２００７年８月第４期刘斌等：从钴铜矿浸出液中萃取一电积铜·２１·从钴铜矿浸出液中萃取～电积铜刘斌，王瑞梅（中国恩菲工程技术有限公司．北京１０００３８１［摘要Ｊ介绍了用萃取一电积脱铜技术替代铁屑置换或碳酸钠中和沉淀，从氧化钴铜矿漫出液中脱除铜的生产实践及主要技术经济指标。【关键词】氧化钴铜矿；浸出液；脱铜；有机相；萃取；电积。［中图分类号】ＴＦ８１６０３２．５【文献标识码１Ｂｆ文章编号】１６７２—６１０３（２００７）０４—００２１＿０３Ｕ刖舌除铁时，将消耗大量的氧化剂氯酸钠和中和剂碳酸近年来，我国已有１０多家企业从非洲的刚果钠。碳酸钠中和沉淀法只能得到中间产品碳酸铜（金）、赞比亚、南非等国进口氧化钴铜矿生产钴产渣，其含Ｈ２０～５０％、Ｃｕ～２５％、Ｃｏ～１．５％。铜渣售价不品，这些企业的生产规模多数都在５００～１０００ｆｆａ之高．因为销售时只计铜价而不计钴价，渣中的钻白间（按金属钴量计１＇相应的铜金属产量３００～６００ｔ／ａ。白丢失。因此．尽管所购矿石中的铜不被计价，但多氧化钴铜矿石的处理工艺是：矿石经过碎磨后硫酸数厂家都不愿意使用含铜高的矿石原料。浸出．浸出液中的铜绝大部分除去后．用铁矾法除２００３年中国有色工程设计研究总院首次为山铁，Ｐ２０４深度除杂，Ｐ５０７萃钴，反萃钻液进一步处理西某公司提供了氧化钻铜矿浸出液萃取一电积铜的产出产品。技术．之后又为江西某公司提供了该技术．两家公氧化钴铜矿石的成分见表１示，硫酸浸出后得司的规模分别为３００ｆｆａ和６００ｆｆａ电解铜，目前均到的浸出液主要成分见表２示。已投产。萃取一电积铜的技术克服了铁屑置换法和表１氧化钴铜矿石的成分（质量分数）％碳酸钠中和沉淀法的缺点．工艺流程简短、操作方便；电铜产品价值高、销路好。今年中国有色工程设计研究总院又向江西某公司及广东某公司提供了该技术（正在施工中），本文将介绍萃取一电积铜技术的要点及实际生产应用情况。１萃取一电积生产工艺表２浸出液主要成分（体积质量）ｅｅＬ萃取一电积铜是成熟的湿法炼铜新工艺．但应用于钴铜矿浸出液中脱铜却很少。钴铜矿浸出液萃取一电积铜的工艺流程如图１示。针对钴铜矿浸出液中Ｃｕ、Ｍｎ含量高的特点，萃取工艺采用２级萃取、１级洗涤、２级反萃。有机相传统的除铜方法有铁屑置换法和碳酸钠中和配比（体积）：Ｌｉｘ９８４Ｎ２０％、２６０号煤油８０％，混合时沉淀法。铁屑置换法古老陈旧，产品为海绵铜，１ｔ铜问～２ｍｉｎ．澄清速率一３．７ｍ３／（ｍ２·ｈ）。反萃前液含Ｃｕ３５要消耗】ｔ铁，铁在溶液中全部呈Ｆｅ“．下步铁矾法ｇ／Ｌ左右，反萃后液含ｃｕ４５一Ｌ左右，反萃前液含Ｈ２Ｓ０４１７５ｄｔ左右，反萃后液含Ｈ，Ｓ０４１６０自也左右。反萃后液经过亲油网球吸附有机相和双介质过［作者简介Ｊ刘斌（１９７２一），男，吉林长春人．工程师，大学本科滤器过滤后进人电解槽。在中国恩菲工程技术有限公司从事有色冶垒设计研究工作。电积采用不锈钢永久阴极、Ｐｂ—Ｃａ—Ｓｎ合金阳［收稿ｔ３期］２００７—０３－２２万 方数据些图１钴铜矿浸出液萃取一电积铜的工艺流程图极，电解液加温，槽内添加ＣｏＳＯ；，Ｃｏ“浓度～５０ｍｇ／Ｌ，吨铜古尔胶添加量一１００ｇ（或硫脲～４０ｇ）。２实际应用２．１出现的问题山西某公司凶受原有厂房，设计中无负载有机相洗涤级和双介质过滤器，有机吸附槽中未加亲油网球。投产时，设备运转正常，但在工艺上由于锰的影响，第一批电铜（４．５ｔ）质量不合要求，表面发疏、发脆．铜晶位仅９５．８１％。锰对萃取一电积工艺及电铜质量的影响，国内外工厂很少遇到．报导的资料也很少。所以，开始时并不能确定是锰的影响，只是从生产记录及过程现象分析原因，寻求解决办法。电解进行到第３天时，从电解槽溢流出的电解液开始变成深紫红色，第４天反萃供液管上的玻璃管转子流量计管壁逐渐有黑色沉淀物形成，看不见转子和读数。电解槽内防酸雾的小球体上，被一层黑色沉淀物包裹．电解槽壁液面线下有同样的一层黑色物粘附．且不容易擦掉，阳极表面变暗。电铜出槽时．阴极表面有局部大块发红的现象，电铜表面疏松、发脆，半数以上阴极铜的两边及上部生成了许多不规则的条菱状沟，沟深ｌ一２ｍｍ，部分阴极板Ｌ的电铜剥离困难。