1.本發(fā)明涉及
濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法。
背景技術(shù)：
2.銅可從各種類型的礦石中提取，其中大部分屬于硫化礦石，如黃銅礦、斑銅礦、銅輝銅礦和輝銅礦。黃銅礦是最常見的含銅礦物，約占世界銅礦床的70％。目前，黃銅礦生產(chǎn)銅的主要方法是通過高溫冶金，高溫冶金能耗大且原料中銅含量要求比較高。此外，高溫冶金煉銅的過程中會(huì)產(chǎn)生so2造成環(huán)境污染問題。
3.濕法冶金是另一種方法用于從黃銅礦中提取銅，由于運(yùn)行成本較低，可應(yīng)用于
低品位銅礦濕法浸出黃銅礦中的銅。常用的浸出劑是酸性氯化物介質(zhì)和酸性硫酸鹽介質(zhì)。在硫酸鹽介質(zhì)中，浸出動(dòng)力學(xué)一般較慢，銅的浸出難以完成，這是由于在硬砂表面形成了鈍化層的原因，另一方面需要復(fù)雜的凈化除雜過程。在酸性氯化物介質(zhì)中由于鹽在氯離子介質(zhì)中溶解度高，且銅離子可以穩(wěn)定在濃氯溶液中，因此在氯離子介質(zhì)中，浸出速度比在硫酸鹽介質(zhì)中快。但酸性氯化物介質(zhì)的缺點(diǎn)是腐蝕性強(qiáng)，且難以從酸性氯化物介質(zhì)中電積出優(yōu)質(zhì)銅，浸出后也需要復(fù)雜的凈化除雜過程。
4.綜上所述，高溫冶金、濕法冶金浸出都有其局限性，因此開發(fā)綠色、可持續(xù)的冶金新技術(shù)對提高硫化銅礦的浸出效率具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
5.本發(fā)明的目的是提供一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，整個(gè)工藝具有流程操作簡單、無凈化過程、銅浸出率高、浸出劑再生循環(huán)使用、運(yùn)行成本低、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)。
6.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，包括以下步驟：
7.(a)將黃銅礦干燥后研磨；
8.(b)將研磨好的所述黃銅礦與三
氯化鐵溶液加入至浸出槽中，在攪拌的條件下浸出，所述浸出的反應(yīng)原理如下：
9.cufes2+3fecl3→
4fecl2+cucl+2s；
10.(c)浸出結(jié)束后對混合溶液進(jìn)行過濾，固液分離得到浸出液和含硫浸出渣；
11.(d)將所述浸出液直接電積得到銅板和電積貧液；
12.(e)步驟(d)中將所述電積貧液中的fe3+/fe2+分離，得到再生的三氯化鐵溶液和含fe2+溶液；
13.(f)所述再生的三氯化鐵溶液回到浸出槽中循環(huán)使用。
14.優(yōu)選的，步驟a)中，干燥溫度為100℃，干燥時(shí)間為24小時(shí)，所述黃銅礦研磨至100目以下。
15.優(yōu)選的，步驟b)中，所述三氯化鐵溶液中三氯化鐵濃度為0.1?2.0mol/l，所述三氯化鐵溶液中的溶劑為乙醇、丙二醇、甲醇、乙二醇、異丁醇、異十醇中的一種或多種混合物的組成。
16.優(yōu)選的，所述黃銅礦質(zhì)量與三氯化鐵溶液體積比為30?150。
17.優(yōu)選的，步驟b)中，所述浸出的溫度為20?90℃，所述攪拌的速率為50?1000rpm，所述浸出的時(shí)間為6?24h。
18.優(yōu)選的，步驟c)中，所述固液分離采用的設(shè)備為壓濾機(jī)、沉降離心機(jī)、沉降
濃密機(jī)、浮球澄清器、袋式過濾器或分離柱中的一種或多種。
19.優(yōu)選的，步驟d)中，所述電積的陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，所述電積的陰極板為不銹鋼板，電效在95％以上，所述電積的原理如下：
20.陽極反應(yīng)：fe2+?e＝fe3+
21.陰極反應(yīng)：cu++e＝cu。
22.優(yōu)選的，步驟e)中，所述fe3+/fe2+分離的方法為通過膜對金屬價(jià)態(tài)的選擇性將其分離。
23.本發(fā)明的有益效果為：
24.(1)所用浸出劑中有機(jī)溶劑為綠色溶劑環(huán)保無污染，且浸出劑能夠?qū)崿F(xiàn)再生循環(huán)使用；
25.(2)從原料到產(chǎn)品中間不需要凈化除雜的過程，工藝流程操作簡單、分離效率高、設(shè)備投資明顯下降、運(yùn)行成本低、環(huán)保無污染；
26.(3)銅的浸出率高，浸出條件無需高壓條件，浸出過程中單質(zhì)s替代了硫酸的產(chǎn)生避免了酸的排放及后續(xù)處理，避免了傳統(tǒng)火法冶金煉銅中高能耗和so2污染環(huán)境問題，并且也解決了傳統(tǒng)濕法冶金黃銅礦浸出率低、設(shè)備耐腐蝕性要求高、設(shè)備投資大等缺點(diǎn)。
27.下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖說明
28.圖1是本發(fā)明一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
29.下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步描述，實(shí)施例中所用各種化學(xué)品和試劑如無特別說明均為市售購買。
30.實(shí)施例1
31.取100g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在22℃條件下與2.0l 0.5mol/l三氯化鐵的乙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為15.1％。
32.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
33.實(shí)施例2
34.取100g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在60℃條件下與2.0l 0.5mol/l三氯化鐵的乙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為45.2％。
35.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
36.實(shí)施例3
37.取100g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在90℃條件下與2.0l 0.5mol/l三氯化鐵的乙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為82.6％。
38.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
39.實(shí)施例4
40.取100g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在90℃條件下與2.0l 0.5mol/l三氯化鐵的乙醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為34.5％。
41.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
42.實(shí)施例5
43.取100g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在90℃條件下與2.0l 0.5mol/l三氯化鐵的丙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為68.7％。
