废杂铜冶炼渣铜、锌回收研究
  • 【摘要】

    废杂铜冶炼再生过程中产生的渣含有铜、锌等多种有价金属,而单独针对此种冶炼渣的低成本、高效回收方法未见报道。本文针对典型的废杂铜冶炼渣开展了细致的研究工作。通过深入分析废杂铜冶炼渣的物理和化学性质,并结合热力学分析计算,提出了以物理分选与两段化学浸出相结合的创新思路回收铜、锌,并取得了满意的试验结果。该方法成本低、效率高。论文的主要研究内容和结果如下:采用筛分的方法,研究了废杂铜冶炼渣的粒度分布,同... 展开>>废杂铜冶炼再生过程中产生的渣含有铜、锌等多种有价金属,而单独针对此种冶炼渣的低成本、高效回收方法未见报道。本文针对典型的废杂铜冶炼渣开展了细致的研究工作。通过深入分析废杂铜冶炼渣的物理和化学性质,并结合热力学分析计算,提出了以物理分选与两段化学浸出相结合的创新思路回收铜、锌,并取得了满意的试验结果。该方法成本低、效率高。论文的主要研究内容和结果如下:采用筛分的方法,研究了废杂铜冶炼渣的粒度分布,同时比较不同粒级物料的化学组成。结果表明,粒度大于2mm部分不足20%,多以金属态的铜、锌为主利用磁选结合其它分选手段回收了其中金属态的铜、锌;粒度小于2mm部分超过80%,铜、锌主要以金属态及氧化物形式混合存在,利用磁选、重选等物理分选手段回收金属态的铜、锌后,剩余的部分通过化学浸出的方法回收其中的铜、锌等有价金属。在研究了化学浸出物料的化学组成、粒度分布的基础上,采用XRD分析及化学物相分析等手段详细研究了物料的物相组成。结果表明,铜、锌多以易于浸出的氧化物形态存在,其比例分别占95.72%和95.76%。依据物料的化学组成及在硫酸体系下可能发生的化学反应,对体系进行了热力学分析计算,绘制了电位-pH图。依据锌、铜、铁及其化合物物理化学性质差异及电位-pH图,提出了两步浸出的试验思路,同时提出了浸出反应的工艺条件控制范围。第一段中性浸出的pH控制在4.0~5.5之间,在此范围,氧化锌被浸出,氧化铜和单质铜不被浸出,铁以Fe(OH)3的形式沉淀;第二段酸性浸出的pH控制在2.0左右,将剩余的氧化锌和全部氧化铜浸出。探索了中性浸出过程中初始硫酸浓度、温度、时间、液固比、搅拌转速对铜、锌浸出率的影响,从而得到锌的选择性浸出规律。结果表明,通过控制中性浸出条件,锌的浸出率达到58.73%,铜的浸出率为0.52%,铁在溶液中浓度仅为2mg.L实现了锌的选择性浸出过程。XRD分析表明,被浸出的主要物质为氧化锌。在此基础上,对中性浸出渣的酸性浸出规律进行了研究。结果表明,温度对铜、锌浸出过程影响较小,在最优的条件下,铜、锌浸出率分别达到92.22%和87.87%。对酸性浸出渣进行XRD及显微图像分析发现,浸渣中的铜多以单质形式存在,锌主要以铝酸锌形式存在。以M5574为铜萃取剂,研究了萃取相比、初始pH与铜萃取率的关系。结果表明,初始pH对铜萃取率的影响明显,将pH从0.98提高到1.93,一级萃取率提高25%以上,达到91.85%,经过二级逆流萃取,萃取率提高到96%以上。经过一级反萃,铜离子富集到20.32g·L-1,铁的浓度仅为45.42mg·L-1。以酸性萃余液作为中性浸出的浸出剂,研究了补加酸的量与铜、锌的浸出率及溶液中铁去除率的关系。结果表明,适宜的条件下,锌的浓度可提高到70g.L-1,铁的浓度从1.85g·L-1降低到20mg·L-1左右。对浸出反应进行了热力学研究,发现温度对浸出影响不明显,提高温度不能提高铜、锌浸出率。对铜浸出的过程进行了动力学分析,结果表明,在30℃~90℃范围内,表观活化能为4.07kJ·mol-1,反应属于扩散控制。结合XRD及显微图像分析,提出了减小浸出物料粒度及加强搅拌强度的方法以提高反应速率。通过试验研究得到了一种处理废杂铜冶炼渣的新方法,该方法结合了物理分选的低成本和化学浸出的高效选择性,是从废杂铜冶炼渣中回收铜、锌的高效方法。 收起<<

  • 【作者】

    王巍 

  • 【学科专业】

    有色金属冶金

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    北京有色金属研究总院

  • 【导师姓名】

    黄松涛

  • 【学位年度】

    2012

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    废杂铜冶炼渣%锌%铜%物理分选%选择性浸出%两段浸出