提高常規(guī)濕法煉鋅銅直收率的實(shí)踐

陳 歡， 王建兵， 張繼森， 曹 靜， 米 浩， 張 輝

(河南豫光鋅業(yè)有限公司， 河南 濟(jì)源 454650)

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提高常規(guī)濕法煉鋅銅直收率的實(shí)踐

陳 歡， 王建兵， 張繼森， 曹 靜， 米 浩， 張 輝

(河南豫光鋅業(yè)有限公司， 河南 濟(jì)源 454650)

常規(guī)濕法煉鋅工藝由于銅的浸出率較低，導(dǎo)致銅直收率偏低。通過采取提高液固比、提高中性浸出酸度和對中性浸出液酸化等措施，提高了銅浸出率，減少了銅的水解損失，進(jìn)而提高了銅直收率。

濕法煉鋅； 銅浸出率； 銅直收率； 液固比； pH值； 酸化； 水解

0 前言

濕法煉鋅是目前國內(nèi)外最主要的煉鋅方法，產(chǎn)量占總產(chǎn)量的80%～85%，且隨著技術(shù)的發(fā)展呈不斷增長趨勢。國內(nèi)外都把濕法煉鋅凈液渣回收過程中富集的銅渣配入銅精礦中，采用熔煉工藝回收銅。因濕法煉鋅工藝不同，銅在系統(tǒng)中分散回收也各有不同。常規(guī)濕法煉鋅工藝銅的浸出率較低，導(dǎo)致銅直收率偏低，為此對相關(guān)工藝操作控制進(jìn)行調(diào)整，以提高銅直收率。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

表1為2011年10月至2012年2月實(shí)際生產(chǎn)中銅浸出率、直收率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

表1 2011年10月至2012年2月(工藝改進(jìn)前)的銅浸出率、直收率

由表1可以看出，2011年10月至2012年2月期間，銅浸出率為44.08%，單月最好水平為52.4%，銅直收率為39.19%，單月最高值為39.30%。

2 原因分析

2.1 主要反應(yīng)

銅在鋅焙砂中主要以氧化物形式存在，其在浸出過程中的反應(yīng)主要有：

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

(1)

Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O +Cu

(2)

CuO·Fe2O3+4H2SO4=CuSO4+Fe2(SO4)3+4H2O

(3)

Cu3(AsO4)2+3H2SO4=3CuSO4+2H3AsO4

(4)

中上清液中的銅主要以CuSO4形式存在，但在輸送和貯存過程中，銅會發(fā)生水解反應(yīng)，造成銅金屬的損失：

Cu2++2H2O=Cu(OH)2↓+2H+

(5)

因此，提高常規(guī)濕法煉鋅工藝銅直收率的關(guān)鍵是減少銅金屬在浸出過程的水解損失，降低浸出渣含銅。

2.2 銅離子水解分析

為了研究過程中銅離子是否發(fā)生水解，對以上各個階段銅離子含量的變化進(jìn)行了分析。

(1)上清液放置24 h銅離子含量的變化。 取浸出中上清、酸上清各500 mL，分別化驗(yàn)銅含量，放置24 h后再次化驗(yàn)，中上清含銅由0.61 g/L降至0.27 g/L，酸上清含銅由0.73 g/L降至0.41 g/L。

(2) 中浸反應(yīng)各槽礦漿銅含量的變化。分別取中浸2#槽、3#槽、4#槽出口礦漿，中間各間隔0.5 h，抽濾后化驗(yàn)溶液含銅，2#槽礦漿含銅0.99 g/L，3#槽礦漿含銅0.93 g/L，4#槽礦漿含銅0.75 g/L，礦漿含銅逐漸下降。

(3)中浸反應(yīng)時間延長后銅含量變化。取中性浸出2#槽出口礦漿3 500 mL，過濾礦漿500 mL化驗(yàn)銅含量，余3 000 mL繼續(xù)反應(yīng)，控制溫度70～80 ℃，4 h后取出1 000 mL礦漿過濾化驗(yàn)；余2 000 mL礦漿再進(jìn)行反應(yīng)，7.5 h后過濾化驗(yàn)。整個反應(yīng)期間用水維持礦漿體積不變。結(jié)果為：中浸2#濾液含銅0.82 g/L，中浸2#礦漿反應(yīng)4 h后含銅0.59 g/L，中浸2#礦漿反應(yīng)7.5 h后含銅0.64 g/L。

