含铜废料及氧化铜矿制备硫酸铜的工艺

1、 本文由四狂客刀贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第 4期 20 0 3年 8月 M uli tpur pos tlz i of M i er l e U ii aton n a Re ou es s rc 矿 产 综 合 利 用 N O. 4 A ug. 200 3 含 铜 废 料 及 氧 化 铜 矿 制 备 硫 酸 铜 的工 艺 肖 顺 华 ( 林工学院材料 系, 西 桂 广 桂林 51O ) 4 O 4 摘 要 : 述 了 国 内 外 利 用 含 铜 废 料 及 氧 化 铜 矿 制 备 硫 酸 铜 的 方 法 , 就 其 工 艺

2、及 经 济 性 进 行 综 并 了定 性评 价 . 关 键 词 : 铜 废 料 ; 化 铜 矿 ; 酸 铜 含 氧 硫 中图 分类 号 :Q112 文献标 识码 : T 3. A 文 章 编 号 : 0 0 6 3 ( 0 3 0 - 0 3 0 1 0 -5 2 2 0 )4 0 2 - 4 利 用 含 铜 废 料 , 化 铜 矿 来 制 备 硫 酸 铜 氧 具 有 很 重 要 的 意 义 . 不 仅 能 满 足市 场 需 要 , 它 结 构 形 成 机 理 江 苏 地 质 ,9 2 1 ( ) 5 J. 1 9 ,6 1 : 1 5 . 7 济 美 . 机 累 托 石 的 合 成 与 特

3、性 研 究 矿 物 3陈 有 J. 学报 ,91 1 ()8 9 . 1 9 . 1 1 :6 1 兰儒 , 景 兴 . 托 石 矿 物 提 纯 工 艺 探讨 口 4高 吴 累 . 化 工 矿 山 技 术 ,9 3 2 ( ) 3 3 . 1 9 ,3 2 :4 5 炎 球 , 忠 华 , . 北 钟 祥 累 托 石 粘 土 的 提 纯 5黄 潘 等 湖 工 艺 口 矿 产 综 合 利 用 , 9 7 4 :8 3 . . 19 () 2 1 家 寿 , 泽 强 , . TM 交 联 累 托 石 吸 附 6孙 张 等 C AB 苯 胺 废 水 的 研 究 离 子 交 换 与 吸 附 , 0 2

4、 1 J. 20 .8 ( )2 3 2 1 3 :2 3. 晓 虹 . 芳 . 托 石 合 成 孔 梯度 多孔 陶 瓷 的研 7徐 张 累 究 佛 山 陶 瓷 .0 2 4 : 3 J. 20 ()1 . 漾 , 子 龙 , . 改 性 层 柱 交 联 累 托 石 催 化 剂 8陈 柏 等 磷 的 积 碳 性 能 口 华 东 理 工 大 学 学 报 , 9 9 2 . 19 . 5 而 且 能 治 理 废 渣 , 护 环 境 , 生 巨大 的社 会 保 产 效益和经济效 益 . ()13 16 2 :2 2. 关 , 连 强 . 托 石 粘 土 在 铸 钢 涂 料 中 的 应 用 9龚 赵

5、累 非 金 属 矿 ,9 2 2 :O 3 . J. 19 ()3 2 O 陈 济 美 , 关 . . 托 石 在 涂 料 工 业 中 的 应 用 1 龚 等 累 研 究 口 非 金 属 矿 ,9 8 4 : 5 . 19 () 3 . 1黄 炎 球 , 光 立 , . 托 石 制 备 润 滑 脂 的 初 步 1 高 等 累 研究 矿 物岩 石 ,99 1 ()8 9 . J. 1 9 ,9 1 : 8 1 2陈 济 美. 托 石 粘 土 的钠 化 与 应 用 研 究 口 湖 1 累 . 北 地 质 ,9 3 7 1 : 5 9 . 19 ,()8 5 3 黄 炎球 . 忠华 , . 北 钟

6、祥 累托 石 的改 性 试 1 潘 等 湖 验 研 究 口 矿 产 保 护 与 利 用 .9 7 5 :1 3 . . 1 9 ( ) 3 4 4 徐 捷 . 性 染 料 印 花 用 矿 物 增 稠 剂 非 金 属 1 活 J. 矿 , 9 4 3 :4 3 . 1 9 ( ) 3 7 5 陈 济 美 , 关 , . 托 石 在 电 瓷 工 业 中 的 应 用 1 龚 等 累 研 究 口 湖 北 地 质 .9 2 6 1 :6 1 1 . 19 ,() 9 0 . Re e r h l t s a c Oi he Expl i a i n 0 e t r t 0 t t 0 f R c o i

