一种处理氧化铜矿的方法.pdf

一种处理氧化铜矿的方法，将磨细后的氧化铜矿粉加到碳酸铵或碳酸氢铵或两者混合的浸液中，反应后过滤，得到浸出液；将浸出液蒸氨，沉淀得到氧化铜，同时产生的气体氨气、二氧化碳、水蒸汽经水吸收重新生成碳酸铵、碳酸氢铵溶液，及蒸氨后得到的溶液均循环到浸出液中。本发明是一种能有效地处理氧化铜矿，工艺环保、且操作方便，循环利用率高，成本低的湿法冶金方法。

1、  一种处理氧化铜矿的方法，其特征在于：将磨细后的氧化铜矿粉加到碳酸铵或碳酸氢铵或两者混合的浸液中，反应后过滤，得到浸出液；将浸出液蒸氨，沉淀得到氧化铜，同时产生的气体氨气、二氧化碳、水蒸汽经水吸收重新生成碳酸铵、碳酸氢铵溶液，及蒸氨后得到的溶液均循环到浸出液中。

2、  根据权利要求1所述的一种处理氧化铜矿的方法，其特征在于：浸液的浓度1.0～3.5mol·L^-1。

3、  根据权利要求1所述的一种处理氧化铜矿的方法，其特征在于：浸出反应的温度为30～85℃。

4、  根据权利要求1所述的一种处理氧化铜矿的方法，其特征在于：磨细后的氧化铜粉末的体积与浸液质量比为3～10L∶1kg。

5、  根据权利要求1所述的一种处理氧化铜矿的方法，其特征在于：所述蒸氨温度为96～110℃，蒸氨压力0.06-0.1MPa，时间2～5h。

一种处理氧化铜矿的方法
技术领域
本发明涉及冶金领域中湿法冶金过程，特别是有效地处理氧化铜矿的湿法冶金方法。
背景技术
目前铜的矿物主要有氧化铜矿和硫化铜矿两大类，硫化铜矿和高品位的氧化铜矿(35％以上)主要用火法熔炼的方法回收铜，而低品位的氧化铜矿主要是用湿法冶炼的方法提炼铜。目前有文献报道的氧化铜矿的湿法处理方法主要有酸浸法和氨浸法两种方法。酸溶法是将氧化铜矿粉碎后用硫酸溶解，使矿石中的大部分铜溶解，浸出液再净化除杂(溶剂萃取或者化学沉淀)，得到的纯净溶液在电积得到阴极铜。(任鸿九，王立川.有色金属提取冶金手册(铜镍).冶金工业出版社，2000，433～464)。氨浸法按照后处理工艺的不同可以分为氨浸—蒸氨工艺、氨浸—萃取—电积工艺和氨浸—电积工艺三种方法，这些工艺在浸出阶段都在氨水溶液中加入铵盐来溶解矿石中的铜，浸出液再经过蒸氨得到氧化铜，或者经过萃取和电积得到阴极铜，或者在氨体系直接电积得到铜粉。氨浸—电积工艺首先在氨水—硫酸铵体系中溶解得到浸出液，浸出液直接进行电积得到铜粉，电积后液蒸氨回收其中的锌和镍，气体回收进入浸出工序；这种工艺能直接实现铜与其它杂质的分离。(于霞，甘草萍，杨声海，唐谟堂.Cu-NH₃-(NH₄)₂SO₄-H₂O体系浸出—电积生产铜的工艺研究，湖南有色金属，2001，17(6)：18～20)。
上述氧化铜矿的处理方法存在如下缺点：
(1)酸浸法由于矿石属于碱性脉石，耗酸量大，成本高，而且溶液杂质离子含量高，后处理工艺困难；
(2)传统氨浸法采用氨水—碳酸铵体系或者氨水—硫酸铵体系，不仅操作环境差，氨水挥发损失严重，而且氨水运输困难；
发明内容
为了克服传统氧化铜矿处理方法的不足，本发明提供一种能有效地处理氧化铜矿，工艺环保、且操作方便，循环利用率高，成本低的湿法冶金方法。
本发明为达到上述目的采用的技术方案是：
将磨细后的氧化铜矿粉加到碳酸铵或碳酸氢铵或两者混合的浸出液中，反应后过滤，得到浸出液；将浸出液蒸氨，沉淀得到氧化铜，同时产生的气体氨气、二氧化碳、水蒸汽经水吸收重新生成碳酸铵、碳酸氢铵溶液，与蒸氨后得到的溶液均循环到浸出液中。
所述的本发明的浸出液的优选的氨浓度1.0～3.5mol·L^-1。浸出反应的温度优选为30～85℃。磨细后的氧化铜粉末的体积与浸液质量比优选为3～10L∶1kg。
