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《昆明理工大学》 2009年
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炼铜烟尘湿法处理回收有价金属的新工艺研究

王智友  
【摘要】:目前,我国铜冶炼能力已经超过300万吨/年,其中以火法熔炼为主。无论采用何种熔炼方法,在熔炼的过程中由于炉内气流的运动和物质的挥发都会产生大量烟尘,许多有价元素富集于其中。早期的炼铜烟尘以火法处理为主,但采用火法处理铜烟尘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新的处理方法,使得湿法处理铜烟尘工艺得以发展。炼铜烟尘处理由于受原料成分、工艺方法、工艺条件的影响,其物相成分波动较大,很难有统一的处理工艺。 本文研究了全湿法流程处理国内某铜冶炼厂的鼓风炉与反射炉的烟尘混合物,综合回收其中的铜、锌、锡、铅、银等有价金属的工艺过程。处理得到的铜精矿的品位在50%以上,有害杂质的含量符合国内铜精矿的采购标准;七水硫酸锌的纯度在95%以上,达到国家工业七水硫酸锌的标准;铅渣中的铅、锡和银的品位分别达到了28%、10%和1.425%左右,品位较高,为这些有价金属的综合回收利用打下了良好的基础。 试验处理流程的主要环节包括中性浸出、酸性浸出、酸性浸出液脱锡、硫化物沉淀和沉淀转化。其中中性浸出探索了浸出液固比、浸出温度和浸出时间对铜、锌浸出率的影响,试验结果表明在液固比为4:1、浸出温度为常温(25℃)、浸出时间为1h的条件下铜和锌的浸出率分别为40.71%,93.42%;酸性浸出采用正交试验探索硫酸酸度、浸出温度、液固比和浸出时间对铜、锌浸出率的影响,试验结果表明在硫酸酸度为1mol/L(98g/L)、浸出温度为50℃、液固比为5:1,浸出时间为2h的条件下铜、锌和锡的浸出率分别为97.33%、79.36%、9.83%;酸性浸出液脱锡过程采用控制溶液的pH,水解沉淀除锡,沉淀剂采用中性浸出渣,试验结果表明在液固比为2:1,温度为50℃,时间为1h条件下,酸性浸出液中锡元素的含量降在0.01g/L之下;硫化物沉淀过程用来沉淀溶液中的铜、锌离子,理论和试验结果表明在溶液中硫离子浓度达到10-8mol/L时,溶液中的铜和锌的含量将降至10-8mol/L以下,液固分离后回收Na2SO4制得芒硝,沉淀物为硫化铜(CuS)和硫化锌(ZnS)的混合物;沉淀转化过程采用硫化铜(CuS)和硫化锌(ZnS)的混合物中的硫化锌来处理含铜和锌的浸出液,试验主要是考虑硫化锌过量分数对铜的回收率的影响,试验结果表明在硫化锌过量10%,沉淀转化过程为2h的情况下,铜的直收率达到98.40%。 整个处理过程中铜回收率达到96.85%,锌的回收率达到92.69%,铅、锡和银基本入渣而得到富集;经济效益上物料的投入产出比为1:2.22。 此工艺流程适合处理含可溶性铜、锌化合物的炼铜烟尘。该工艺有以下特点:采用湿法处理根除了火法处理铜烟尘的铅毒,整个过程无固体废弃物、无有害气体和液体的排放;过程中采用硫化物沉淀和沉淀转换分离溶液中的铜和锌,较传统的置换法有较大的经济成本优势;处理的流程短,设备简单,主要化工材料的消耗少,具有较大的技术经济优势。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X758

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