7、e H AN , Ii PEN G Yong, HOU Shu n a ( i a U nv r iy o o ce c s W u a H u e , i a Ch n ie st fGe s in e , h n, b i Ch n ) A b t a t: n hi tc e, h s r c I t s ar i l t e physc ch m i a a e hnol gi a ope te o e t ie l y i o- e c l nd t c o c l pr r i s f r c ort c a we e i t o u e n m o e d t i. s t e

8、s a u u f d v l p n n p l a i n o e r n r d c d i r e a l Al o. h t t s q o o e e o me t a d a p i to f r c c t ie cl y w a i fy di c s e ort a s br e l s u s d. Ke y wor ds: c o ie; c Re t r t Te hnol gi a ope te M i er lpr c s i o c lpr r i s; n a o e s ng; ve o De l pme d ntan app ia- lc ton i &#

9、39; 收 稿 日 期 : 0 20 2 2 0 90 作 者简 介 : 顺华 (99 )男 , 师 . 士 , 究方 向 : 能材 料 . 肖 16 一 , 讲 硕 研 功 ·2 4· 矿 产 综 合 利 用 1 以含 铜 废料 为原 料 的 制备 方法 含 铜废 料广 泛存 在 于许 多工业 部 门 , 如 电 线 厂 的废 铜 泥 , 属 切 割 的铜 屑 , 器零 件 金 电 备 投 资 和 运 转 费 用 多 , 应 废 气 中含 有 煤 粉 反 屑 烟 尘 , 氧 化 碳 , 化 氢 等 有 害 物 质 , 发 一 硫 散 到 空气 中会 造 成 严 重 污 染

10、 . 1 2 氧 化 剂 氧 化 溶 解 法 . 的废 导 线 和 铜 件 , 工 中 的含 铜 废 催 化 剂 , 化 冶 金 中 的废 铜 渣 等 均 可 用 来 生 产 硫 酸 铜 . 因此 以含 铜 废 料 作 原 料生 产 硫 酸 铜 是 目前 使 用 最 多 的方 法 之 一 . 将 铜 用 氧化 剂 如 浓 硝 酸 , 硫 酸 , 氧 水 浓 双 等 氧 化 生 成 氧 化 铜 , 后 与 稀 硫 酸 反 应 生 成 然 硫 酸铜 , 经 提纯 得 到 硫 酸 铜 结 晶 . 再 该 工 艺 缺 点 是 制 备 硫 酸 铜 过 程 中 有 铜 废 料 的 化 学 成 份 比 较

11、复 杂 , 此 要 制 因 备 符 合 国 家 质 量 标 准 的 产 品 , 须 预 先 加 工 必 提 纯 . 是 一 种 不 活 泼 的 金 属 , 能 用 稀 硫 酸 铜 不 直 接 溶 解 来 提 取 硫 酸 铜 . 目前 国内 外 以金 属 NO S , O 等 有 毒 气 体 排 出 , 染 环 境 , 氧 污 双 水 价 格 昂 贵 , 在 酸 性 介 质 中极 不 稳 定 , 容 且 很 易 分 解 , 用 率低 , 量 大 , 致 生 产 成 本 高 . 利 用 导 1 3 催 化 氧 化 溶 解 工 艺 . 铜 为 主 要 原 料 制 备 硫 酸 铜 的工 艺 有 如 下

12、 四种 方法: 1 1 高 温 焙 烧 氧 化 溶 解 工 艺 . 近 年来 一 些 研 究 者 如 刘 方 , 作 宝 , 庆 单 胡 福 , 振 兴 等 在 这 方 面 作 了很 多 改 进 性 工 作 , 徐 这 些 方 法 较 以 前 的 生 产 工 艺 有 较 大 的 优 越 性. 将 铜 在 氧 化 炉 高 温 焙 烧 氧 化 生 成 氧 化 铜 , 后 与 稀 硫 酸 反 应 生 成 硫 酸 铜 , 过 过 然 经 其 原 理 是 将 海 绵 铜 置 于 稀 硫 酸 中 , 催 用 化氧化 法在硫 酸介 质 中直接转 化 为硫 酸铜 , 滤 , 缩 , 晶 , 离 , 干 等 步

