1994-以冰铜为元料的湿法炼铜新工艺

1、 434 有色金属科学技术进展 434 有色金属科学技术进展 434 有色金属科学技术进展以冰铜为原料的湿法炼铜新工艺曾德文 李作刚张传福徐盛明 谭鹏夫（中南工业大学长沙.410083）摘 要*研究了一聊浜法处理冰甸生产电铜并同时回收银的靳工艺.通过铜银 的同时从越化焙浇、同毎琵出、沉银、电积铜等土序;材域电铜形丸产由，银从雷 银科中加以回收，瓠银的怎宙收準亦别与达95拓85切垃丄：<：'人、,： H： *【（、.、.1前言传统的处理冰铜生产电铜和回收贵金属的方法是火法u火法处理冰铜一般采用转炉吹炼、. 阳极炉火法精炼、铸阳极、铜电解精炼得电铜，然后从阳极泥中回收贵金廣的工艺流程

2、，要得 到较高的铜直收率，该流程中则要求冰钢中的杂质如（Pb、Bi.Sb、As的含童要低.若Pb等杂I 质元素高则将大大降低转炉的生产能力j同时Pb尊杂质入渣）增大渣量,:淒钢随渣的损失也j 增大，最终也使得炼得的铜的质址难贡合格.因而儿探究新收方法，研究用湿法处理这种杂质含| 量高的冰铜,也就显得很必要另外点国朵疵所产的冰铜俱有含银童高（>2000g/t儿含金低 «lgA>的恃点，若用湿法处理该冰啊，在'生产电铜的 鳳中同吋回收银，刘可大大简化银的 回收流程,加速流动资金的周转在电力特别是充足、廉价的地区，这一湿法处理冰铜的技术将: 特别适用.:12实验原料及流

3、程：；,：:'I 实验所用的主要原料为鼓风供所产冰铜，其成份为:Cu.60%,Fe 13. 6%, Bi 0.3%,. As 0.27%.石灰、硫酸、氨水均为分析纯试剂.，所选湿法处理冰铜的工艺流程如图1所示：， >1 J3：实验条件及结果:-；i.:. . 1 3. 1焙烧人二.3. 1.1焙烧温度的确定”,.焙烧的目的是使金属硫化物转菱为可溶性的硫酸盐或H比物：实脸通过控制一定的温度、 空气放与焙烧时间，从而实现铜与银的同时硫酸化，以达到在酸性溶液中同时浸出的目的：:曾穗文尊* H冰钢为原料的JS怯炼铜新工艺* 435 Terkel RosenqvistCl详细研究了 Cu

4、F弋一S O系的稳定相图，指岀在卞曲为0. latm, p比为0. 2Iatm 况下，冰铜中的主要成份CujS.FeS的氧化产物随温度的变化次序分别为 CuSO4 + F引(S6？(t V 6801C 人 CuSO4 + FOj < 6B0C V t V 750 C 人 CuO CuSO4 + F勺Q (750 C<t<802DXuO CuSO +CuFeIO1 (802C<t<820)和 CuO + CuFeiO1(820<C< t)+在氧位较低的情况下则即使温度较低也可能生成CuFeO”因此，为使产物为CuSO, + FCjOn烧温度宜控邮在68&

5、quot;7501之问.考虑到冰铜粉料氧化时自热以及培烧后期Fq将曾穗文尊* H冰钢为原料的JS怯炼铜新工艺* 435 低于0. latm,工业实际熔烧温度将略低于此.冰飆»料JZLZl覧啟代熔烧1rt2出I坑银过逮谑液制 «tt«rT电积电铜电霹废灌B1 糊理幕割生户整構及在铜的碱酸化蜡烧的同时,银也同时硫酸 化焙烧是这一新工艺的一个重要特征.为了考 察在铜的嶽酸化熔烧过程中银的行为,我们持 绘制了 Ag-S-0系的等温平銜状态图(如 图2)所示.ffi2 Ag-S-OW«平衝状态图可以看出，在工业焙烧气氛及温度(图中 阴形部分所示下,银将以Ag(SO

