[發明專利]一種含銅物料免蒸發制備硫酸銅的方法

有效

• 申請號: 201210136123.9
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102659167A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 張旭;施哲;沈慶峰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01G3/10
• 分類號: C01G3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種從含銅物料免蒸發制備硫酸銅的方法，屬于冶金和化工技術領域。

背景技術

含銅物料主要包括金屬銅物料和氧化銅物料兩大類，其中金屬銅物料主要有海綿銅及各種銅渣等含金屬或金屬化合物態銅的物料，氧化銅物料主要是含有氧化銅、碳酸銅、硫酸銅等氧化態銅的物料。這些物料除了含有銅以外，通常還會含有鉛、鋅、鎘、錫、砷、鐵等金屬。如果用冶煉的方法回收其中某種金屬，其他雜質金屬都會對冶煉過程產生不利影響，金屬回收率低，處理成本高，還容易造成雜質金屬在冶煉流程里惡性循環。若直接出售又面臨價格低廉等問題，經濟損失大。如果露天堆放，則容易造成重金屬污染，如果建造三防渣庫，則需要投入大量資金。而利用此類物料生產硫酸銅產品，同時回收其他有價金屬則不失為一種有意義的處理方案。

傳統金屬銅生產硫酸銅的方法，需要先將銅完全氧化，常常采用焙燒或加入氧化劑的方法將金屬銅氧化為氧化態。焙燒法成本較高，需建設廢氣治理設施。加氧化劑法如錳氧化物、氯離子、釩化合物等則易引入新的雜質離子，不易獲得高品質的硫酸銅產品，同時也會消耗氧化劑增加生產成本；浸出時鼓入空氣的方法氧化速度慢、能耗高。氧化后的銅再用硫酸浸出得硫酸銅溶液，最后把硫酸銅溶液加熱至沸騰，蒸發濃縮，使硫酸銅達到高溫飽和狀態，再通過冷卻使過飽和的硫酸銅結晶析出。為了獲得合格產品，硫酸銅溶液在蒸發濃縮前往往進行凈化脫雜處理，如中國專利ZL200710303807.2和ZL02110138.8采用萃取技術凈化，ZL99114627.1和ZL95106987.X采用加氫氧化鈉的方式分離銅，ZL200710164398.2加入黃鈉鐵礬渣用于除砷。這些方法雖然對除雜有一定作用，但同時也使操作復雜，生產成本增加，還會引入新的雜質，凈化渣的生成也會降低銅回收率。

以上方法浸出液基本都需要進行凈化脫雜處理，以避免溶液中雜質含量高影響析出的硫酸銅質量，流程復雜，操作繁瑣。另外常規方法中浸出時為了避免硫酸銅飽和析出結晶堵塞管道，常控制浸出液含銅濃度在較低范圍內，使其溶液在室溫下不易結晶。為此要獲得硫酸銅產品，必須對浸出液進行蒸發濃縮，蒸發濃縮后為高溫下的飽和硫酸銅溶液，由于濃度較高，過濾無法正常進行；蒸發濃縮工序能耗較大且速度慢，設備較多，致使硫酸銅生產成本高。工業上蒸發濃縮常采用蒸汽進行間接加熱，其實質從原理分析是高溫高壓蒸汽通過換熱器將溶液中的水加熱蒸發為常壓水蒸氣。從溶液蒸發的角度看，由于水的相變熱較大，此過程需要吸收的能耗較大；由蒸汽利用的角度看，為保證溶液的蒸發速度，需將溶液保持在沸騰狀態，這就必然導致高溫高壓蒸汽需保持一定的殘壓，產生大量乏氣，最終使得蒸汽消耗量大，無論是采用減壓蒸發或多效蒸發這些傳統降低蒸汽消耗的方法及設備，均無法避免這一核心問題，這也是蒸發濃縮過程能耗高的根本原因。同時蒸發濃縮過程中一些雜質在濃縮母液中會達到過飽和而析出，影響硫酸銅產品質量，為保證硫酸銅產品質量，常需采用含雜質較少的銅原料，導致原料成本上升，經濟效益下降；采用溶液凈化除去砷、鐵等雜質的方法雖然有一定作用，但同時也使操作復雜，生產成本增加，還會引入新的雜質，產生的凈化渣也會降低銅回收率。

發明內容

本發明的目的旨在克服上述傳統工藝的缺陷，提供一種含銅物料免蒸發制備硫酸銅的方法。

本發明通過下列技術方案實現：一種含銅物料免蒸發制備硫酸銅的方法，經過下列各步驟：

（1）將濃度為50～350g/L的硫酸溶液作為浸出劑，在70～100℃下按固液比為1︰3～8對含銅物料進行浸出0.5～3小時，得到料漿；

（2）將步驟（1）所得浸出后的料漿在70～100℃下進行過濾，分別得到浸出液和浸出渣；

（3）將步驟（2）所得浸出液采用常規冷卻結晶，再經離心分離，即得到硫酸銅和結晶母液。

所述步驟（1）中的含銅物料為含銅（總銅）大于5wt%的金屬銅物料和氧化銅物料，其中金屬銅物料為海綿銅及各種銅渣等所含銅的物相為單質金屬銅或銅的金屬化合物的物料；氧化銅物料為含有氧化銅、碳酸銅、氫氧化銅、硫酸銅等氧化態銅的物料。

所述含銅物料為金屬銅物料時，先經焙燒或堆存使其自然氧化。

所述步驟（2）所得浸出渣返回其他冶煉流程，用于回收其他有價金屬。

所述步驟（2）所得浸出渣返回步驟（2）進行反復浸出，直至浸出渣中銅（總銅）小于1wt%。

所述浸出渣返回步驟（2）進行反復浸出前先經堆存至自然氧化。

所述步驟（3）的冷卻結晶終點溫度為2～40℃。