13、 骤得 到硫 酸 铜 浓 结 分 甩 晶体 . 该 工 艺 的缺 点 是 能 耗 高 , 动 强 度 大 , 劳 设 浓硫 酸 水 然 后 蒸 发 冷却 得 到硫 酸铜 产 品 .其 工 艺 流 程 见 图 1 . 产品 海 绵 铜 催 化剂 图 1 催 化 氧 化 溶 解 工 艺 流 程 据 报 道 , 用 的 催 化 剂 有 F 什 , l 使 e HC , C C HN0.及 对 苯 二 酚 和 铜 , 的氧 化 物 u I, , 钒 及盐 等铜蚀助 剂 . 用 HN0. 催 化 剂 , 需 外 加 热 源 , 作 不 母 液 可 循 环 利 用 , 氧气 成 本 较 高 , 应 器 又

14、 要 但 反 抽 成 真 空 , 作 要 求 严 格 , 品 质 量 也 由 操 产 N0 的引 入 而 受 到影 响 . 用 铜蚀 助剂 作 催 化 剂 , 的 利 用 率 高 , 铜 能 耗 少 , 液 及 洗 涤 液 可 循 环 使 用 , 程 中无 三 母 过 用 F . 作 催 化 剂 , 于 F 在 酸 性 条 件 e+ 由 e+ 下氧 化速 度较 慢 , 因而 影 响 了 硫 酸 铜 的生 成 速 度 . 同 时 当 F . 达 到 一 定 浓度 , 有 铜 铁 e+ 将 混 晶 析 出 , 重 影 响产 品 质 量 , 液 不 能多 次 严 滤 循 环 利 用 , 艺 流 程长

15、 . 工 废 排 放 . 铜 蚀 助 剂 成 本 高 , 易 购 到 , 源 但 不 来 非常有限 . 1 4 氨 液 浸 出工 艺 . 用 HC 作 催 化 剂 时 , 一的 引 入 对 设 备 I Cl 腐 蚀 严 重 , 且 由 于 产 品 夹 有 Cl 影 响 产 而 一而 品 质 量 , 易操 作 , 料 成 本 高 . 不 原 用 Cu 作 催 化 剂 时 , 化 铜 用 量 大 , CI 氯 不 易购到 , 本较 高 . 成 氨 液 对 铜 的 " 蚀 " 用 相 当 大 , 且 对 侵 作 而 铁 , , , , 等 几 乎 不 起 作 用 .碳 化 氨水

16、铝 钙 镁 硅 价 廉 易 购 , 以循 环 利 用 .而 且 原 料 选 择 性 可 强 , 应 时 间 短 , 耗 低 , 润 大 , 品 纯 度 反 能 利 产 第 4期 肖顺 华 : 铜 废 料 及 氧 化 铜 矿 制 备 硫 酸 铜 的 工 艺 含 ·2 · 5 好 , 以金 属 铜 为 原 料 制 取 硫 酸 铜 最 为 常 见 是 的方法 . 但 由于 氨 水 气 味 大 , 须 在 密 闭 体 系 中 必 硫 酸 进行 , 备 投 资 相 对 较 大 , 适 于 大 规 模 间歇 设 不 性 生 产 .其 工 艺 流 程 见 图 2 . 碳 化 氨水 Cu

17、产 品 空气 图 2 氨 液 浸 出工 艺 流 程 2 以氧化 铜矿 为原 料的制备 方法 氧 化 铜 是 游 离 和 结 合 氧 化 铜 的 总称 .游 离 氧 化 铜 易 于 浸 出 , 湿 法 冶 炼 铜 的 主 要 原 是 料 . 合 氧 化 铜 矿 在 目前 技 术 条 件 下 , 湿 法 结 用 冶 金 制 硫 酸 铜 还 很 不 经 济 .因 此 用 氧 化 铜 矿 制 硫 酸 铜 时 , 明铜 的 赋 存 状 态 及 伴 生 脉 石 查 矿 物 是 相 当 重 要 的 .根 据 氧 化 铜 矿 的 物 相类 别 , 硫 酸 铜 的方 法 可 归 纳 为 四大 类 . 制 2 1

