CN115029562A - 一种湿法炼锌过程分离铜锗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法炼锌过程分离铜锗的方法，该方法将含铜锗锌焙砂加入水或洗水混合调浆，将混合矿浆与湿法炼锌硫酸溶液、氧化剂混合，进行弱酸浸铜沉锗铁，控制反应终点pH为3.0~4.0，产出弱浸液、弱浸渣；将弱浸液采用置换沉淀技术进行铜回收，得到富铜渣和沉铜液；在沉铜液中加入混合矿浆，进行中和除杂，控制反应终点pH为5.0~5.2，产出中和液、中和渣；将弱浸渣与湿法炼锌电解废液混合，进行低酸强化浸铜，控制反应终点pH为0.3~0.5，产出低浸液、低浸渣；将低浸液返回用于弱酸浸铜沉锗铁，将低浸渣进行洗涤、压滤，产出洗水和浸出渣，洗水返回用于锌焙砂混合调浆；本发明方法锌、铜浸出率高，有利湿法炼锌过程铜锗的分离回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种湿法炼锌过程分离铜锗的方法，特别是涉及一种锌焙烧矿的浸出工艺中铜锗的分离，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
常规湿法炼锌工艺，锌焙矿首先进行中性浸出，中浸渣直接进行弱酸浸出，渣送火法挥发工艺，铜回收率在50%左右，不利于铜的回收。部分企业将弱酸浸出改为低酸浸出，或在弱酸浸出后增加低酸浸出，目的是提高锌、铜浸出率，减少锌浸渣量，但同时也提高了杂质的浸出率，导致酸浸液含铁较高（通常为5-7g/L）、并含有一定浓度的锗、砷、硅，采用酸浸液直接返回浸出系统，存在中浸矿浆液固分离时沉降、压滤难，上清产率低、渣量大，铜、铁部分水解重新进入中浸渣，杂质元素在浸出系统内累积，尤其在处理铜、锗含量高的锌焙烧矿时，无法有效提高铜回收率问题，若采用降低中上清pH的方法提高铜回收率，又会导致中上清杂质铁、锗等浓度过高，而无法满足净化要求，同时也造成伴生有价金属锗分散，无法有效富集于锌浸渣进行后续的锗回收。
因此，研究开发锌焙矿中铜锗分离技术，提高铜浸出率和回收率，同时避免锗进入溶液，实现常规浸出渣的减量、铜回收率提高、锗在渣中的富集，具有重要意义。
发明内容
针对传统两段逆流浸出工艺流程铜回收低问题，本发明提供了一种湿法炼锌过程分离铜锗的方法。本发明通过低酸强化浸铜提高铜浸出率，通过弱酸浸铜沉锗铁-弱浸液直接回收铜，实现铜的高效回收和锗铁的沉淀入渣，以提高铜浸出率和回收率，同时将锗富集在浸出渣中，实现提高铜回收率和铜锗分离，并有利于后续锗的综合回收。
实现本发明目的的工艺步骤如下：
①在含铜锗锌焙砂加入水或洗水混合调浆，得到混合矿浆；
所述含铜锗锌焙砂除含锌和铁之外，锗含量为质量百分比0.01~0.05 %、铜含量为质量百分比0.5~4%；
②将混合矿浆与湿法炼锌硫酸溶液混合，进行弱酸浸铜沉锗铁，控制反应终点pH为3.0~4.0，产出弱浸液、弱浸渣；
所述弱酸浸铜沉锗铁是在80~90℃下反应1.5~2h，硫酸溶液在初次生产时为湿法炼锌电解废液，之后采用步骤⑤产出的低浸液；
所述氧化剂为添加量为含铜锗锌焙砂质量3~5%的双氧水；
③将弱浸液采用置换沉淀方法进行铜回收，得到富铜渣和沉铜液；
采用公知的锌粉置换或铁粉置换沉铜，得到的富铜渣含铜大于15%；
④在沉铜液中加入步骤①的混合矿浆，进行中和除杂，控制反应终点pH为5.0~5.2，产出中和液、中和渣，中和液作为湿法炼锌净化前液，中和渣送往湿法炼锌渣的火法挥发工序进行综合回收；
所述中和除杂是在60~80℃下反应1.0~1.5h，混合矿浆中含铜锗锌焙砂:沉铜液的质量体积比g:L为3~5:1；
⑤将弱浸渣与湿法炼锌电解废液混合，进行低酸强化浸铜，控制反应终点pH为0.3~0.5，产出低浸液、低浸渣；
所述低酸强化浸铜是在80~90℃下反应2~2.5h；
本发明的有益效果：
本发明针对锌焙矿浸出过程铜锗分离和传统强化浸出工艺中存在的中浸渣量大、杂质累积、铜回收率低等问题，通过弱酸浸铜和低酸强化浸铜的两段逆流浸出工艺，提高铜浸出率；通过弱酸浸铜沉锗铁工艺，在浸出铜的同时，利用铁的氧化水解沉淀及其沉淀物对锗的类质同象沉淀作用，将锗铁沉淀入渣，实现铜锗分离和浸出过程的铁的平衡及铁浓度控制；通过对弱浸液直接回收铜，避免弱浸液进行中和除杂时溶液中的铜沉淀进入中和渣，提高铜回收率；通过对沉铜后液的中和除杂，减少中和渣量、改善液固分离性能，获得满足湿法炼锌净化-电积要求的溶液。
