一種銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，屬于濕法加工銅精礦領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 五水硫酸銅是重要的銅化合物，用途隨純度而異，其在石油化工、化學(xué)工業(yè)、染料 工業(yè)、涂料工業(yè)、電鍍工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品等方面均有廣泛的用途。硫酸銅的生產(chǎn)主要來 源于銅礦的采選和冶煉。隨著科技的進步，能耗、效率、環(huán)保等要求越來越高，這就使得現(xiàn)有 硫酸銅生產(chǎn)工藝受到了沖擊，尋找新的生產(chǎn)方法勢在必行。
[0003] 我國礦產(chǎn)資源的顯著特點是低品位、復(fù)雜難處理礦居多。傳統(tǒng)采選冶工藝在處理 這些低品位復(fù)雜礦產(chǎn)資源時，效率低、流程長、成本高、污染重。這些問題迫使礦物加工科技 的發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)，必須加強基礎(chǔ)理論研宄和新技術(shù)開發(fā)。目前，銅礦冶金工業(yè)的對象大 多是以輝銅礦為主的銅礦石，而儲量最豐富的低品位原生硫化銅礦石由于浸出效率低，生 產(chǎn)周期長，難以大規(guī)模應(yīng)用，這是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
[0004] 硫化銅礦以黃銅礦（CuFeS2)最為重要，同時分布最為廣泛，在大規(guī)模開采硫化礦 物的過程中所產(chǎn)生的礦渣和尾礦，在微生物的作用下會迅速氧化生成酸性礦山廢水，往往 具有較強的酸性，而且富含硫酸鹽和重金屬，對礦區(qū)及周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境具有很大的危 害，成為人們最為關(guān)注的環(huán)境問題之一。
[0005] 近年來，隨著銅礦石開采品位的逐漸下降，難處理礦石的增加以及對二氧化硫所 造成的環(huán)境污染的普遍關(guān)注，特別是銅價的大幅度波動使人們越來越重視濕法冶金技術(shù)。 黃銅礦是銅冶煉工業(yè)中的最常用的原料，因此采用濕法冶金技術(shù)處理黃銅礦對冶金工作者 來說是最具有現(xiàn)實意義的課題。濕法冶金工藝處理黃銅礦具有經(jīng)營成本低，氧化速度快，分 解硫化物徹底，環(huán)境污染小，回收率較高等優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種銅精礦濕法氧化制 備硫酸銅的方法，該方法具有銅離子浸出率高，產(chǎn)品純度高，能耗較低，易于操作的特點。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種銅精礦濕法氧化制備硫酸銅 的方法，包括有以下步驟：
[0008] 1)首先將磨好的銅精礦粉分散在浸出溶液中，礦漿濃度維持在1 %?10%，用稀 硫酸調(diào)節(jié)PH值1?2,加入氧化劑，通入空氣進行銅離子浸出反應(yīng)，空氣分壓0. 1?IMPa ;
[0009] 2)將步驟1)的溶液經(jīng)過濾得到含銅離子的濾液，向其中加入鐵肩作為置換劑，并 用硫酸調(diào)節(jié)所得置換液的PH值，進行反應(yīng)，然后將洗凈、晾干得到的海綿銅置于馬弗爐中 恒溫焙燒，得到氧化銅粉末；
[0010] 3)將得到的氧化銅粉末進行酸浸反應(yīng)制備硫酸銅。
[0011] 按上述方案，所述的銅精礦為程潮鐵礦所生產(chǎn)的銅精礦。
[0012] 按上述方案，步驟1)所述的氧化劑為硫酸鐵，所加入硫酸鐵的量滿足Fe3+/Cu = 1?3〇
[0013] 按上述方案，步驟1)所述的反應(yīng)溫度為70?100°C，反應(yīng)時間1?5h。
[0014] 按上述方案，步驟2)所述的鐵肩加入量為理論用量的1?3倍。
[0015] 按上述方案，步驟2)所述的pH值為1?3,反應(yīng)溫度30?60°C，反應(yīng)時間1? 5h〇
[0016] 按上述方案，步驟2)所述的焙燒反應(yīng)溫度400?800°C，反應(yīng)時間1?5h。
[0017] 按上述方案，步驟3)所述的氧化銅粉末進行酸浸反應(yīng)制備硫酸銅具體步驟是：維 持酸浸反應(yīng)體系中液固比為1 :1?5 :1，且調(diào)節(jié)pH值1?3,反應(yīng)溫度70?100°C，反應(yīng)時 間1?5h ;所得到的氧化銅浸出液過濾，濾液加濃硫酸控制pH值2. 5?3. 0之間，在90? l〇〇°C溫度下進行蒸發(fā)濃縮，當(dāng)溶液表面出現(xiàn)晶膜時停止蒸發(fā)水分并開動攪拌裝置，控制降 溫速度及攪拌速度，溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶即得五水硫酸銅晶體。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0019] 1)以三價鐵離子和空氣為氧化劑對銅精礦進行濕法浸出，方法簡單，容易操作，能 耗低，礦石中銅的浸出率可達(dá)98%以上；