所述蒸氨温度优选的为96～110℃，蒸氨压力优选的0.06-0.1MPa，时间优选的2～5h。蒸氨时的搅拌速度优选的100～200r·min^-1。
具体的工艺过程和工艺参数如下：
1浸出
将氧化铜矿先破碎并磨成粒径为0.044～0.42mm的粉末，并加入到碳酸铵水溶液中，在浸出液固比(溶液体积(L)：固体质量(kg))为3～10∶1，碳酸铵浓度1.0～3.5mol·L^-1，浸出温度为30～85℃，反应时间为1～10h，搅拌速度100～200r·min^-1的条件下反应，反应结束后采用真空方式过滤。
浸出过程发生的化学反应为：
                      (1)
        (2)
2蒸氨
将氧化铜矿的浸出液，置于反应釜中蒸氨沉淀铜；在蒸氨温度96～110℃，蒸氨压力0.08MPa，时间2～5h，搅拌速度100～200r·min^-1的条件下进行反应。
蒸氨过程发生的化学反应为：
                      (3)
                      (4)
3氨吸收利用
氧化铜矿的浸出液蒸氨过程产生的气体，主要含有氨气、二氧化碳和水蒸汽，用清水吸收；在体积比(吸收水的体积(L)：浸出液体积(L))为1～3∶1，吸收级数3～6级，吸收温度30～60℃的条件下进行反应。
氨吸收利用过程发生的化学反应为：
                      (5)
                           (6)
所述的碳酸铵或碳酸氢铵为工业级试剂。
本发明优选适用于处理以下氧化铜矿，主要成分范围为(％)：Cu 5～35、Zn0.3～1.2、Co0.1～0.6、S 0.05～0.10、P 0.04～0.14、Si15.0～42.05；也适合于处理含钴镍高的氧化矿。
本发明与传统的氧化铜矿处理流程比较，有以下优点：1本发明仅使用固体碳酸铵或碳酸氢铵，而不使用液体氨水；工艺过程简单，运输方便；2本发明比传统酸浸法和氨浸法，生产成本低，产品质量好；3本发明蒸氨吸收工艺不采用稀酸吸收，而是利用体系产生的二氧化碳吸收，氨气吸收效果好，可重新生成碳酸铵，此方法氨回收利用率高，生成的碳酸铵可循环使用。
综上所述，本发明的工艺具有操作方便，工艺简单，成本低，循环利用率高，有利于环保的特点。
附图说明
图1：本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1：
氧化铜矿磨至粒度100％小于0.150mm，其主要成分为(％)：Cu11、Zn0.4、Co0.2、S 0.05、Si 38.2，工业级碳酸铵，其中氨含量≥40％。将1.6L水加入到2L搪瓷反应器中，开动搅拌，然后加入上述成分的工业级碳酸铵400g，再加入上述成分的氧化铜矿500g。加热至反应温度为50℃，达到温度后继续搅拌2h后，过滤。在不断搅拌下将浆料从反应器放出，用真空过滤机过滤，浸出渣用1.5mol·L^-1的碳酸铵溶液洗涤后废弃；浸出液置于溶液贮槽中备用。浸出渣的化学成分(％)：Cu1.32；浸出液的化学成分(g·L^-1)：Cu 20.03、NH₃49.80。
浸出液转入2L的反应器中，连接气体吸收装置，吸收水体积3.2L，吸收级数四级，打开抽真空装置；然后升温至105℃并不断搅拌，根据反应器内气泡逸出的速度适当调节真空装置的压力；蒸发3h后溶液逐渐变透明，按顺序停止加热、搅拌、抽真空装置，过滤；滤液和气体吸收液返回配液，沉淀渣烘干后在500℃灼烧得到氧化铜产品。滤液的化学成分(mg·L^-1)：Cu2.30、NH₃ 370.0；吸收液含氨NH₃ 43.11g·L^-1；氧化铜产品的化学成分见表1。
        表1  氧化铜产品的化学成分