18、 酸 化 浸 出 . 钙 镁 杂 质 分 离 , 集 的 铜 经 酸 溶 , 发 , 析 富 蒸 冷 得 到硫 酸 铜 . 该 法 工 艺 简 短 , 水 可 回收 , 废 有 利于环境保护 . 直 接 浸 取 法 是 用 氧 化 铜 矿 细粉 与 硫 酸 作 用 直 接 生 产 硫 酸铜 的方 法 .该 方 法 是 在 反 应 液 中加 入 一 种 抑 制 剂 控 制 非 硫 酸 盐 的 有 害 杂 质 的形 成 , 产 品 纯 度 达 9 以上 . 该 工 艺 使 6 省去 了繁杂 的从浸 取液 中除铁 除 杂工 序 , 使 生 产 工 艺 易 于 控 制 , 连 续 大 规 模 生 产

19、. 家 可 孙 寿 还 介 绍 了 在 浸 取液 中加 入 添 加 剂 进 行 化 学 用 氧 化 铜 矿 为 原 料 生 产 硫 酸 铜 , 硫 酸 稀 浓 缩 以代 替 蒸 发 浓 缩 的 方 法 , 方 法 不 仅 节 该 省 了 大 量 能 耗 , 能 进 一 步 除 杂 ( 法 简 称 并 该 是 常 用 的浸 取 剂 .浸 出时 , 铜 进 入 浸 液 外 , 除 矿 石 中所 含 有 的 铁 , , , 等 亦 同 时 进 入 钙 镁 铝 浸 取 液 .根 据 从 浸 液 中 除 去 铁 等 杂 质 的 方 法 不 同 , 可 分 为 : 绵铜 法 , 化 除铁 法 , 式 又

20、海 氧 碱 硫酸铜法 , 接浸 取法 . 直 AD- C - EC法 ) 为 综 合 利 用 国 内 同类 型 低 品 , 位 铜 矿 生 产 硫 酸 铜 系列 产 品 开 辟 了 一 条 新 途 径 , 有 良好 的经 济 效 益 和社 会 效 益 . 具 2 2 氨 浸 法 . 海 绵 铜 法 是 将 浸 出液 中 的 铜 置 换成 海 绵 铜 , 后 经 氧化 焙 烧 , 酸 转 化 , 化 除铁 , 然 硫 氧 蒸 氨 液 浸 取 氧 化 铜 矿 亦 是 一 种 很 常见 的 方 法 , 工 艺 和 经 济 性 前 已叙 述 . 需 指 出 的是 , 其 该 法 特 别适 合 含 钙

21、, 碳 酸 盐 高 的 氧 化 铜 矿 . 镁 2 3 EDTA 法 . 一 发 浓 缩 结 晶得 到 硫 酸铜 . 此法 流 程冗 长 , 酸 用 量 大 , 烧 放 出废 气 , 换 后 滤 液 中含 有 多 种 焙 置 定浓度 的 E DTA 浸 取 氧 化 铜 后 , 醛 用 金属废水 , 染环境 . 污 氧 化 除 铁 法 是 直 接 将 浸 出液 氧 化 除 铁 , 滤 液 蒸 发 烘 干 , 重 结 晶除 杂 . 法 工 艺 复 杂 再 该 冗 长 , 干 能耗 高 , 生 大 量 酸 雾 , 染 环 境 , 蒸 产 污 操 作 过 程 恶 劣 , 该 法 不 适 于 含 Mg

22、C , e 且 , aF 高的氧化铜矿 . 将 滤 液 中 的铜 还 原 出来 , 滤 得 到 的铜 的 氧 过 化 物 与 硫 酸 作 用 后 , 发 , 析 得 到硫 酸 铜 产 蒸 冷 品 , 离 出 铜 后 的 滤 液 可 重 新 返 回用 于 矿 石 分 的浸 取 . 该法制得 的产品纯度 高 , E 但 DTA 价 格 昂 贵 , 而 生 产 成本 也 随 之 升 高 , 次醛 易 挥 因 其 发 , 染 环境 . 污 2 4 酸 浸一 萃 取 一 电积 工 艺 . 碱 式 硫 酸 铜 法 主 要 针 对 含 镁 , 高 的 氧 钙 化 铜 矿 , 出液 经 过 氧 化 除 铁 后

