黑銅泥氧壓酸浸工藝研究

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1、黑銅泥氧壓酸浸工藝研究劉永平(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪335424)doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.12.004摘要：采用單因素試驗(yàn)法探討了反應(yīng)壓力、初始硫酸濃度、浸出溫度、液固比、反應(yīng)時(shí)間等對(duì)氧壓酸浸黑銅泥時(shí)銅、砷浸出率的影響。結(jié)果表明，在最佳條件下銅、砷浸出率可達(dá)98.64%、95.72%，渣中銻、鉍含量較原料分別富集了7.8倍和9.5倍。關(guān)鍵詞：黑銅渣；氧壓酸浸；銅；砷；富集中圖分類號(hào)：TF811文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1007-7545（2015）12-0000-00TechnicalStudyonOxygenPressureAcidL

2、eachingofBlackCopperMudLIUyong-ping(GuixiSmelter,JiangxiCopperCorporation,Guixi335424,Jiangxi,China)Abstract：Theeffectsofreactionpressure,initialacidityofsulfuricacid,leachingtemperature,ratioofliquidtosolid,andreactiondurationonoxygenpressureacidleachingratesofcopperandarsenicinblackcoppermudwerei

3、nvestigatedbysinglefactorexperiment.Theresultsshowthat,theleachingrateofcopperandarsenicis98.64%and95.72%respectivelyundertheoptimumconditions.Antimonyandbismuthinslagareenrichedby7.8timesand9.5timesoforiginalmaterialrespectively.Keywords:blackcopperslag;oxygenpressureacidleaching;copper;arsenic;en

4、richment在銅電解精煉過(guò)程中，隨著電解液的循環(huán)，砷、銻、鉍等雜質(zhì)在電解液中逐漸積累。為保證陰極銅產(chǎn)品的品質(zhì)，需要定期根據(jù)生產(chǎn)情況將部分電解液開路出來(lái)進(jìn)行脫雜[1]。目前，貴溪冶煉廠采用分段脫銅、脫雜技術(shù)處理電解液，大部分砷、銻、鉍在脫雜工序中得到沉積，在陰極上析出黑色泥沙狀混合物，我們稱其為黑銅泥或黑銅渣[2-3]。黑銅泥富含銅、砷、銻、鉍，若為了回收銅，將其返回銅熔煉系統(tǒng)，由此導(dǎo)致大量砷、鉍、銻在系統(tǒng)中惡性循環(huán)，增加系統(tǒng)雜質(zhì)負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重威脅陽(yáng)極板產(chǎn)品質(zhì)量；大部分的銻、鉍進(jìn)入爐渣，未得到有效利用，造成資源浪費(fèi)。近年來(lái)，以高壓、高溫為強(qiáng)化手段的加壓浸出技術(shù)已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜、難處理物料的處理

5、，作為一種強(qiáng)化冶金新技術(shù)[4-6]，加壓浸出克服了傳統(tǒng)冶煉工藝存在的缺陷，具有高分離效率、低成本、作業(yè)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。本文在硫酸體系下借助加壓浸出手段，研究黑銅泥中銅、砷與銻、鉍的分離工藝。1試驗(yàn)部分1.1試驗(yàn)原料黑銅泥為黑色疏松團(tuán)聚狀，顯酸性，粒度-0.35mm占77%。典型化學(xué)成分(%)：Cu30.77、As38.24、Sb2.84、Bi2.96、Ni0.93、Pb0.096。黑銅泥中銅、砷主要以單質(zhì)存在，部分以CuxAsy形態(tài)存在，銻、鉍與砷以穩(wěn)定的復(fù)鹽形式存在，賦存狀態(tài)不詳。1.2試驗(yàn)原理在常壓下、浸出溫度80~85℃、初始硫酸濃度200g/L、液固比6︰1、通空氣反應(yīng)10h，黑銅泥

6、中銅浸出率僅8.05%、砷浸出率僅11.33%。鑒于黑銅泥常壓下銅、砷浸出效果非常不理想，因此采用氧壓酸浸進(jìn)行試驗(yàn)。黑銅泥氧壓酸浸工藝是以硫酸溶液為介質(zhì)，以空氣中的氧作為氧化劑進(jìn)行的銅、砷浸出反應(yīng)，在此過(guò)程中銻、鉍基本不被浸出，富集在殘?jiān)?，主要反?yīng)：收稿日期：2015-07-21基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2013AA064005)作者簡(jiǎn)介：劉永平（1982-），男，江西吉安人，工程師.（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）上述過(guò)程看似為固—液—?dú)馊鄥⑴c的反應(yīng)，但氧氣是先溶入水中，參與反應(yīng)的僅是溶于水中的這部分氧。反應(yīng)實(shí)質(zhì)上仍是液固體系，增加水中氧濃度，式（2）~（5）向右

7、反應(yīng)，有利于黑銅泥的浸出。試驗(yàn)過(guò)程的速率受表面化學(xué)反應(yīng)速率和擴(kuò)散速率控制。常壓下，氧在水中的溶解度小，反應(yīng)受擴(kuò)散速率控制。因此，氧溶于水的速率是控制反應(yīng)速率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。加壓浸出是在特殊密閉容器中高于0.1MPa和液體沸點(diǎn)溫度條件下進(jìn)行的濕法冶金過(guò)程[5-6]。增大反應(yīng)容器壓力，氧在水中的溶解度也隨之增大，增大了氧與礦漿顆粒表面接觸的機(jī)會(huì)，可以加快黑銅泥的反應(yīng)速率。1.3試驗(yàn)方法氧壓酸浸設(shè)備采用自制壓力反應(yīng)釜，