本發(fā)明屬于銅爐渣回收處理，特別涉及銅陽極爐爐渣回收銅、鋅和富集稀貴金屬的方法。

背景技術(shù)：

銅渣是銅及銅合金的冶煉、熔化等過程中產(chǎn)生的灰渣，是銅及鋅的重要二次資源。渣中部分以團(tuán)塊和顆粒狀態(tài)的金屬，以重量計(jì)，占渣量的10％～80％不等，另一部分是粉末狀態(tài)的金屬或其氧化物。目前主要選用鱷式破碎機(jī)粗碎篩選大粒金屬，然后以磁選分出鐵性物質(zhì)，再經(jīng)適當(dāng)?shù)募?xì)碎后，用重選回收部分細(xì)金屬粒。這些金屬可以還原熔煉成粗銅或銅合金。殘留在灰砂中的即為粉末狀的金屬或其氧化物。含量在10％～20％，如含銅高于8％，一些冶煉廠回收作為銅冶煉的配料，而鋅在熔煉時(shí)多進(jìn)人煙塵或渣中。選去大顆粒金屬后的渣灰分成分分析結(jié)果：銅7.77％、鋅18.05％、二氧化硅22.38％、氧化鋁13.48％、氧化鈣3.56％、氧化鎂2.78％、三氧化二鐵4.56％、二氧化錳0.23％、氧化鉀0.1％、氧化鈉0.37％、鎳0.051％、一氧化碳0.004％、鎘0.005％、鉛0.35％。物相分析表明，銅，鋅兩種元素均以金屬和氧化物形態(tài)存在。同時(shí)，用ICP檢測(cè)，陽極銅爐爐渣中含有少量的金和鈀等貴金屬。因此，陽極爐爐渣具有很高的回收價(jià)值。

陽極爐爐渣一般采用火化貧化處理，將陽極爐爐渣作為沖天爐、豎爐或者方爐的處理原料，在沖天爐、豎爐或者方爐中進(jìn)行貧化處理，回收爐渣中的銅和稀貴金屬，鋅以煙塵形式進(jìn)入煙灰中。隨著國(guó)家環(huán)保及準(zhǔn)入門檻的提高，沖天爐、豎爐和方爐逐步列入淘汰名錄，陽極爐爐渣的其他處置方法成為研究熱點(diǎn)。

濕法冶金在有價(jià)金屬分離方面有著很大優(yōu)勢(shì)，如果解決濕法冶金過程中的廢水排放問題，濕法冶金將在陽極爐爐渣上的處置將得到極大的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的主要解決銅陽極爐爐渣綜合回收問題，提出采用選-冶聯(lián)合工藝，將銅陽極爐爐渣中的大部分銅、鐵返回銅冶煉系統(tǒng)，剩余銅、鋅和貴金屬通過濕法冶金得到分離和富集，該工藝產(chǎn)生的尾液能返回原系統(tǒng)，不僅能保證有價(jià)金屬的回收，而且處理工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、上馬快、不造成二次污染。