可見，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)均表明，銅離子在pH值逐漸升高時發(fā)生了水解，使得溶液含銅大大降低。

3 控制措施

3.1 提高中性浸出液固比

原中性浸出液固比多在8∶1左右，液固比較低，

不僅造成中上清沉降效果差，而且不利于銅的浸出。為此，將中性浸出液固比調(diào)整為10∶1以上，以提高銅浸出率和減少中上清含固量。抽查結(jié)果顯示，生產(chǎn)中維持在(9.5～10)∶1，中上清含固量大大減少。

3.2 降低中浸2#槽、3#槽出口pH值

將中浸2#槽出口pH值由3.0～3.5降至2.5～3.0。 原3#槽不加入廢液，3#、4#槽出口pH值均在5.0左右，導(dǎo)致銅離子發(fā)生水解，溶液中銅含量降低43%。為此，在中浸3#槽中增加廢液加入點(diǎn)，使3#槽出口pH值降低至4.5，減少因pH值升高銅離子水解造成的損失。

3.3 中上清液酸化

Cu2+水解pH值為4.6，針對中上清放置后發(fā)生水解的情況，在中上清濃密機(jī)溢流口處增加pH值調(diào)節(jié)點(diǎn)，降低中上清液的pH值，控制pH值4.0～4.5，減少貯存和輸送過程中銅的水解損失。

3.4 降低酸浸出口pH值

酸洗濃密機(jī)底流渣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，浸出渣經(jīng)過酸洗后渣量減少38.6%，銅浸出率高達(dá)72.2%、鋅浸出率達(dá)58%、鐵浸出率高達(dá)59.1%。故將酸浸出口pH值由3.0～3.5降至2.5～3.0，以提高銅金屬的浸出率，降低渣含銅。

4 實(shí)施效果

通過采取以上措施，銅的浸出率、銅直收率有了較大提高。表2為工藝優(yōu)化后2013年1月至2013年8月實(shí)際生產(chǎn)中銅浸出率、直收率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

表2 2013年1月至2013年8月(工藝優(yōu)化后)的銅浸出率、直收率

5 結(jié)語

通過采取提高液固比，增加廢液加入點(diǎn)提高中性浸出酸度，對中性浸出液酸化，提高酸浸酸度等措施，減少了生產(chǎn)和儲存過程中銅的水解損失，提高了銅在酸浸過程的浸出率，降低了浸出渣含銅。銅浸出率最高達(dá)到56.95%，直收率最高達(dá)到48.68%，提高了常規(guī)濕法煉鋅銅直收率。

[1] 梅光貴.濕法煉鋅學(xué)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2001.

[2] 彭容秋.鉛鋅冶金學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[3] 彭容秋.重有色金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊——鉛鋅鉍[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

[4] 徐幫學(xué).鉛鋅冶煉技術(shù)工藝流程與質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊[M].銀聲音像出版社，2004.

Practice of improving direct recovery of copper in the common zinc hydrometallurgy

CHEN Huan, WANG Jian-bing, ZHANG Ji-sen, CAO Jing, ZHANG Hui

In the common zinc hydrometallurgy process, the direct copper recovery is low due to the copper leaching rate is low. By measures of improving the liquid to solid ratio, increasing the acidity of neutral leaching, aciding neutral leaching solution and so on, the copper leaching rate was increased, the loss of copper hydrolysis was reduced, and so the direct recovery of copper was increased.

zinc hydrometallurgy; copper leaching rate; copper direct recovery; liquid-solid ratio; pH value; acidification; hydrolysis

陳 歡(1985—)，女，黑龍江人，助理工程師，主要從事冶金工藝及化學(xué)分析方面的工作。

2014-- 08-- 08

2015-- 05-- 08

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1672-- 6103(2015)04-- 0023-- 02