一种铋冰铜的综合回收方法技术

本发明专利技术涉及一种湿法冶金工艺从铋火法冶炼系统中产出的铋冰铜中分离铜、铋，并得到合格铜产品，属于有色金属湿法冶金领域。将铋冰铜破碎研磨过筛至-80目以下，送浸出罐进行酸性氧化浸出，浸出液先后通过净化剂净化、常规铜电沉积处理得到国标铜产品；经富集后含有铅、银和硫等有价金属的浸出渣返铅冶炼系统从而得到回收，含铋的净化渣返铋冶炼系统回收铋。本发明专利技术的铜、银、硫、铋和铅等有价金属回收率高，投资小，能耗低，无污染，无三废产生，实现绿色生产，完全符合现行环保要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到有色金属冶金的
，尤其涉及到。
技术介绍
提炼铋的原料主要为铋精矿(以Bi2S3为主)和用铅阳极泥炼银时产生的氧化铋两大类，这两种原料中不同程度地含有Ag、Cu、Pb等有价金属。为了保证粗铋品质，在铋的粗炼过程中即有效地分离Cu、Pb等元素，炉料在造锍熔炼过程中，90 %的铜，40 %的铅，15?40 %的银，2?3%的铋进入冰铜相中，通常称为铋冰铜，其化学成分的质量百分比浓度为:Cu 20?40%，Fe 2.5?15%，S 8?20%，Pb 9?38%，Sb 0.2?3%，Ag 0.65?4.15%，Bi 1.5?6%,As 0.3?1.5%，Zn 0.2?1.2%。随着铋冶金的发展，铅产量的增加，回收铋冰铜中的Ag、Cu、B1、Pb等有价金属的方法的研究很多，其中，有工业应用实践的方法主要有熔炼法和酸浸法两种。熔炼法是一种传统处理方法，将铋冰铜作为铜冶炼的原料，直接进入转炉或反射炉中进行熔炼，铅和硫氧化挥发进入气相，铅以烟尘的形式回收，硫以SO2的形式进入制酸系统，铋冰铜中的铜、银和铋产出粗铜。该方法已经工业化应用，无废水排放，但铋冰铜中较高价值的铋不同程度的分散，没得到回收，进入粗铜中铋在出售过程中，作为杂质不但不能计价，反而因粗铜中含有多种杂质而降低其售价;铋冰铜中银有90%以上进入粗铜，造成银的损失，另外，该方法存在金属回收率低、处理能力低、能耗高、高值试剂消耗大、成本高和环境污染等缺点；并且该方法难以小型化，一般铋冶炼企业的铋冰铜产量较小，不宜采用上述方法处理，困此，现有技术中，通常仅作为铜原料商用。而酸浸法则是先进行氧化焙烧脱硫，将硫化铜或硫化亚铜转化为氧化铜或硫酸铜，再用硫酸浸铜，盐酸浸铋，从而使铜、铋与铅银分离，此工艺焙烧过程容易烧结，硫化铜的氧化不彻底，导致铜回收率低，过程产生低浓度二氧化硫，污染环境;此种方法由于采用盐酸浸铋，带入Cl—，Cl—是常规湿法炼锌生产流程中要严格控制的杂质，不利湿法炼锌企业的大循环生产。例如，专利申请号为201310288293.3的一种铅冰铜火法处理工艺，该专利采用还原剂焦碳和熔剂碳酸钠在600?700°C的高温条件下将铅冰铜中的铅铜还原成铅铜合金，同时富集后续工序易除去的杂质锌铁，使大部分硫生成了硫化钠，减少了 SO2的生成，降低了SO2的环境污染;但此方法只适应于铅冰铜，且对设备有特殊要求，不可避免地产生低浓度的SO2和含重金属铅的烟尘，同时产生含重金属砷、铅、锌等的硫化钠浮渣难以处理，存在“三废”环境污染问题。综上所述，现有技术不能适应从铋冰铜中综合回收铜、硫、铋、铅和银等有价元素，如何寻找一条技术上可行、经济上合理的适合于处理铋冰铜的方法，不仅可解决固体废物的“资源化”再利用，并符合国家绿色生产和循环经济的要求，还可取得较大的经济效益和社会效益，是有待进一步探索的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之不足，提供。本专利技术的技术方案是:，其特征在于:包括以下步骤:A铋冰铜破碎:将铋冰铜块料破碎、球磨，得到铋冰铜粉料；B硫酸浸出:将步骤A所得铋冰铜粉料进行硫酸浸出，所述硫酸浸出过程中加入氧化剂和活化剂Fe3+，得到硫酸浸出液和硫酸浸出渣；C净化除杂:将步骤B所得硫酸浸出液按常规方法进行净化，除去铁、铋和砷杂质元素，得到硫酸铜净化液； D电沉积铜:将步骤C所得硫酸铜净化液按常规方法进行铜电沉积，获得阴极铜产品O作为本专利技术的进一步改进，所述的铋冰铜粉料的粒度为80%以上小于-80目。作为本专利技术的进一步改进，所述的硫酸浸出条件是:浸出终点硫酸质量-体积浓度为50?80g/L，浸出温度不低于90°C，浸出时间为10?24小时。作为本专利技术的进一步改进，所述的氧化剂为二氧化锰、双氧水、氧气或空气中的任一种。