本發(fā)明所述的一種銅陽極爐爐渣綜合利用的方法如下：

將陽極爐爐渣進(jìn)行粗破和篩分，粗破采用顎式破碎機(jī)或者輥式破碎機(jī)，篩分分為成三個(gè)粒度，分比為+2mm大顆粒、+0.5mm～-2mm中顆粒和-0.5mm小顆粒，其中大顆粒返回銅冶煉系統(tǒng)；中顆粒進(jìn)行磁選，磁場(chǎng)強(qiáng)度為2500～3500Gs，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回到銅冶煉系統(tǒng)；小顆粒和磁選得到非磁性物質(zhì)進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨采用氣流磨或者攪拌磨，分級(jí)粒度為200目；細(xì)目分級(jí)得到的-200目物料采用10000～16000Gs磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回銅冶煉系統(tǒng)；強(qiáng)磁選的非磁性物質(zhì)進(jìn)行氯化，氯化采用氯化鈉、氯酸鈉和鹽酸體系，體系中氯化鈉濃度為200～300g/L，氯酸鈉加入量為20～30g/L，液固質(zhì)量比為2：1～4：1，反應(yīng)溫度為50～80℃，反應(yīng)時(shí)間為2～4小時(shí)，反應(yīng)過程中始終用鹽酸控制溶液pH＝0.5～1，得到氯化液和氯化渣，氯化渣集中處理；按照氯化液體積加入銅粉進(jìn)行置換，加入銅粉量為0.5～2g/L,過濾得到含金銀鈀貴金屬的貴渣和置換后液；置換后液加入碳酸氫鈉進(jìn)行中和，中和pH為5～6，過濾得到沉銅渣和沉銅液；沉銅渣加入硫酸進(jìn)行酸解，最終控制pH為1.5～2.5，過濾得到酸解渣和酸解液，酸解渣返回氯化工序；酸解液進(jìn)行萃取反萃，萃余液返回酸解工序，反萃得到硫酸銅進(jìn)行電積，得到電積銅；中和沉銅得到的沉銅液中加入碳酸氫鈉，調(diào)整pH＝8～9進(jìn)行沉鋅，得到沉鋅渣和沉鋅液，沉鋅渣清洗得到粗鋅和清洗液，清洗液和沉鋅液返回氯化工序。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明采用了選-冶聯(lián)合工藝，銅陽極爐爐渣中的銅、鐵大部分返回銅冶煉系統(tǒng)，得到再利用，后續(xù)經(jīng)過濕法冶金，其中的銅、鋅和貴金屬分別的得到回收和富集，沉鋅液、清洗液、酸解渣等返回氯化工序，無廢液和危廢產(chǎn)生，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單易行、所用原料和設(shè)備都比較常見且廉價(jià)、液體和廢渣循環(huán)使用和無污染等特點(diǎn)。

附圖說明

圖1表示銅陽極爐爐渣綜合利用工藝流程圖；

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

將銅含量為5.34％、鋅含量為15.88％、金含量為16.26g/t、銀含量為283.19g/t、鈀含量為24.24g/t的陽極爐爐渣進(jìn)行粗破和篩分，粗破采用顎式破碎機(jī)或者輥式破碎機(jī)，篩分分為成三個(gè)粒度，分比為+2mm大顆粒、+0.5mm～-2mm中顆粒和-0.5mm小顆粒，其中大顆粒返回銅冶煉系統(tǒng)；中顆粒進(jìn)行磁選，磁場(chǎng)強(qiáng)度為2500Gs，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回到銅冶煉系統(tǒng)；小顆粒和磁選得到非磁性物質(zhì)進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨采用氣流磨或者攪拌磨，分級(jí)粒度為200目；細(xì)目分級(jí)得到的-200目物料采用10000Gs磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回銅冶煉系統(tǒng)；強(qiáng)磁選的非磁性物質(zhì)進(jìn)行氯化，氯化采用氯化鈉、氯酸鈉和鹽酸體系，體系中氯化鈉濃度為200g/L，氯酸鈉加入量為20g/L，液固質(zhì)量比為2：1，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，反應(yīng)過程中始終用工業(yè)鹽酸控制溶液pH＝0.5，得到氯化液和氯化渣，氯化渣集中處理；氯化采用氯化鈉、氯酸鈉和鹽酸體系中所指的鹽酸即為上述工業(yè)鹽酸，目的是維持pH以下實(shí)施例都相同。