[0020] 2)以鐵肩為置換劑制備海綿銅，方法簡單易行，通過控制置換條件，海綿銅的置換 率可達(dá)95%以上，海綿銅純度可達(dá)90% ;
[0021] 3)制取海綿銅所得到的置換液中，主要含硫酸亞鐵，在其中通入空氣，將硫酸亞鐵 氧化，得到三價鐵離子溶液，循環(huán)至第一步銅的浸出使用，有效降低了廢液排放，實現(xiàn)了生 產(chǎn)中的循環(huán)利用；
[0022] 4)海綿銅經(jīng)焙燒氧化制取氧化銅，氧化銅酸浸得到硫酸銅溶液，氧化銅的浸出率 可達(dá)97%以上。硫酸銅溶液，經(jīng)濃縮、結(jié)晶可得五水硫酸銅晶體，其純度可達(dá)97%以上。
【具體實施方式】
[0023] 下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
[0024] 武漢鋼鐵集團礦業(yè)公司程潮鐵礦銅精礦礦石成分分析如下：
[0025]
【主權(quán)項】
1. 一種銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，包括有以下步驟： 1) 首先將磨好的銅精礦粉分散在浸出溶液中，礦漿濃度維持在1%?10%，用稀硫酸 調(diào)節(jié)pH值1?2,加入氧化劑，通入空氣進行銅離子浸出反應(yīng)，空氣分壓0. 1?IMPa ; 2) 將步驟1)的溶液經(jīng)過濾得到含銅離子的濾液，向其中加入鐵肩作為置換劑，并用硫 酸調(diào)節(jié)所得置換液的pH值，進行反應(yīng)，然后將洗凈、晾干得到的海綿銅置于馬弗爐中恒溫 焙燒，得到氧化銅粉末； 3) 將得到的氧化銅粉末進行酸浸反應(yīng)制備硫酸銅。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，其特征在于所述的 銅精礦為程潮鐵礦所生產(chǎn)的銅精礦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，其特征在于步驟1)所述 的氧化劑為硫酸鐵，所加入硫酸鐵的量滿足Fe 3+/Cu = 1?3,摩爾比計。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，其特征在于步驟1)所述 的反應(yīng)溫度為70?100°C，反應(yīng)時間1?5h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，其特征在于步驟2)所述 的鐵肩加入量為理論用量的1?3倍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，其特征在于步驟2)所述 的pH值為1?3,反應(yīng)溫度30?60°C，反應(yīng)時間1?5h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，其特征在于步驟2)所述 的焙燒反應(yīng)溫度400?800°C，反應(yīng)時間1?5h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，其特征在于步驟3)所述 的氧化銅粉末進行酸浸反應(yīng)制備硫酸銅具體步驟是：維持酸浸反應(yīng)體系中液固比為1 :1? 5 :1，且調(diào)節(jié)pH值1?3,反應(yīng)溫度70?100°C，反應(yīng)時間1?5h ;所得到的氧化銅浸出液 過濾，濾液加濃硫酸控制pH值2. 5?3. 0之間，在90?100°C溫度下進行蒸發(fā)濃縮，當(dāng)溶液 表面出現(xiàn)晶膜時停止蒸發(fā)水分并開動攪拌裝置，控制降溫速度及攪拌速度，溶液經(jīng)濃縮、結(jié) 晶即得五水硫酸銅晶體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銅精礦濕法氧化制備硫酸銅的方法，包括有以下步驟：1)首先將磨好的銅精礦粉分散在浸出溶液中，用稀硫酸調(diào)節(jié)pH值1～2，加入氧化劑，通入空氣進行銅離子浸出；2)溶液經(jīng)過濾得到含銅離子的濾液，向其中加入鐵屑作為置換劑，并用硫酸調(diào)節(jié)所得置換液的pH值，進行反應(yīng)，恒溫焙燒，得到氧化銅粉末；3)將得到的氧化銅粉末進行酸浸反應(yīng)制備硫酸銅。本發(fā)明的優(yōu)點是：1)方法簡單，容易操作，能耗低，礦石中銅的浸出率可達(dá)98％以上；2)海綿銅純度可達(dá)90％；3)實現(xiàn)了生產(chǎn)中的循環(huán)利用；4)氧化銅的浸出率可達(dá)97％以上。硫酸銅溶液，經(jīng)濃縮、結(jié)晶可得五水硫酸銅晶體，其純度可達(dá)97％以上。
【IPC分類】C01G3-10, C22B3-04, C22B15-00, C22B3-46
【公開號】CN104611572
【申請?zhí)枴緾N201510016716
【發(fā)明人】吳江渝, 劉曙, 張勇, 談華新, 王西兵
【申請人】武漢工程大學(xué), 武漢鋼鐵集團礦業(yè)有限責(zé)任公司程潮鐵礦
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月13日