作为本专利技术的进一步改进，所述的硫酸浸出为二段浸出，依次包括浓硫酸浸出和稀硫酸浸出，所述浓硫酸浸出的浸出时间为7?9小时，硫酸与铋冰铜的液固比(液固比是指矿浆中水溶液质量与固体物料质量的比值)为2:1?3.5:1;所述稀硫酸浸出中，硫酸与铋冰铜的液固比为5:1?10:1。作为本专利技术的进一步改进，所述的活化剂Fe3+来源为硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁或循环回用含活化剂Fe3+的硫酸浸出液中的任一种，所述硫酸浸出终点时，硫酸浸出液中Fe3+的质量-体积浓度为4?6g/L。作为本专利技术的进一步改进，所述的净化温度为50?70°C，净化时间为90?150分钟，净化反应终点的pH为2.5?3.0，净化剂为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的任一种。作为本专利技术的进一步改进，所述的铜电积的阳极为不溶阳极。作为本专利技术的进一步改进，所述的电沉积铜后的电解废液回用加入硫酸浸出的浸出液中。本专利技术的主要反应原理及其化学方程式为:Fe 2 (SO4) 3+Me S = 2Fe S04+Me S04+S°|..............................(I)(Me = Bi ,Fe ,Cu,Pb等)2Fe SO4+H2SO4+0.502 = Fe2 (SO4) 3+H20..............................(2)CuFe204+4H2S04=CuS04+Fe2(S04)3+4H20...........................(3)Η++0Η—= H20............................................................(4)Bi3++0H—= Bi(OH)3 丄...................................................(5)As〇43—+Fe3+ = FeAsCU 丄................................................(6)在阳极上:40H_4e—^θ2+2Η2θ....................................(7)在阴极上:2Cu2++4e—2Cu..........................................(8)本专利技术的有益效果在于:本专利技术由于采用上述工艺方法，同现有技术相比，具有以下突出优点:本专利技术采用全湿法工艺流程，在硫酸浸出步骤中，浸出液使用硫酸+Fe3++氧化剂的浸出体系，根据金属的电负性和硫酸盐的溶度积常数不同，铜、铋、铁等硫化物或氧化物与硫酸生成相应的硫酸盐溶液，而铅以硫酸铅的形式沉积在浸出渣中，银以金属、硫化物或硫酸银等形式在浸出渣中，硫以单质硫的形式进入浸出渣，实现了铋冰铜中的铜、铋、铁等金属的选择性浸出，以离子的形式进入浸出液中，通过将硫酸浸出液净化、铜电沉积得到铜产品，铜的回收率超过96%。铋冰铜中的铋被浸出，通过净化进入净化渣;铅转为硫酸铅进入浸出渣中，银基本不被浸出，因此，浸出渣中含有铅银等有价金属，浸出过程中还生成的单质硫，铅、银和硫等有价元素富集可达40%左右，实现了铅、银和硫等有价元素富集于浸出渣，该富集渣可循环回收，如返回加入铅熔炼炉的配料中再进一步回收，在此过程中，单质硫作为燃料，有利于维持熔炼过程的温度，还可以提高烟气中SO2的含量，有利于后续的SO2烟气制硫酸工序。本专利技术采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铋冰铜的综合回收方法，其特征在于:包括以下步骤：A铋冰铜破碎：将铋冰铜块料破碎、球磨，得到铋冰铜粉料；B硫酸浸出：将步骤A所得铋冰铜粉料进行硫酸浸出，所述硫酸浸出过程中加入氧化剂和活化剂Fe3+，得到硫酸浸出液和硫酸浸出渣；C净化除杂：将步骤B所得硫酸浸出液按常规方法进行净化，除去铁、铋和砷杂质元素，得到硫酸铜净化液；D电沉积铜：将步骤C所得硫酸铜净化液按常规方法进行铜电沉积，获得阴极铜产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖贻鹏，刘一宁，林文军，彭双义，徐军，
申请(专利权)人：株洲冶炼集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43