按照氯化液體積加入銅粉進(jìn)行置換，加入銅粉量為0.5g/L,過濾得到含金銀鈀貴金屬的貴渣和置換后液；置換后液加入碳酸氫鈉進(jìn)行中和，中和pH為5，過濾得到沉銅渣和沉銅液；沉銅渣加入98％工業(yè)濃硫酸進(jìn)行酸解，最終控制pH為1.5，過濾得到酸解渣和酸解液，酸解渣返回氯化工序；酸解液進(jìn)行萃取反萃，萃余液返回酸解工序，反萃得到硫酸銅進(jìn)行電積，得到電積銅；中和沉銅得到的沉銅液中加入碳酸氫鈉，調(diào)整pH＝8進(jìn)行沉鋅，得到沉鋅渣和沉鋅液，沉鋅渣清洗得到粗鋅和清洗液，清洗液和沉鋅液返回氯化工序。貴渣金含量12624g/t、銀含量197010g/t、鈀含量16738g/t。

實(shí)施例2

將銅含量為5.71％、鋅含量為19.61％、金含量為12.70g/t、銀含量為261.55g/t、鈀含量為18.84g/t的陽極爐爐渣進(jìn)行粗破和篩分，粗破采用顎式破碎機(jī)或者輥式破碎機(jī)，篩分分為成三個(gè)粒度，分比為+2mm大顆粒、+0.5mm～-2mm中顆粒和-0.5mm小顆粒，其中大顆粒返回銅冶煉系統(tǒng)；中顆粒進(jìn)行磁選，磁場(chǎng)強(qiáng)度為3500Gs，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回到銅冶煉系統(tǒng)；小顆粒和磁選得到非磁性物質(zhì)進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨采用氣流磨或者攪拌磨，分級(jí)粒度為200目；細(xì)目分級(jí)得到的-200目物料采用16000Gs磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回銅冶煉系統(tǒng)；強(qiáng)磁選的非磁性物質(zhì)進(jìn)行氯化，氯化采用氯化鈉、氯酸鈉和鹽酸體系，體系中氯化鈉濃度為300g/L，氯酸鈉加入量為30g/L，液固質(zhì)量比為4：1，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)，反應(yīng)過程中始終用工業(yè)鹽酸控制溶液pH＝1，得到氯化液和氯化渣，氯化渣集中處理；按照氯化液體積加入銅粉進(jìn)行置換，加入銅粉量為2g/L,過濾得到含金銀鈀貴金屬的貴渣和置換后液；置換后液加入碳酸氫鈉進(jìn)行中和，中和pH為6，過濾得到沉銅渣和沉銅液；沉銅渣加入98％工業(yè)濃硫酸進(jìn)行酸解，最終控制pH為2.5，過濾得到酸解渣和酸解液，酸解渣返回氯化工序；酸解液進(jìn)行萃取反萃，萃余液返回酸解工序，反萃得到硫酸銅進(jìn)行電積，得到電積銅；中和沉銅得到的沉銅液中加入碳酸氫鈉，調(diào)整pH＝9進(jìn)行沉鋅，得到沉鋅渣和沉鋅液，沉鋅渣清洗得到粗鋅和清洗液，清洗液和沉鋅液返回氯化工序。貴渣金含量12184g/t、銀含量135431g/t、鈀含量17880g/t。