6、4形式穂定 存在.因而，在理论上铜与银的同时硫酸化焙 烧是可行的.曾穗文尊* H冰钢为原料的JS怯炼铜新工艺* 435 曾穗文尊* H冰钢为原料的JS怯炼铜新工艺* 435 31*2 培烧辻糧条件的实现由屋氛 436 -有色金厲科罕技术进展2FeS+yO, = Fe+SOjC叫S 斗 20? = 2CuO+SO2G 舫=_4 関.1KJ 436 -有色金厲科罕技术进展SAMPLECFO-图3冰铜焙砂漫出渣的X光衍射谱團（焙烧条件f6«orA炉*焰烧3牛小时）可知，冰铜的焙烧是强烈的放热反应，若找680C的温度下投料则料层本身的温度往往超过6旳口从而恶化焙烧条件*使产物中有难溶丁做的C

7、uFe2O.和CuFeO,生成（如图3）.这样就降低了铜的浸出率.从图3可看出*亦从过烧后的熔砂所得的 浸出渣中，具主耍成份为FeaO,具次为 CuFeO,和CuFeA- 一个典型的例子为：含 Cu 38%的冰铜，住68OC F入炉，经培烧后* Cu的浸出率只有74%,淡含铜为1缶7%.因此，为防止焙烧时温度过高，我们采取 了三步升温制度卩第一步在400C左右下投 料，使冰铜中的料初步氧化，生成CuSO和 FeSQ等产物I第二步使料层在500 C下谋温 数小时，便料层堆统氧化并使氏SO,转化为 F®（SOA皿后亦680 CT使F®<SO亠 分解 为不溶于稀硫酸的通过这

8、样的升温制 度，可得到较高的铜与银的浸出率.3- 2浸出焙砂在稀硫酸溥液中浸出3小时，浸岀温度为加£,浸出终点pH fg控制霑2左右，所得 漫出的典朋结果如表i所示*表I冰铜培族的典型漫出绪果冰铜成份.%S'冰铜> g/t稷出率，CuFe AgAsBiV ,ml SS Ca.C»"b臥仏60.013*70.270. 260.3蚀510 也 30. 460 2 0. 0530*015也 64. 494. 4可以看出，铜与银的禮出瑕均比较爲，分别可达时和94%以上.同吋，浸出液中As,Bi 等杂质的含戢也较低，这满足一圾电铜的生产对电积液的耍求.3*3富

9、银料、电铜及一级硫酸铜的制取按反应式$*Aft + C|-AgCI向硫酸铜溶液中加入理论堪1.05 的NaCKft 6O-7O C下搅拌0. 51小吋，覘刨I那?*曾蹴文等*以冰钢为原料的湿法炼铜新工艺 437 聚成大義粒的AgCi.过滤、洗谦后口卩得成品AgCl, 沉银后液用于电积铜电积条件为；电解温度45C,电流密度150A/mS同名极距:&Omm,阳极为Pb-Ag不溶阳极所得电铜的含铜fit及杂质含fit均达到一级电铜的标准 电积后液返回浸出，势必导致整个系统中硫酸过剩因而生产硫酸捐暑必要的根胡文献2所提供的条件可制得一级硫酸铜制碱酸铜后母液含铁往往高于】Og/L,这时需要除铁。

10、硫酸铜溶液中除铁宜采用黄氨铁矶 法除铁，除铁条件及结果如表2所示.表2琉戢铜港液中除铁条件及结聲除铁前液除铁条件除铁后液除铁率怵积3+C+温度时间pH直NHiwt Cu 600ml60g/L10g/L95C3hrs1*2253®60- 8g/L 1. 72g/L38g 0.09184%6 1%除铁后液返回用于制硫酸铜.当结晶母液中As .Sb.Bi等其它杂质窪集得很高时,结晶母 液须返回焙烧工序拌冰铜粉料焙烧.4结论聿文提出了一种处理含银高的冰铜的噩法冶金新工艺实脸室研究表明：用湿法处理含银 高及含協、碑、協等杂质均高的冰铜具有以下优点：1）处理流程简单丫若应用于工业实践则固定资产投资少.2）与火法冶金相比,可大大缩短银的回收程序.已）主价金属铜、银能与铅、碑、锂尊杂质金属进行有效分离.当然，用湿法处理含银及有害杂质均高的冰铜，也存在着一些不足之处,这主要表现在t1较之火法冶炼、铜及银的回收率略有降低.2）因本工艺不回收金，若原