本发明不同于传统的锌焙砂中性浸出-弱酸浸出-低酸浸出工艺，而是将锌焙砂直接进行弱酸浸出，对弱浸液进行铜回收后再进行中和，采用中和代替中浸，中和渣量远远小于中浸渣，避免了强化浸出工艺导致的液固分离难题，实现了浸出渣的减量化；在弱酸浸出铜的同时，将锗、铁沉淀入渣，避免了锗的分散，有利于后序综合回收锗，避免了单独的沉铁工艺设备，流程简单，易于操作。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：
②将混合矿浆与湿法炼锌电解废液混合，并添加含铜锗锌焙砂质量3%的双氧水作为氧化剂，在90℃下反应1.5h，进行弱酸浸铜沉锗铁，控制终点pH为3.97，产出弱浸液、弱浸渣；
③将弱浸液采用常规锌粉置换沉淀方法进行铜回收，得到含铜15.6%的富铜渣和沉铜液；
④在沉铜液中加入混合矿浆，控制混合矿浆中含铜锗锌焙砂:沉铜液为3g:1L，在60℃下反应1.5h，进行中和除杂，控制终点pH为5.06，产出中和液、中和渣；
⑤将弱浸渣与湿法炼锌电解废液混合（电解废液加入量以满足终点pH为准），在90℃下反应2h，进行低酸强化浸铜，控制终点pH为0.48，产出低浸液、低浸渣；
实施效果：锌浸出率92.79%，铜回收率65.23%，中和液含锗0.56mg/L、含铁6.79mg/L。
实施例2：
②将混合矿浆与实施例1步骤⑤产出的低浸液混合，并添加含铜锗锌焙砂质量5%的双氧水作为氧化剂，在80℃下反应2h，进行弱酸浸铜沉锗铁，控制终点pH为3.02，产出弱浸液、弱浸渣；
③将弱浸液采用常规铁粉置换沉淀方法进行铜回收，得到含铜18.3%的富铜渣和沉铜液；
④在沉铜液中加入混合矿浆，控制混合矿浆中含铜锗锌焙砂:沉铜液为5g:1L，在70℃下反应1.5h，进行中和除杂，控制终点pH为5.19，产出中和液、中和渣；
⑤将弱浸渣与湿法炼锌电解废液混合（加入量以满足终点pH为准），在80℃下反应2.5h，进行低酸强化浸铜，控制终点pH为0.41，产出低浸液、低浸渣；
实施效果：锌浸出率87.88%，铜回收率68.70%，中和液含锗0.51mg/L、含铁4.81mg/L。
实施例3：
②将混合矿浆与实施例2步骤⑤产出的低浸液混合，并添加含铜锗锌焙砂质量4%的双氧水作为氧化剂，在85℃下反应1.7h，进行弱酸浸铜沉锗铁，控制终点pH为3.61，产出弱浸液、弱浸渣；
③将弱浸液采用常规铁粉置换沉淀方法进行铜回收，得到含铜20.7%的富铜渣和沉铜液；
④在沉铜液中加入混合矿浆，控制混合矿浆中含铜锗锌焙砂:沉铜液为4g:1L，在80℃下反应1.0h，进行中和除杂，控制终点pH为5.13，产出中和液、中和渣；
⑤将弱浸渣与湿法炼锌电解废液混合（加入量以满足终点pH为准），在85℃下反应2h，进行低酸强化浸铜，控制终点pH为0.32，产出低浸液、低浸渣；
实施效果：锌浸出率90.16%，铜回收率70.59%，中和液含锗0.63mg/L、含铁5.32mg/L。
Claims (6)
1.一种湿法炼锌过程分离铜锗的方法，其特征在于，步骤如下：
①在含铜锗锌焙砂中加入水或洗水混合调浆，得到混合矿浆；
②将混合矿浆与湿法炼锌硫酸溶液混合，并添加氧化剂，进行弱酸浸铜沉锗铁，控制反应终点pH为3.0~4.0，产出弱浸液和弱浸渣；
③将弱浸液采用置换沉淀方法进行铜回收，得到富铜渣和沉铜液；
④在沉铜液中加入步骤①的混合矿浆，进行中和除杂，控制反应终点pH为5.0~5.2，产出中和液、中和渣，中和液作为湿法炼锌净化前液，中和渣送往湿法炼锌渣的火法挥发工序进行综合回收；
⑤将弱浸渣与湿法炼锌电解废液混合，进行低酸强化浸铜，控制反应终点pH为0.3~0.5，产出低浸液和低浸渣；
2.根据权利要求1所述的湿法炼锌过程分离铜锗的方法，其特征在于：含铜锗锌焙砂除含锌和铁之外，锗含量为质量百分比0.01~0.05 %、铜含量为质量百分比0.5~4%。
3.根据权利要求1所述的湿法炼锌过程分离铜锗的方法，其特征在于：步骤②是在80~90℃下反应1.5~2h，硫酸溶液在初次生产时为湿法炼锌电解废液，之后采用步骤⑤产出的低浸液。
4.根据权利要求1所述的湿法炼锌过程分离铜锗的方法，其特征在于：氧化剂为添加量为含铜锗锌焙砂质量3~5%的双氧水。
5.根据权利要求1所述的湿法炼锌过程分离铜锗的方法，其特征在于：步骤④是在60~80℃下反应1.0~1.5h，混合矿浆中含铜锗锌焙砂:沉铜液的质量体积比g:L为3~5:1。
6.根据权利要求1所述的湿法炼锌过程分离铜锗的方法，其特征在于：步骤⑤的反是在80~90℃下反应2~2.5h。
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