44.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
45.實(shí)施例6
46.取100g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在90℃條件下與2.0l 0.1mol/l三氯化鐵的乙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為18.1％。
47.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
48.實(shí)施例7
49.取100g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在90℃條件下與2.0l 0.25mol/l三氯化鐵的乙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為35.8％。
50.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
51.實(shí)施例8
52.取100g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在90℃條件下與2.0l 1.0mol/l三氯化鐵的乙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為96.6％。
53.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
54.實(shí)施例9
55.取60g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在90℃條件下與2.0l 0.5mol/l三氯化鐵的乙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為92.7％。
56.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
57.實(shí)施例10
58.取200g干燥研磨好的黃銅礦(其中銅含量為21.9％，鐵含量為19.5)在90℃條件下與2.0l 0.5mol/l三氯化鐵的乙二醇溶液混合，其中攪拌速率控制為800rpm，浸出時(shí)間為24h。浸出完成后趁熱用布氏漏斗過濾得到含單質(zhì)硫固體渣和含銅、鐵浸出溶液，取樣檢測分析銅的浸出率為31.6％。
59.濾液再通過在常溫條件下電沉積得到金屬銅板，其中陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，陰極板為不銹鋼材質(zhì)。電積貧液通過膜將fe3+/fe2+分離后再生浸出劑返回浸出循環(huán)使用。
60.表1為各實(shí)施例浸出變化條件及銅浸出率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
61.表1各實(shí)施例浸出變化條件及銅浸出率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
[0062][0063]
由表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，溫度越高黃銅礦中銅的浸出率越高；相同條件下乙二醇做溶劑比乙醇和丙二醇做溶劑對高黃銅礦中銅的浸出效果好；fecl3濃度越高黃銅礦中銅的浸出率越高；固液比越小(黃銅礦質(zhì)量/fecl3溶液體積)黃銅礦中銅的浸出率越高。
[0064]
最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。技術(shù)特征：
1.一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，其特征在于，包括以下步驟：(a)將黃銅礦干燥后研磨；(b)將研磨好的所述黃銅礦與三氯化鐵溶液加入至浸出槽中，在攪拌的條件下浸出，所述浸出的反應(yīng)原理如下：cufes2+3fecl3→
4fecl2+cucl+2s；(c)浸出結(jié)束后對混合溶液進(jìn)行過濾，固液分離得到浸出液和含硫浸出渣；(d)將所述浸出液直接電積得到銅板和電積貧液；(e)步驟(d)中將所述電積貧液中的fe3+/fe2+分離，得到再生的三氯化鐵溶液和含fe2+溶液；(f)所述再生的三氯化鐵溶液回到浸出槽中循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，其特征在于：步驟a)中，干燥溫度為100℃，干燥時(shí)間為24小時(shí)，所述黃銅礦研磨至100目以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，其特征在于：步驟b)中，所述三氯化鐵溶液中三氯化鐵濃度為0.1?2.0mol/l，所述三氯化鐵溶液中的溶劑為乙醇、丙二醇、甲醇、乙二醇、異丁醇、異十醇中的一種或多種混合物的組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，其特征在于：所述黃銅礦質(zhì)量與三氯化鐵溶液體積比為30?150。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，其特征在于：步驟b)中，所述浸出的溫度為20?90℃，所述攪拌速率為50?1000rpm，所述浸出的時(shí)間為6?24h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，其特征在于：步驟c)中，所述固液分離采用的設(shè)備為壓濾機(jī)、沉降離心機(jī)、沉降濃密機(jī)、浮球澄清器、袋式過濾器或分離柱中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，其特征在于：步驟d)中，所述電積的陽極板為鈦基二氧化鉛材質(zhì)，所述電積的陰極板為不銹鋼板，電效在95％以上，所述電積的原理如下：陽極反應(yīng)：fe2+?e＝fe3+陰極反應(yīng)：cu++e＝cu。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，其特征在于：步驟e)中，所述fe3+/fe2+分離的方法為通過膜對金屬價(jià)態(tài)的選擇性將其分離。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法，包括以下步驟：(a)將黃銅礦干燥后研磨；(b)將研磨好的所述黃銅礦與三氯化鐵溶液加入至浸出槽中，在攪拌的條件下浸出；(c)浸出結(jié)束后對混合溶液進(jìn)行過濾，固液分離得到浸出液和含硫浸出渣；(d)將所述浸出液直接電積得到銅板和電積貧液；(e)步驟(d)中將所述電積貧液中的Fe
技術(shù)研發(fā)人員：董飄平 蔣航宇 趙尹 王璐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：桐鄉(xiāng)市思遠(yuǎn)環(huán)?？萍加邢薰?br />
技術(shù)研發(fā)日：2021.06.23
技術(shù)公布日：2021/9/21
聲明：
“從黃銅礦中提取銅的溶劑冶金方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：桐鄉(xiāng)市思遠(yuǎn)環(huán)?？萍加邢薰?nbsp;
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