專利名稱：一種利用氧化銅礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用氧化銅礦的方法，具體涉及一種由氧化銅礦提取有價(jià)組元銅、鎳、鐵、硅的方法。
背景技術(shù)：
氧化銅礦石的物質(zhì)組成、礦石結(jié)構(gòu)差異較大，但存在一定的共性。氧化銅礦含有多種有價(jià)組元，如鐵、鎳、鎂等。含銅礦物種類多，絕大多數(shù)含有5種以上的氧化銅礦物，如孔雀石、藍(lán)銅礦、赤銅礦、礬類礦物和硅孔雀石等。氧化銅礦物一般伴有大量礦泥，且具有較強(qiáng)的親水性，對氧化銅礦的選礦會(huì)產(chǎn)生不良影響。目前對氧化銅礦的處理方法有兩類先選礦再冶煉和直接化學(xué)溶浸法。已應(yīng)用的·主要方法有離析法、氨浸法、酸浸-萃取-電積法和酸浸-置換法。離析法煉銅主要用于難選氧化銅礦或不能采用酸浸的堿性礦石。此法工藝簡單，尾礦品位低，回收率高，但是設(shè)備投資大、能耗大、環(huán)境污染重。低品位氧化銅礦的堿性礦石可以用氨浸法處理。此法在技術(shù)上是可行的，但是經(jīng)濟(jì)效益差，有待進(jìn)一步改進(jìn)。酸浸-萃取-電積工藝是用稀硫酸作浸出劑，處理含酸性脈石為主的礦石，浸出后得到貧銅液，經(jīng)萃取富集，除去鐵等雜質(zhì)，反萃得到適于電積提銅的純凈富銅液。此法可以處理低品位氧化銅礦，具有產(chǎn)品質(zhì)量好、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，但酸浸耗酸量大且難以過濾。酸浸-置換法也是用硫酸作浸出劑，得到貧銅液用鐵屑置換銅，得到海綿銅，純度約為70%，作為初級(jí)產(chǎn)品再進(jìn)一步精煉，此法銅的加工成本高。因此，研究處理我國氧化銅礦的新工藝和新技術(shù)，對氧化銅礦進(jìn)行綠色化綜合利用具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
針對氧化銅礦未能合理利用的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種提取氧化銅礦中的銅、鐵、鎳、硅的方法。本發(fā)明的目的可以通過以下措施實(shí)現(xiàn)將氧化銅礦干燥、破碎后磨細(xì)至80 μ m以下，將磨細(xì)的氧化銅礦粉料與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60% 98%的硫酸均勻混合。加入硫酸的量為氧化銅礦中的銅、鐵、鎳等恰好完全反應(yīng)所需硫酸理論值的O. 7 I. 5倍，焙燒溫度為250 350°C，時(shí)間為O. 5 2. 5h。焙燒過程中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有CuCHH2SO4 = CuS04+H20 個(gè)Fe203+3H2S04 = Fe2 (SO4) 3+3H20 個(gè)A1203+3H2S04 = Al2 (SO4) 3+3H20 NiCHH2SO4 = Ni S04+H20 個(gè)MgCHH2SO4 = MgS04+H20 個(gè)
