海绵铜浸出工艺思考范文

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《中国资源综合利用杂志》2014年第十二期

1常压浸出试验

在生产中，要求常压浸出液酸度pH值在1~2之间，Cu离子浓度60g/L左右。根据工艺流程平衡计算及小型试验的结果，连续常压浸出的试验条件为：温度常温，液固比9.17kg/l，时间1h。浸出前液海绵铜连续常压浸出共进行14.5h，每2h从第1、3、5号槽（对应的浸出时间分别为12min、36min、60min）分别取一组3个样品，每4h取常压5号槽样做多元素分析。海绵铜连续常压浸出过程中Cu浸出率随浸出时间变化的试验结果见图1。从图1可以看出，海绵铜的常压浸出反应十分迅速。停留时间为12min时，Cu浸出率已达到64.73%，此后随着停留时间的延长，Cu浸出率趋于平稳。海绵铜连续常压浸出过程中浸出液残酸随浸出时间变化的试验结果见图2。从图2可以看出，浸出液残酸随浸出时间的增加而降低。在试验过程中，除第三组溶液样品含酸量异常外，其余4组5号槽溶液样品含酸均维持在10~15g/L之间，整体过程平稳，符合试验预期。第三组溶液样品残酸过高是因当时进液软管泵出现故障导致。把5组取样数据重新整理后，得到海绵铜连续常压浸出过程中Cu的浸出率与溶液残酸变化的试验结果见图3。从图3可以看出，在同一组样品中，Cu浸出率稍有增加，但变动幅度不大；溶液残酸逐渐呈下降趋势。从5组样品整体来看，Cu浸出率基本稳定在64%~66%之间，溶液残酸基本维持在10~15g/L之间。经过对实际进出物料的统计核算，海绵铜常压连续浸出扩大试验实际渣滤为31.86%。

2加压浸出试验

海绵铜常压浸出渣加压浸出的条件因素小试结果为浸出温度到120℃，继续升高温度，Cu浸出率基本稳；反应时间至3h时，再延长浸出时间，Cu浸出率无明显变化；氧分压升至0.4MPa，继续增大氧分压，Cu的浸出率增加幅度很小。根据工艺流程平衡计算及小型试验的结果，连续加压浸出的试验条件为：温度120℃，时间4h，釜内总压1.0MPa，氧分压0.4MPa，液固比13.97L/kg。二段连续加压浸出试验以一段常压浸出渣和高酸液为原料。连续加压浸出共进行39h，采取“连续进料—间歇放料”的方式。试验过程中每6h取样一次，共取进出综合样6组，分析结果见表2，连续加压浸出试验结果见图4。由图4可以看出，Cu、Ni、Co和Fe在加压浸出过程中，均有较高的浸出率，尤其Cu的浸出率基本在95%以上，加压浸出过程运行平稳，浸出率变化不大；浸出液中残酸的浓度为90g/L左右，较高的残酸返回到一段进行常压浸出。根据试验过程中进出物料及工业氧气消耗的数据统计核算，海绵铜加压浸出过程的渣率为29.78%，实际耗氧量为理论量的1.16倍。

3浸出渣及浸出液分析

海绵铜的连续常压浸出液和连续加压浸出渣进行多元素分析，结果见表3。海绵铜经两段逆流浸出后，贵金属基本不溶出，在浸出渣中得到富集。浸出渣中的S含量较高（22.71%），主要原因是加压浸出过程中次生硫化铜被氧化后产生部分单质硫，从而使加压浸出渣中的S含量升高。

4结论

（1）某企业镍电解造液脱铜系统产出的海绵铜中，铜主要以氧化铜、单质铜和次生硫化铜的形式存在，其次以氯化铜、硫酸铜的形式存在。（2）海绵铜两段浸出连续试验结果表明，常压浸出海绵铜在室温、浸出液固比9.17L/kg和浸出时间1h的条件下，Cu的浸出率为66%；常压浸出渣在120℃、液固比13.97L/kg、浸出时间4h、总压力1MPa和氧分压0.4MPa的条件下，Cu的浸出率96%，两段Cu的总浸出率为99%。（3）采用常压—加压两段逆流浸出工艺处理海绵铜，铜提取率高，贵金属不溶出，生产成本低，环境友好。

作者：李耀星李相良刘三平苏立峰曲志平邓秋凤单位：徐州北矿金属循环利用研究院北京矿冶研究总院