實(shí)施例3

將銅含量為6.56％、鋅含量為15.26％、金含量為23.50g/t、銀含量為168.38g/t、鈀含量為11.20g/t的陽極爐爐渣進(jìn)行粗破和篩分，粗破采用顎式破碎機(jī)或者輥式破碎機(jī)，篩分分為成三個(gè)粒度，分比為+2mm大顆粒、+0.5mm～-2mm中顆粒和-0.5mm小顆粒，其中大顆粒返回銅冶煉系統(tǒng)；中顆粒進(jìn)行磁選，磁場(chǎng)強(qiáng)度為3000Gs，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回到銅冶煉系統(tǒng)；小顆粒和磁選得到非磁性物質(zhì)進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨采用氣流磨或者攪拌磨，分級(jí)粒度為200目；細(xì)目分級(jí)得到的-200目物料采用12000Gs磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回銅冶煉系統(tǒng)；強(qiáng)磁選的非磁性物質(zhì)進(jìn)行氯化，氯化采用氯化鈉、氯酸鈉和鹽酸體系，體系中氯化鈉濃度為250g/L，氯酸鈉加入量為25g/L，液固質(zhì)量比為3：1，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為2～4小時(shí)，反應(yīng)過程中始終用工業(yè)鹽酸控制溶液pH＝0.8，得到氯化液和氯化渣，氯化渣集中處理；按照氯化液體積加入銅粉進(jìn)行置換，加入銅粉量為1g/L,過濾得到含金銀鈀貴金屬的貴渣和置換后液；置換后液加入碳酸氫鈉進(jìn)行中和，中和pH為5.5，過濾得到沉銅渣和沉銅液；沉銅渣加入98％工業(yè)濃硫酸進(jìn)行酸解，最終控制pH為2，過濾得到酸解渣和酸解液，酸解渣返回氯化工序；酸解液進(jìn)行萃取反萃，萃余液返回酸解工序，反萃得到硫酸銅進(jìn)行電積，得到電積銅；中和沉銅得到的沉銅液中加入碳酸氫鈉，調(diào)整pH＝8.5進(jìn)行沉鋅，得到沉鋅渣和沉鋅液，沉鋅渣清洗得到粗鋅和清洗液，清洗液和沉鋅液返回氯化工序。貴渣金含量17357g/t、銀含量140087g/t、鈀含量12006g/t。

實(shí)施例4

將銅含量為5.06％、鋅含量為18.99％、金含量為16.92g/t、銀含量為180.18g/t、鈀含量為22.84g/t的陽極爐爐渣進(jìn)行粗破和篩分，粗破采用顎式破碎機(jī)或者輥式破碎機(jī)，篩分分為成三個(gè)粒度，分比為+2mm大顆粒、+0.5mm～-2mm中顆粒和-0.5mm小顆粒，其中大顆粒返回銅冶煉系統(tǒng)；中顆粒進(jìn)行磁選，磁場(chǎng)強(qiáng)度為3500Gs，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回到銅冶煉系統(tǒng)；小顆粒和磁選得到非磁性物質(zhì)進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨采用氣流磨或者攪拌磨，分級(jí)粒度為200目；細(xì)目分級(jí)得到的-200目物料采用14000Gs磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回銅冶煉系統(tǒng)；強(qiáng)磁選的非磁性物質(zhì)進(jìn)行氯化，氯化采用氯化鈉、氯酸鈉和鹽酸體系，體系中氯化鈉濃度為280g/L，氯酸鈉加入量為23g/L，液固質(zhì)量比為3.5：1，反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時(shí)間為2.5小時(shí)，反應(yīng)過程中始終用工業(yè)鹽酸控制溶液pH＝0.7，得到氯化液和氯化渣，氯化渣集中處理；按照氯化液體積加入銅粉進(jìn)行置換，加入銅粉量為1.5g/L,過濾得到含金銀鈀貴金屬的貴渣和置換后液；置換后液加入碳酸氫鈉進(jìn)行中和，中和pH為5.5，過濾得到沉銅渣和沉銅液；沉銅渣加入98％工業(yè)濃硫酸進(jìn)行酸解，最終控制pH為2，過濾得到酸解渣和酸解液，酸解渣返回氯化工序；酸解液進(jìn)行萃取反萃，萃余液返回酸解工序，反萃得到硫酸銅進(jìn)行電積，得到電積銅；中和沉銅得到的沉銅液中加入碳酸氫鈉，調(diào)整pH＝8.8進(jìn)行沉鋅，得到沉鋅渣和沉鋅液，沉鋅渣清洗得到粗鋅和清洗液，清洗液和沉鋅液返回氯化工序。貴渣金含量15043g/t、銀含量148366g/t、鈀含量17403g/t。