CaCHH2SO4 = CaS04+H20 H2SO4 = SO3 +H2O 焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣用硫酸吸收，再返回焙燒工序。主要化學(xué)反應(yīng)為S03+H20 = H2SO4焙燒好的熟料用水溶出，液固質(zhì)量比為I. 5 5 1，溶出過程中進(jìn)行攪拌，溶出時(shí)間為O. 5 2h，溫度為20°C 100°C，溶出結(jié)束后過濾，得到濾液和濾渣。濾渣主要成分為二氧化硅，將濾渣脫水制備成產(chǎn)品微硅粉或用作建筑材料。熟料溶出液沉鐵如果溶液中鐵濃度大于lg/L，用固體碳酸銨調(diào)節(jié)溶液pH在 2.5 3. 5，溶液溫度保持在20°C 80°C，攪拌反應(yīng)I 2h后溶液中鐵濃度小于lg/L，過濾，濾渣為氫氧化鐵，洗滌干燥直接作為產(chǎn)品。沉鐵過程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為Fe3++30r = Fe (OH) 3 I如果溶液中鐵濃度小于lg/L，則不需要進(jìn)行沉鐵。沉鐵后的濾液萃取銅，再進(jìn)行反萃，使反萃后的溶液含銅40 50g/L，電積得到銅產(chǎn)品。萃取銅后得到的溶液如果氧化鋁含量高于5g/L，則用固體碳酸銨調(diào)節(jié)溶液pH至5. O沉鋁，溶液溫度保持在60°C，攪拌反應(yīng)，過濾得到氫氧化鋁產(chǎn)品。沉鋁后的溶液返回溶出工序。浸取液經(jīng)過多次循環(huán)，當(dāng)鎳的濃度達(dá)到lg/L，用碳酸銨沉鎳。當(dāng)鎂的濃度達(dá)到10g/L，用碳酸銨沉鎂。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為Α13++30Γ = Al (OH)3 IΝ 2++20Γ = Ni (OH) 2 IMg2++C0廣+H2O — XMgCO3 · yMg (OH) 2 · zH20 I +H+


附圖是一種利用氧化銅礦的方法工藝流程圖
具體實(shí)施方案實(shí)施例I所用氧化銅礦組成為Si0251. 30%, CaO 13. 64%, Fe2O3 13. 49%, Al2O3 9. 69%,CuO 5. 30%, MgO 4. 81%，其它 I. 77%。將氧化銅礦干燥、破碎后磨細(xì)至80 μ m以下，將磨細(xì)的氧化銅礦粉料與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的硫酸均勻混合。加入硫酸的量為氧化銅礦中的銅、鐵、鋁、鎂、鈣恰好完全反應(yīng)所需硫酸理論值的O. 7倍，焙燒溫度為250°C，時(shí)間為2. 5h。焙燒過程中產(chǎn)生的尾氣用硫酸吸收，再返回焙燒工序。焙燒好的熟料用水溶出，液固質(zhì)量比為I. 5 1，溶出過程中進(jìn)行攪拌，溶出時(shí)間為2h，溫度100°C，溶出結(jié)束后過濾，濾渣脫水用于生產(chǎn)建筑材料。濾液用固體碳酸銨調(diào)節(jié)pH在2. 5，攪拌反應(yīng)2h后溶液中鐵濃度小于lg/L，過濾，濾洛為氫氧化鐵，洗漆干燥直接作為產(chǎn)品。沉鐵后的濾液先萃取銅,再反萃，反萃后的溶液含銅40 50g/L,再進(jìn)行電積,得到銅產(chǎn)品。萃取銅后得到的溶液用固體碳酸銨調(diào)節(jié)溶液pH至5. O沉鋁，溶液溫度保持在60 V，攪拌反應(yīng)得到氫氧化鋁產(chǎn)品。沉鋁后的溶液返回溶出工序。浸取液可多次循環(huán)，當(dāng)鎳的濃度達(dá)到lg/L，用碳酸銨沉鎳。當(dāng)鎂的濃度達(dá)到IOg/L，用碳酸銨沉鎂。實(shí)施例2所用氧化銅礦組成為Si0260. 44%, Fe2034. 69%, Al2O3 12. 82%, CuO 7. 42%,MgOlO. 25%, NiO O. 59%，其它 3. 79%。將氧化銅礦干燥、破碎后磨細(xì)至80 μ m以下，將磨細(xì)的氧化銅礦粉料與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸均勻混合。加入硫酸的量為氧化銅礦中的銅、鐵、鎳、鋁、鎂恰好完全反應(yīng)所需硫酸理論值的I. 5倍，焙燒溫度為350°C，時(shí)間為O. 5h。焙燒過程中產(chǎn)生的尾氣用硫酸吸收，再返回焙燒工序。焙燒好的熟料用水溶出，液固質(zhì)量比為5 1，溶出過程中進(jìn)行攪拌,溶出時(shí)間為