23、 , 添 加 一 种 浸 再 添 加 剂 使 铜 水 解 成 以碱 式 硫 酸 铜 沉 淀 形 式 与 该 工 艺适 合 于 低 品位 氧 化 铜 矿 .现 在 美 · 2 · 6 矿 产 综 合 利 用 国铜 产 量 有 3 是 用 该 工 艺 生 产 的 , 国 自 0 我 19 9 0年 以来 投 产 了 2 0多 家 , 是 处 理 0 6 均 . % 少 地 存 在 一 定 局 限 , 此 要 根 据 本 地 的 实 际 因 情 况 , 体 问 题 具 体 分 析 , 长 补 短 , 采 众 具 取 博 长 , 择 一 条 切 实 可 行 的方 法 . 选 2 5

24、 的 低 品 位 氧 化 铜 矿 , 产 1 0 . A 0 年 00 3 0 t电 解 铜 产 品 , 本 较 常 规 低 3 00 成 0 40 . 参 考 文献 : 1 李朝 略 . 工 小商 品 生产 法 ( 一 集 ) M 长 沙 : 化 第 . 湖 南 科 技 出 版 社 ,9 5 18. 该 工 艺 所 用 萃 取 剂 主 要 有 美 国 的 Li9 4和 上 海 有 机 所 研 制 的 N. , . 利 x8 N. 王 . . 岩 利 用 该 萃 取 剂 萃 取 含 铜 0 5 2 / 的 氧 . gI 化 铜 浸 取 液 , . 进 入 有 机 相 , 后 在 反 萃 Cu

25、+ 然 槽 中 用 浓 度 为 1 0 1 0 / 的 H2O.将 0 8gI S C . 反 萃 出来 , 到 含 铜 5 g I u+ 得 0 / 的硫 酸 铜 溶 液 , 采 用 不 溶 铜 做 阳极 , 锈 钢 作 阴极 , 并 不 电 解 得 到 9 . 的优 质 电解 铜 产 品 , 而 进 一 99 从 步制取 高纯度硫酸铜 . 由 于 电 解 需 要 大 量 电 能 , 之 萃 取 剂 价 加 2 阮复 昌 , 空 气 氧化 法 生产 铜 矾 广 东 化工 , 等. J. 1 9 ( ): 5 3 . 9 6 2 3 7 灿 柱 . 酸 催 化法 制 取硫 酸 铜 化学 世 界

26、 , 3高 硝 J. 1 9 3 3 : 2 1 6 9 5, 6( ) 1 5 2 . 松柏 . 川南低 品位 铜矿 制 备铜 盐 四川 化 4李 用 J. 工 , 9 6 4) 2 " 2 1 9 ( :5 7 勇 法 . 品 位 铜 矿 一 孔 雀 石 湿 法 冶 金 制 铜 盐 工 5韦 低 艺研 究 无 机 盐 工业 , 9 0 2 ; 1 . J. 1 9 ()6 2 新 勤 . 孔 雀 石 制 备 碱 式 硫 酸 铜 的 研 究 无 6高 由 J. 机 盐 工 业 , 9 4( ): 7 19 3 4 . 格 很 昂 贵 , 一 些 边 远 地 方 短 时 间 内要 得

27、 到 在 广泛应用还 不太现实 . 家 寿 . 品 位 铜 矿 生 产 饲 料 级 硫 酸 铜 无 机 7孙 低 J. 盐 工 业 ,9 6 3 ; 1 1 . 1 9 ( ) 1 3 3 结 语 惠 景 . 矿 石 制 备 硫 酸 铜 工 艺 综 述 化 工 技 8王 铜 J. 术 经 济 , 9 5 5 :0 2 . 1 9 ( ) 2 3 若 锋 . 化 铜 矿 制 备 硫 酸 铜 工 艺 途 径 陕 西 9郑 氧 J. 化 工 ,9 3 4 ;5 1 . 19 () 1 7 随 着 冶 铜 业 的 不 断 发 展 , 会 对 铜 的需 社 求 量 不 断增 加 , 富铜 矿 越来 越 少 , 但 品位 越 来 越 低 , 了适 应 铜 矿 资 源 变 化 的需 求 , 泛 深 为 广 0 王利 岩 . 品位 铜 矿 资 源 回 收 技 术 冶 金 工 1 低 J. 程 , 9 2. 2( ) 7 7 . 19 1 4 :0 2 入 地 研 究 以 低 品 位 铜 矿 , 铜 尾 矿 和 含 铜 废 含 渣来 生 产 硫 酸 铜 具 有 十 分 重 要 的意 义 . 本 文 介 绍 的 制 备 硫 酸 铜 的 工艺 都 或 多 或 1 邴 文 政 , 正 川 , 浸 出一 萃 取一 电积 工