技術(shù)特征：

1.一種陽極爐爐渣綜合利用的方法，其特征在于，步驟如下：

(1)粗破篩分：將陽極爐爐渣進(jìn)行粗破和篩分，粗破采用顎式破碎機(jī)或者輥式破碎機(jī)，篩分分為成三個(gè)粒度，分比為+2mm大顆粒、+0.5mm～-2mm中顆粒和-0.5mm小顆粒，其中大顆粒返回銅冶煉系統(tǒng)；

(2)磁選：步驟(1)得到中顆粒進(jìn)行磁選，磁場(chǎng)強(qiáng)度為2500～3500Gs，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回到銅冶煉系統(tǒng)；

(3)細(xì)磨分級(jí)：步驟(1)得到的小顆粒和步驟(2)得到非磁性物質(zhì)進(jìn)行細(xì)磨，細(xì)磨采用氣流磨或者攪拌磨，分級(jí)粒度為200目；

(4)強(qiáng)磁選：向步驟(3)中得到-200目物料進(jìn)行強(qiáng)磁選，磁場(chǎng)強(qiáng)度為10000～16000Gs，得到磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)，磁性物質(zhì)返回銅冶煉系統(tǒng)；

(5)氯化：向步驟(3)中得到的非磁性物質(zhì)進(jìn)行氯化，得到氯化液和氯化渣，氯化渣集中處理；

(6)銅粉置換：向步驟(5)得到的氯化液中加入銅粉進(jìn)行置換，加入銅粉量為0.5～2g/L，過濾得到含金銀鈀貴金屬的貴渣和置換后液；

(7)中和沉銅：向步驟(6)得到的置換后液加入碳酸氫鈉進(jìn)行中和，中和pH為5～6，過濾得到沉銅渣和沉銅液；

(8)酸解：向步驟(7)得到的沉銅渣加入硫酸進(jìn)行酸解，最終控制pH為1.5～2.5，過濾得到酸解渣和酸解液，酸解渣返回氯化工序；

(9)銅萃取反萃+銅電積：向步驟(8)得到的酸解液進(jìn)行萃取反萃，萃余液返回酸解工序，反萃得到硫酸銅進(jìn)行電積，得到電積銅；

(10)中和沉鋅：向步驟(7)得到的沉銅液中加入碳酸氫鈉，調(diào)整pH＝8～9進(jìn)行沉鋅，得到沉鋅渣和沉鋅液，沉鋅渣清洗得到粗鋅和清洗液，清洗液和沉鋅液返回氯化工序。

2.如權(quán)利要求1所述的一種陽極爐爐渣綜合利用的方法，其特征在于步驟(5)中氯化采用氯化鈉、氯酸鈉和鹽酸體系，體系中氯化鈉濃度為200～300g/L，氯酸鈉加入量為20～30g/L，液固質(zhì)量比為2：1～4：1，反應(yīng)溫度為50～80℃，反應(yīng)時(shí)間為2～4小時(shí)，反應(yīng)過程中始終用鹽酸控制溶液pH＝0.5～1。

技術(shù)總結(jié)

一種銅陽極爐爐渣綜合利用的方法，涉及粗破篩分，磁選，細(xì)磨分級(jí)，強(qiáng)磁選，氯化，銅粉置換，中和沉銅，酸解，銅萃取反萃?銅電積銅，中和沉鋅等工藝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明采用了選?冶聯(lián)合工藝，銅陽極爐爐渣中的銅、鐵大部分返回銅冶煉系統(tǒng)，得到再利用，后續(xù)經(jīng)過濕法冶金，其中的銅、鋅和貴金屬分別的得到回收和富集，沉鋅液、清洗液、酸解渣等返回氯化工序，無廢液和危廢產(chǎn)生，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

技術(shù)研發(fā)人員：潘德安;章啟軍;王維;李歷銓

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京工業(yè)大學(xué)

文檔號(hào)碼：201610966870

技術(shù)研發(fā)日：2016.11.05

技術(shù)公布日：2017.05.10