S i 0 20 ．8 9 。 1 ．2 试验方案 由原料成分分析结果，结合湿法炼铜的相关理 论和硫化矿物的特性，我们拟定了低温、常压，氧化 浸出 软锰矿为氧化剂 的试验方案对洗净残渣进行 湿法处理c 2 叫] ，具体工艺流程见图1 。 作者筒介橱志彬 1 9 8 l 一 ．男．江西抚州人．博士研究生 g g 堡盅芦 圈 盏噩址 图1 工艺流程图 F i g ．1 T h ep r i n c i p l ep r o c e s sf l o ws h e e t 2 试验结果与讨论 根据图1 的工艺流程，在浸出工艺中，我们进行 正交试验，正交试验的结果见表1 。 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年6 期 1 7 从表1 的数据我们通过对铜浸出率做极差分析 可以得知．在浸出温度为8 0 ℃，浸出时间5h 、液固 比3 的情况下，得到的铜浸出率最高。同样可以知 道要使锰的浸出率最高必须使浸出温度在7 0 ℃、浸 出时间在4h 、液固比3 。 综上所述要同时使铜、锰的浸出率达到最高必 须控制温度在7 0 ～8 0 ℃、时间在4 ～5h 、液固比为 3 。 然后对浸出后的溶液过滤，过滤后的滤液通过 净化后再用来电解t 同时电解硫酸锰和硫酸铜溶液 当中我们主要考察了电解时同、电解温度、电流密 度、及加电解添加剂对铜的电流效率以及锰的电流 效率的影响，所得结果见表2 。 表2 电解试验结果 T a b l e2T h er e s u l t so fe l e c t r o l y z i n g 袁2 结果表明，电解温度在8 0 ～8 5 ℃、电解时 间在4 ～7h 、电流密度在1 0 0 ～1 5 0A ／m 2 得到铜的 电流效率几乎都在9 7 ％以上，通过控制好试验参数 且通过加人一些添加剂，能使电解得到的铜品质更 好，可以达到电解精铜级别。唯一不足的是锰的电 流效率很低。 电解铜的成分为 ％ C u9 9 ．9 2 、F e 0 ．0 0 3 、 P b0 ．0 0 1 9 、A s 微量，达到粗铜的质量标准，电解 M n 0 2 的成分为 蹦 M n O z8 9 ．6 5 、F e0 ．0 4 9 、P b 0 ．0 4 6 2 ，达到二级电解二氧化锰。 浸出过滤后的滤渣经过二次洗涤再用盐酸浸出 后过滤，过滤得到的滤液通过调节p H 使铋水解沉 淀。而过滤后的滤渣我们可以进一步采取工艺措施 提取铼和硫。提取铼的主要方法有离子交换树脂吸 附法与有机溶剂萃取法“] ．我们采用溶剂萃取法． 用三脂肪胺为有机溶剂和磷酸三丁酯的煤油溶液， 三脂肪胺主要功能是萃取稀有金属铼。 从滤渣中提硫的方法主要有物理法和化学法。 物理法有熔融一过滤，蒸馏提硫等方法。相比之下， 溶剂法在硫磺质量控制、操作工艺、能耗、环保方面 更为令人满意，目前溶剂的选择是溶剂法提硫的关 键。我们做了大量的试验，相对而言，用硫化铵作为 溶剂提硫，浸出进择性好，可在室温下进行，浸出速 度快，只消耗单一试剂，系统简单易操作． 3 结论 采用软锰矿为氧化剂在低温条件下对洗净残渣 中铜的浸出良好，浸出率可达9 0 “以上，锰的浸出 率可达8 5 ％，而且渣率小于4 0 “I 在盐酸体系中进行铋的浸出时铋的浸出率可达 8 2 ％以上i 对铜浸出液进行铜，锰电解试验表明铜的电流 效率达9 6 蹦以上，但电解二氧化锰的电流效率低于 ’ 下转第3 4 页 万方数据 3 4 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年6 期 9 2 ．1 “，T i O 品位5 3 ．3 8 ％，初级富钛料品位 7 2 ．0 1 ％，初级富钛料产率6 7 ．5 “，T i O 。回收率 9 0 ．1 ％。 各温度殷金属化球团料主要物相为T i O 、 F e O 2 T i O z 、F e 、M g T i 2 0 ；和硅酸盐类，钛以四价 的形式存在，这种形式基本不溶于稀酸，符合后段工 序酸浸从渣中得到高品质富钛料的思路。 参考文献 [ I ] 真是．邓国珠，罗方承．钍冶金[ M ] 北京冶金工业出版 社，1 9 9 8 1 3 4 [ 2 ] 邱冠周，郭宇峰．铁铁矿富集方法评述[ M ] ，矿产综合利 用，1 9 9 8 5 2 93 3 ． [ 3 ] 余文华．邓君，冀红军．钍精矿火法富集卫直接还原方法 的评价口] ．鞍钢技术，2 0 0 1 ．2 4 2 2 5 - 2 9 ． [ 4 ] 范晓慧．郭宇峰，邱冠周，等．钛精矿制取富钍辩新工艺 [ j ] ．矿产综台利用，2 0 0 2 “ 3 7 ． [ 5 ] 余伟钛精矿回转窑还原制取富钛料补充试验研究[ J ] ． 稀有金属与硬质合金，2 0 0 3 ，3 1 2 2 6 3 0 [ 6 ] 彭金辉，杨显万．微波能技术新应用[ M ] ．昆明云南科 技出版社．1 9 9 7 ． [ 7 ] 悔志芳，毕诗文，杨毅宏．微渡加热在冶金领域中应用研 究现状D ] ．材料与冶金学报，2 0 0 4 3 1 1 7 1 2 0 ． [ 8 ] 陈津，刘浏，曾加庆- 等．微波加热还原吉碳铁矿粉试验 研究[ J ] ．钢铁，2 0 0 4 ，3 9 6 l 一5 ． [ 9 ] K e l l yRM ，R o w s o nN 九M i c r o w a v er e d u c t i o no fo x i d i z e di l m e n i t ec o r I c e n t r a t e s [ J ] ．M i s e r a l sE n g i n e e r i n g ， 1 9 9 5 ，8 1 1 1 4 2 7 1 4 3 8 ． [ 1 0 ] 张世敏，彭金辉，黄孟阳，等．微洼加热钍精矿舍碳球团 制取初级富钍料的研究口] ．稀有金属．2 0 0 6 ，3 0 1 7 8 8 1 ． I - 接第1 7 页 4 0 “．须进一步探索提高锰的电流效率，提高二氧化 锰的循环利用率。 参考文靛 E 1 ] 朱袒泽．贺家齐．现代铜冶金学[ M ] ．北京科学出版社， 2 0 0 3 ． [ 2 ] 许仕贞．扛西铜工业存在的问题及对鳙探讨[ J ] ．扛西冶 金，Z 0 0 3 ，船 6 ，1 8 ． [ 3 ] 刘太星．我国铜湿法冶金技术的进展[ J ] ．有色金属． 2 0 0 2 ．5 4 3 6 ． [ 4 ] 何蔼平，郭森魁，彭楚峰．湿法琼铜技术与进展[ 刀．云南 冶金．2 0 0 2 ．3 1 3 9 4 ． [ 5 ] 刘久清．禧兴铜矿湿法炼铜工艺现状及存在问题[ J ] ．湿 法冶金，2 0 0 1 ，2 0 3 ；i 2 3 ． [ 6 ] 张文阁．高铜金精矿焙烧浸出提取金铜[ J ] ，有色金属． 万方数据