[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用SO2強(qiáng)化分離回收銅冶煉渣的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811099013.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109082534B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫鑫;郝星光;李建錫;寧平;李凱;王馳;趙曉敏;陳瀟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22B7/04
• 分類(lèi)號(hào): C22B7/04;C21B13/00;C22B15/14;C25C1/12;C01B17/74
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本發(fā)明公開(kāi)一種利用SO₂強(qiáng)化分離回收銅冶煉渣的方法，將高濃度的SO₂氣體通入設(shè)置在銅冶煉渣漿液底部的耐腐蝕管道，管道上開(kāi)有微孔，且管道螺旋盤(pán)繞成單層圓盤(pán)狀，氣體通過(guò)微孔進(jìn)入銅冶煉渣漿液中，較大的氣泡通過(guò)設(shè)置在銅冶煉渣漿液中的攪拌器，剪切成直徑更小的氣泡，SO₂在銅冶煉渣漿液中形成硫酸，并將銅冶煉渣漿液中的有價(jià)金屬浸出；然后加入沉淀劑，沉淀物經(jīng)加熱形成氧化物，粉碎后經(jīng)過(guò)磁選機(jī)分離出氧化鐵，氧化鐵經(jīng)過(guò)CO高溫還原生成晶體型鐵單質(zhì)，而剩余的沉淀物經(jīng)過(guò)酸浸、電解，回收精銅；使用本發(fā)明方法提高了銅冶煉渣的利用效率，符合固體廢棄物處理的“三化”原則，有效防范了銅冶煉渣污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，且產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)固體廢棄物處理領(lǐng)域，涉及一種利用SO₂強(qiáng)化分離回收銅冶煉渣技術(shù)，具體為一種利用高濃度的SO₂來(lái)將銅冶煉渣中的有價(jià)金屬分離出來(lái)，隨后經(jīng)過(guò)處理，得到有價(jià)金屬單質(zhì)。

背景技術(shù)

我國(guó)90%以上的精銅產(chǎn)量均由火法工藝生產(chǎn)，銅冶煉固體廢物主要分為冶煉爐渣、煙塵、酸泥（鉛濾餅、砷濾餅）、陽(yáng)極泥及水處理污泥等。生產(chǎn)1噸銅約產(chǎn)生2.2~3噸爐渣。銅冶煉作業(yè)中常將熔融態(tài)的爐渣水淬后露天堆存，水淬銅渣的主要物相為非晶態(tài)的玻璃質(zhì)相，其中也會(huì)夾雜鐵橄欖石、斑銅礦、磁鐵礦等礦物相結(jié)構(gòu)。銅渣中含有大量的鐵和硅，也含少量的MnO₂和TiO₂等稀有金屬氧化物。鐵主要分布在橄欖石相和磁性氧化鐵相中，而銅則主要以細(xì)小顆粒均勻彌散。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，銅渣中一般鐵含量超過(guò)40%，銅含量超過(guò)0.5%。如果能將有價(jià)金屬鐵和銅回收，那就可以提高銅渣的利用效率。

針對(duì)銅渣中有價(jià)金屬的分離及回收，國(guó)內(nèi)外也在進(jìn)行著相關(guān)的研究。馬國(guó)軍等采用焙燒、浸出工藝，銅渣在680℃焙燒4h后，采用2mol/L硫酸在70℃浸出2 h，銅的浸出率達(dá)到92%以上。ABDEL等研究了酸性和堿性條件下H₂O₂強(qiáng)化黃銅渣中有價(jià)金屬浸出的工藝，黃銅渣中有價(jià)金屬的綜合利用率達(dá)到98%。HERREROS等采用液氯強(qiáng)化浸出反射爐渣和閃速爐渣的工藝，通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度抑制渣中鐵的浸出，銅浸出率達(dá)80%～90%時(shí)，鐵的浸出率僅為4%～8%。公開(kāi)號(hào)為CN 206138987 U的中國(guó)發(fā)明提出了一種提銅尾渣脫除煙氣中SO₂和資源化的裝置，脫硫效率達(dá)到85%～95%，回收了鐵、銅、鋅等有價(jià)金屬。

上述的研究需要向銅渣中添加一些添加劑，并且針對(duì)的是一些特定的礦渣，不利于工業(yè)化應(yīng)用，且SO₂利用效率不高，因此需要開(kāi)發(fā)一種高效且實(shí)用的銅渣分離技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用SO₂強(qiáng)化分離回收銅冶煉渣的方法，即利用SO₂氣體具有的酸性和還原性，在液相中經(jīng)過(guò)MnO₂和TiO₂等稀有金屬氧化物的催化氧化作用形成硫酸，將有價(jià)金屬銅和鐵從固相中分離出來(lái)，在溶液中形成銅離子和鐵離子，經(jīng)過(guò)后續(xù)的一系列處理來(lái)回收有價(jià)金屬銅和鐵：具體做法為將高濃度的SO₂氣體通入設(shè)置在銅冶煉渣漿液底部的耐腐蝕管道，管道上開(kāi)有孔徑5~10μm的微孔，且管道螺旋盤(pán)繞成單層圓盤(pán)狀，氣體通過(guò)微孔進(jìn)入銅冶煉渣漿液中，較大的氣泡通過(guò)設(shè)置在銅冶煉渣漿液中的攪拌器，剪切成直徑更小的氣泡，SO₂在銅冶煉渣漿液中形成硫酸，并將銅冶煉渣漿液中的有價(jià)金屬銅和鐵浸出，形成有價(jià)金屬離子Fe³⁺和Cu²⁺；然后加入沉淀劑，形成沉淀物Fe(OH)₃和Cu(OH)₂，沉淀物先加熱形成氧化銅和氧化鐵，粉碎后經(jīng)過(guò)磁選機(jī)分離出氧化鐵，氧化鐵經(jīng)過(guò)CO高溫還原生成晶體型鐵單質(zhì)，而剩余的沉淀物經(jīng)過(guò)酸浸、電解，回收精銅。

所述高濃度的SO₂氣體中SO₂的質(zhì)量濃度為90%以上。