与此同时，萃取箱内的絮凝物明显增多。２．２原因分析钻铜氧化矿硫酸浸出时，加入了还原剂亚硫酸万 方数据钠．以促进氧化钻的溶解。由于还原剂过量，矿石中的锰进入溶液后，以ＭｎＳＯ。形态存在于溶液巾，Ｍｎ“浓度高达８∥Ｌ，在萃取过程中，园负载有机相爽带水相，将Ｍｎ＊带到反萃液中，继之进入电解槽。在电解槽中，Ｍｎｎ被氧化，其电化学反应式如下：ＭｒＰ＋２Ｈ２０＝Ｍｎ０２＋４Ｈ－＋２ｅ（１）Ｍｎ２＊＋４Ｈ２０＝Ｍｎｏ：＋８Ｈ’＋５ｅ（２）反应产物ＭｎＯ。具有极强的氧化作用，能够氧化ＬＩＸ萃取剂。电解液变成深紫红色，是Ｍｎ０。与有机相中的ＬＩＸ萃取剂发生氧化反应的结果。由于反应产物在系统内积累，还造成萃取箱内的絮凝物大量增加。前述黑色沉淀物经化验为ＭｎＯ：，电解液中含有的悬浮物ＭｎＯ，使电铜的表面发疏。萃取箱内的絮凝物进入电解槽，造成电解液中夹带的有机相增多，引起电铜发脆、烧板（铜难剥下）。２．３解决措施（１）钴铜氧化矿浸出结束时，加入少许氧化剂，使大部分Ｍｎ“以ＭｎＯ：沉淀进入浸出渣；浸出液经二次过滤后再进萃取；（２）在萃取１级澄清室增加一块栅栏，促使液滴和絮凝物聚结：（３）部分电解贫液开路返回浸出。措施（１）实施的第三天，玻璃转子流量计管壁的黑色沉淀物消失，读数恢复清晰；随后电解槽壁及槽内小球体上的黑色沉淀消失；萃取箱内的絮凝物再未明显增加：第二批电铜表面发疏、发脆现象明显好转。第三、四批电铜不再发疏、发脆，条菱状小沟基本消除，钢品位达到９９．９８％。在连续生产５—６批合格电铜后，电铜质量又同到了几乎第一批电铜的状态．查找原因，虽然厂家按设计补充上了一台双介质过滤器．但过滤介质不是要求的金刚砂，而是普通石英砂，仅几天时间，石英砂被电解液中的硫酸溶解形成硅胶，过滤层被堵塞而无法作业，不得不将双介质过滤器拆除，电解液被迫大部分开路，电铜质量才义逐步好转。但终因没有负载有机相洗涤级和双介质过滤器把关，微量有机物和悬浮物仍在电解液中慢慢积累等多种原因＋电铜发疏、发脆及表面的条菱状小沟的现象并未根本消除．时有发生。２．４改进针对山西某公司存在的问题．江西某公司的萃２００７年８月第４期刘斌等：从钴铜矿浸出液中萃取一电积铜取工艺及设备在设计上进行改进：采取增加负载有浓度１２扎时，萃余液含Ｃｕ一＜０．５９／Ｌ；Ｃｕ浓度１６舡机相洗涤级和双介质过滤器，有机吸附槽内放满亲时，萃余液含Ｃｕ＜一ｌｇ，ＩＪ，达到了从钻铜矿浸出液中油网球，浸出液进萃取前经再次过滤等措施。投产除铜的目的。萃取剂消耗：山西某公司每吨铜５ｋｇ时未出现什么问题．仅在连续生产５个多月后．有左右，江西某公司每吨铜８ｋｇ左右。极少数阴极铜表面出现条菱状小沟现象，但电铜的化学成分及物理规格仍符合ＧＢｆｆ４６７—１９９７标准阴３结语极铜要求。实践表明．用萃取一电积法取代铁屑置换或碳２．５主要指标酸钠中和法从钴铜矿浸出液中除铜，克服了铁屑置上述两家公司采用萃取一电积脱铜技术分别生换法和碳酸钠中和沉淀法的缺点简化了工序操作，产了一年和大半年，在浸出液ｐＨ／＞２的情况下：Ｃｕ减轻了劳动强度．电铜产品销路好，吨铜附加值增加１万元以上。Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ－ｅｌｅｃｔｒｏｗｉｎｎｉｎｇｃｏｐｐｅｒｆｒｏｍｃｏｂａｌｔｃｏｐｐｅｒｏｒｅｌｅａｃｈｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎＬｔＵＢｉｎ，ＷＡＮＧＲｕｉ—ｍｅｉＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅａｎｄｔｈｅｍａｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｔｈｅｒｅｍｏｒａ］ｏｆｃｏｐｐｅｒｆｒｏｍｔｈｅｏｘｉｄｅｃｏｂａｌｔｃｏｐｐｅｒｏｒｅｌｅａｃｈｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｗｉｎｎｉｎｇｔｏｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｔｈｅｉｒｏｎｆｉｌｉｎｇｓｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｒｔｈｅｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｎｅｕｔｒａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｘｉｄｅｃｏｂａｌｔｃｏｐｐｅｒｏｒｅ；ｌｅａｃｈｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｒｅｍｏｖａｌｏｆｃｏｐｐｅｒ；ｏｒｇａｎｉｃｐｈａｓｅ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｅ］ｅｃｔｒｏｗ—ｉｎｎｉｎｇ（上接第１５页）２００２，（１）：１０—１２［参考文献］［３１陈朝华谈钛渣的生产及应用前景叨中国潦料２００４，（５）：１４—１６．【ｌ】汪镜亮．钛渣生产的发展Ⅱ】．钍＿：【二＿业进展２００２，（１）：６－９【４Ｊ张力，李光强。隋智通由改性高钛渣浸出制备富钛料的研究ｍ［２］２王铁明制约我国钛渣生产和应用的原因及对策口】钛工业进展矿产综合利用２００２，（６）：６＿９．ＳｔｕｄｙＯｉｌｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｃｉｄｓｏｌｕｂｌｅｔｉｔａｎｉｕｍｓｌａｇＩ。ＴＹｏｎｇ－ｇａｎｇ，ＹＵＸｉａｏ—ｈｕａ，ＸＵＹａ－ｆｅｉＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｉｄｓｏｌｕｂｌｅｔｉｔａｎｉｕｍｓｌａｇｗａｓｎｏｔｓｕｉｔａｂｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｉｔａｎｉｕｍｐｉｇｍｅｎｔｕｓｉｎｇｃｈｌｏｒｉｄｅｐｒｏｃｅｓｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｈｉ曲ｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃａｌｃｉｕｍａｎｄｍａｇｎｅｓｉｕｍ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆａｃｉｄｓｅｌｕｂｌｅｔｉｔａｎｉｕｍｓｌａｇ’Ｓｐｈａｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｆｔｅｒｍｏｄｉｆｙｉｎｇａｇｅｎｔａｄｄｅｄ，ｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｐｈａｓｅｏｆａｃｉｄｓｏｌｕｂｌｅｔｉｔａｎｉｕｍｓｌａｇｗａｓｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｆｒｏｍｋａｒｒｏｏｉｔｅ（ＭｇＴｉ０５）ｔｏｒｕｔｉｌｅ（Ｔｉ０２）ａｆｔｅｒｍｏｄｉｆｙｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｉｔａｎｉｕｍｐｉｇｍｅｎｔ；ｃｈｌｏｒｉｄｅｐｒｏｃｅｓｓ；ａｃｉｄｓｏｌｕｂｌｅｔｉｔａｎｉｕｍｓｌａｇ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｋａｒｒｏｏｉｔｅ；ｒｕｔｉｌｅ欢迎｛丁阕《中国有色冶金》万 方数据从钴铜矿浸出液中萃取-电积铜
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刘斌， 王瑞梅， LIU Bin， WANG Rui-mei中国恩菲工程技术有限公司,北京,100038中国有色冶金
CHINA NONFERROUS METALLURGY2007(4)1次
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