O.5h，溫度為20°C，溶出結(jié)束后過濾，濾渣主要為二氧化硅，將濾渣脫水制備成產(chǎn)品微硅粉?！な炝先艹鲆合容腿°~,再反萃，反萃后的溶液含銅40 50g/L,再進(jìn)行電積,得到銅產(chǎn)品。萃取銅后得到的溶液用固體碳酸銨調(diào)節(jié)溶液PH至5. O沉鋁，溶液溫度保持在60°C，攪拌反應(yīng)得到氫氧化鋁產(chǎn)品。沉鋁后的溶液返回溶出工序。浸取液可多次循環(huán)，當(dāng)鎳的濃度達(dá)到lg/L，用碳酸銨沉鎳。當(dāng)鎂的濃度達(dá)到IOg/L，用碳酸銨沉鎂。
權(quán)利要求
1.一種利用氧化銅礦的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)研磨將氧化銅礦破碎、磨細(xì)至80μ m以下； (2)混料焙燒將磨細(xì)的氧化銅礦粉料與一定量硫酸均勻混合進(jìn)行焙燒； (3)溶出將步驟(2)的焙燒熟料用水溶出，液固質(zhì)量比為I.5 5 I ； (4)過濾將步驟(3)溶出的物料過濾分離，得到濾液和濾渣； (5)沉鐵如果熟料溶出液中鐵濃度大于lg/L，用固體碳酸銨調(diào)節(jié)pH值沉鐵； (6)提取銅沉鐵后的濾液先對銅進(jìn)行萃取，再進(jìn)行反萃，反萃后的銅溶液中銅含量達(dá)到40 50g/L，再進(jìn)行電積得到銅產(chǎn)品； (7)萃取銅后得到的溶液如果氧化鋁含量高于5g/L，則用固體碳酸銨調(diào)節(jié)溶液pH值沉鋁，沉鋁后的溶液返回溶出工序，使鎳、鎂等得到富集，沉鎳制備鎳產(chǎn)品，沉鎂制備鎂產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)力要求I所述的一種利用氧化銅礦的方法，其特征在于步驟(2)將磨細(xì)的氧化銅礦粉料與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60% 98%的硫酸均勻混合，加入硫酸的量為氧化銅礦中的銅、鐵、鎳等恰好完全反應(yīng)所需硫酸理論值的O. 7 I. 5倍，焙燒溫度為250 350°C，時(shí)間為O.5 2. 5h0
3.根據(jù)權(quán)力要求I所述的一種利用氧化銅礦的方法，其特征在于步驟(4)過濾后得到的濾渣脫水制備成微硅粉產(chǎn)品或用作建筑材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種綜合利用氧化銅礦的方法將氧化銅礦與硫酸混合焙燒，焙燒過程產(chǎn)生的煙氣用硫酸吸收，再返回焙燒工序。焙燒熟料溶出、過濾，得到的溶液用碳酸銨調(diào)節(jié)pH值沉鐵，得到氫氧化鐵產(chǎn)品。沉鐵后的溶液萃取銅，反萃后用于電積銅。萃取銅后的溶液沉鋁得到氫氧化鋁產(chǎn)品。沉鋁后溶液返回熟料溶出工序，使鎳、鎂等得到富集，再進(jìn)行回收。本發(fā)明方法工藝流程簡單，設(shè)備要求不高，生產(chǎn)成本較低，實(shí)現(xiàn)了氧化銅礦的綜合利用，整個(gè)工藝過程不會(huì)對環(huán)境造成二次污染，符合綠色化工業(yè)生產(chǎn)的要求。
文檔編號(hào)C22B3/04GK102952941SQ20121009363
公開日2013年3月6日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者翟玉春, 王佳東, 辛海霞, 申曉毅 申請人:東北大學(xué)