殊胜诃子
张恩玉;鲁兴武;贡大雷;马爱军;曹桂银
【摘 要】利用碳酸铵溶液处理含铜烟灰,研究了碳酸铵浓度、温度、液固比、浸出时间等因素对浸出过程的影响.实验得到最佳浸出条件为:碳酸铵浓度2 mol/L、液固比4:1、温度60℃、时间8h,在此条件下铜浸出率可以达到85％左右;铅、铋、金、银等有价金属进一步富集,可以在炼铅系统进一步回收. 【期刊名称】《矿冶工程》控水系统
【年(卷),期】2013(033)006
【总页数】3页(P68-70)
【关键词】铜烟灰;碳酸铵;浸出;铜;铅;铋
【作 者】张恩玉;鲁兴武;贡大雷;马爱军;曹桂银
【作者单位】西北矿冶研究院冶金新材料研究所,甘肃白银730900;西北矿冶研究院冶金新材料研究所,甘肃白银730900;西北矿冶研究院冶金新材料研究所,甘肃白银730900;西北矿冶研究院冶金新材料研究所,甘肃白银730900;西北矿冶研究院冶金新材料研究所,甘肃白银730900
【正文语种】中 文
【中图分类】TF111
铜精矿熔炼过程产生的烟气通过余热锅炉后，经漩涡收尘器、排烟机以及电收尘器后，便得到了含有铜、锌、铅、铋、砷等多种金属元素的烟灰。烟灰不及时处理不但会造成严重的环境污染，也造成了资源的浪费。铜烟灰成份复杂，物相组成波动较大，很难有统一的处理方法［1－2］。对铜烟灰的处理，早期以火法为主，如前苏联和日本的一些企业采用回转窑处理，使锌优先分离出来。国内铜厂则直接返回熔炼处理，这样不仅降低了熔炼系统处理精矿的能力，影响粗铜质量，而且有害杂质的循环积累还影响生产操作，使得烟尘率增大，引起炉况恶化;同时烟气中杂质含量增大，不但缩短制酸触媒的使用寿命和降低转化率，而且降低硫酸和阳极铜质量。烟气含砷过高时，常影响制酸系统的正常运转。采用
火法处理铜烟灰普遍存在着综合回收水平低、劳动条件差及污染问题，因此国内外冶金工作者纷纷研究湿法处理铜烟灰工艺，如水浸法、酸浸法、氯盐浸出法、碱浸法等，但以水浸和稀硫酸浸出应用较多。大多数流程采用水或稀硫酸浸出铜烟灰中的铜和锌，再利用不同方法分别处理浸出液和浸出渣［3－8］。骑行者
烟灰中的铜主要以氧化亚铜的形式存在，并含有少量的硫化亚铜。本文采用碳酸铵浸取技术处理烟灰，在碳酸铵浸出过程中，铜与氨形成络合离子进入溶液，而其它所含金属则不被浸出。
虹膜采集器
1 实验原料和方法港湾场站
1.1 实验原料
实验原料为某铜业公司收尘系统得到的烟灰，主要化学成分见表1。
表1 铜烟灰主要化学成分(质量分数)/%1)单位为g/t。Cu Pb Bi Au1) Ag1)8.56 32.23 2.56 1.42 120
1.2 实验原理
利用铜、锌等与氨形成稳定的配合物，将物料中的铜、锌等金属及化合物浸溶出来，实现金属的分离［5］。本实验研究采用碳酸铵作为浸出剂，使铜与氨络合进入溶液［6］。
烟灰中的铜在碳酸铵溶液中浸出过程主要发生如下反应: 1.3 实验方法
提花机含铜烟灰加入碳酸铵溶液中，在水浴锅中密封恒温加热浸出，使铜形成铜氨络离子进入溶液，再经过萃取分离铜，形成硫酸铜溶液，制备硫酸铜或经过电解形成电积铜;过滤渣送铅火法冶炼系统，得到粗铅，Sb、Bi、Ag富集在粗铅中，在铅电解过程中继续富集至阳极泥中，阳极泥送贵金属冶炼系统回收Sb、Bi、Ag。
2 实验结果与讨论
2.1 碳酸铵初始浓度对铜浸出率的影响
实验条件:烟灰200 g，液固比4∶1，温度60℃，浸出时间8 h，加入氧化剂。碳酸铵初始浓度对铜浸出率的影响见图1。
由图1可知，随碳酸铵浓度增大，铜浸出率增加，但当浓度高于2 mol/L时，铜浸出率增长幅度明显变缓。碳酸铵在水溶液中受热易分解产生NH3，并及时与铜发生配合作用，使铜以配离子的形式进入液相，从而实现铜的浸出。碳酸铵浓度升高时，促进浸出反应充分进行，铜氨配离子稳定区域增大，铜浸出率逐渐增加。同时，Cu2O、CuO等含铜化合物在氨水中发生溶解配合反应时，生成的OH－离子能与(NH4)2CO3释放的N离子结合生成弱电解质NH3·H2O，促使各种铜化合物溶解反应的平衡常数K值明显增大，使铜浸出率大幅度得到提高。但是浓度达到一定程度后，便不再是影响浸出反应的主要控制因素，对铜浸出率的影响减小。因此本试验选取碳酸铵初始浓度为2 mol/L。
2.2 温度对铜浸出率的影响
实验条件:烟灰200 g，碳酸铵初始浓度为2 mol/L，液固比4∶1，浸出时间8 h，加入氧化剂。温度对铜浸出率的影响见图2。
图2表明，反应温度升高，铜浸出率随之逐渐升高，但温度高于60℃时，增长幅度变缓。因为氨水在溶液中随温度升高增加反应的动力，促使氨浸反应充分进行;当温度高于60℃时，铜浸出率增长变慢。原因在于溶液温度越高，越容易引起氨水挥发损失。综合考虑，
温度选择在60℃较合适。
2.3 浸出时间的影响
实验条件:烟灰200 g，碳酸铵初始浓度为2 mol/L，液固比4∶1，浸出温度60℃，加入氧化剂。浸出时间对铜浸出率的影响见图3。
图3表明，在反应前期，铜浸出率随着时间的延长有比较明显的提高，在浸出时间为8 h时，铜浸出率已经达到了85%;再增加反应时间对铜浸出率影响不大。这是因为氨浸反应过程中的控制因素随时间发生改变，反应前期主要控制因素是动力学，而后期主要受热力学因素控制。另外，浸出时间过长还会增大氨的损失，导致氨回收率降低，并使投资费用和运行成本增加。因此，浸出时间选择8 h较合适。
2.4 液固比对浸出率的影响
实验条件:烟灰200 g，碳酸铵初始浓度为2 mol/L，浸出温度60℃，浸出时间为8 h，加入氧化剂。液固比对铜浸出率的影响见图4。
图4表明，随着液固比的增加，铜浸出率逐渐增加。当液固比由2∶1增至4∶1时，铜浸出率增长尤为显著。在保持碳酸铵浓度不变的前提下，增大液固比，可促使液固两相充分接触，反应深入进行，铜浸出率逐渐提高。当液固比大于4∶1时，铜浸出率上升缓慢，但原料成本随之提高，而且会导致浸出液中铜浓度过低，增大后续处理的难度，回收成本增加。综合考虑以上因素，液固比选择4∶1比较合适。
3 最优条件试验
通过以上条件试验，得到碳酸铵溶液浸出烟灰中铜的优化条件为:烟灰200 g，碳酸铵初始浓度2 mol/L，液固比4∶1，温度60℃，浸出时间8 h，加入氧化剂。优化条件下浸出渣成分见表2。
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