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利用多杂低品位氧化铜矿制取优质硫酸铜的方法
2013-07-30  来源:铜业专利 浏览量:2561

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专利名称:利用多杂低品位氧化铜矿制取优质硫酸铜的方法

文档编号:C22B3/08YK91106864
专利摘要:本发明属于金属化合物的生产及精制,特别是利用含有多种杂质的低品位氧化铜矿制取优质硫酸铜的方法。它是用硫酸与氧化铜矿粉进行化学反应制得粗制硫酸铜溶液,然后通过吸附分离和解吸再生的方法,有效快速地分离杂质,从而制得40%以上的精制硫酸铜溶液,极大地减少了溶液的蒸发量。该方法提供了一种简单易行的除杂方法,从而制得96%以上纯度的硫酸铜晶体。这种方法不但工艺路线短,能耗低,而且综合利用经济效果好,值得在产矿区广泛推广应用。
权利要求:
1、利用多杂低品位氧化铜矿制取优质硫酸铜的方法,用硫酸与氧化铜矿粉进行化学反应制得粗制硫酸铜溶液,然后通过除杂,精制、浓缩和结晶等工序,制得硫酸铜晶体,其特征在除杂工序中采用加入氨水的方法使硫酸铜变成碱式硫酸铜从多杂硫酸铜溶液中沉淀分离出来,再经过精制工序制得高纯度的硫酸铜晶体。
2、根据权利要求1所述的制取优质硫酸铜的方法,其特征是在除杂釜(8)中加入粗制硫酸铜溶液后,再加入氨水(7),其氨水浓度为5-10%,并在不断搅拌情况下,采用连续缓慢加入方式,当溶液出现深兰色时为氨过量,再滴入硫酸铜溶液至兰色消失为止,此时滤液呈浅绿色,当PH=5-5.5时为反应终点。
3、根据权利要求1所述的制取优质硫酸铜的方法,其特征是氧化铜矿粉中含酸溶硅量当高于10%时,在粗制硫酸铜溶液(4)工序中,硫酸与氧化铜矿粉必须采用低温慢速反应,反应温度≤50℃,反应时间≥6小时并加入去杂剂。
专利说明:本发明属于金属化合物的生产及精制,特别是利用低品位含杂质多的氧化铜矿制取优质硫酸铜的方法。

我国硫酸铜一般是用紫杂铜、电缆厂铜未、氮肥厂的硫化亚铜废泥、电解铜厂的铜槽泥和各种含铜废触媒以及硫化铜矿等为原料,经高温氧化成氧化铜后再与稀硫酸反应,制成硫酸铜溶液,然后通过过滤、浓缩、结晶等工序制得五水硫酸铜晶体。国外如苏联有利用二氧化硫与氧化铜在硫酸溶液中进行反应制取粗制硫酸铜溶液,然后经蒸发析出铁盐和钙盐,分离这些杂质后,再经浓缩、结晶等工序制得硫酸铜。我国储藏着大量的低品位氧化铜矿,因含铁、镁、锰……等金属以及其它重金属碳酸盐、硅酸盐等杂质而难以开发利用。通常利用含铜3%以上的氧化铜矿粉与硫酸反应后,大量的杂质变成相应的硫酸盐,混杂在硫酸铜溶液中,经多次分离杂质也难以净化,致使产品质量纯度低,通常纯度为70%左右。为了提高产品的质量,不少厂家采取在粗制硫酸铜溶液中加入铁屑,置换出海绵铜,但电极电位高于铁的其它重金属离子如Cd++、Co++、Ni++、Pb++等也可能与铜一道被置换出来,成为含多杂质的海绵铜,影响海绵铜的纯度,一般为88-93%。尽管各厂家采用各种去杂方法,力图净化海绵铜,然而用海绵铜制得的硫酸铜纯度,最高也只能达到93%,相当于我国国际《GB437-80》二级品产品纯度,这种方法不但工艺路线长,操作复杂,而且溶液浓度稀,蒸发量大,能耗高。

本发明的目的是提供一种用含杂质多的氧化铜矿制优质硫酸铜的方法,尤其是利用低品位氧化铜矿制取优质硫酸铜,它提供了一种简单而有效的除杂方法,这种方法不但工艺路线短,能耗低,而且综合利用经济效果好。
本发明的技术方案是:它利用低品位(含铜<3%)氧化铜矿粉与硫酸进行化学反应制得粗制硫酸铜稀溶液,然后通过除杂、浓缩和结晶等工序制得硫酸铜晶体。本发明的特征是在除杂工序中采用吸附分离和解吸再生地方法,有效地快速分离杂质。也就是说加入氨水使硫酸铜转化为碱式硫酸铜,并从多杂质的硫酸铜溶液中沉淀分离出,再经精制工序制得高纯度的硫酸铜晶体。

附图:以硅孔雀石为例制取优质硫酸铜的工艺流程。

现结合附图对本发明详细说明如下:
第一步:硫酸铜粗液的制备。
在反应釜(4)中加入100目以上的含铜<3%的氧化铜矿粉和稀硫酸(2)及二氧化锰去杂剂(3),进行直接浸取,反应料控制PH=2,反应温度≤50℃,反应时间≥6小时,搅拌速度60-80转/分,二氧化锰的投入量为矿中含铜的2-3倍。

为了促使铁离子沉淀,反应后期加入石灰乳,反应时间为5-6小时,调整PH=3.7-4.0,然后进入过滤器(5)过滤,所得含Mg++、Ca++、Mn++及重金属Me++(Me代表重金属)离子的粗制硫酸铜溶液。当氧化铜矿中含酸溶Si量>10%则硫酸与矿粉必须采用低温慢速反应方式进行,反应温度≤50℃,反应时间≥6小时。
第二步:碱式硫酸铜的制备。
把上述粗制硫酸铜滤液(6)加入除杂釜(8)中,然后在釜内加入氨水(7),其氨水浓度为5-10%,在不断搅拌的情况下,采用连续缓慢加入方式,当溶液出现深兰色时,表示过量氨与Cu++络合生成Cu(NH3)++2,这时应滴加硫酸铜溶液使兰色消失,滤液呈浅绿色,此时,PH=5-5.5取样过滤,并在滤液中滴入氨水,不发生沉淀不呈现兰色时即为反应终点。然后把溶液经分离器(9)分离,即得碱式硫酸铜的湿料。
第三步:精制硫酸铜。
把第二步制得的硫酸铜湿料计量后输入精制釜(10)中,并加入湿料重量的1.5倍的水调匀,在不断搅拌的情况下滴入浓度为95%透明、无色的硫酸(11)至湿料完全溶完后,当PH≤4.0为终点。若要求制取>96%纯度的硫酸铜在此还要加入双氧水(12),这时取10毫升溶液加1滴0.1%的高锰酸钾溶液,若出现褪色并产生棕黄色沉淀,必须再进一步精制;若不褪色则经过过滤器(13)过滤后,将兰色清亮的硫酸铜溶液送入蒸发器(14)蒸发浓缩,再经过滤器(15)过滤后,滤液送结晶槽(16)冷却结晶即得优质的硫酸铜晶体。母液可泵回精制釜(10)再次精制。
第四步:综合利用
1、在第一步粗制硫酸铜溶液的过滤(5)中,所得的滤渣经洗涤器(17)洗涤,过滤器(18)过滤后,滤液可返回反应釜(4)作下次矿粉的浸液用,然后滤渣可收集在废渣池(19)中,供制砖用。
2、在第二步碱式硫酸铜的制备工序中,经过滤器(9)过滤出氨废液(20)再输入蒸氨塔(21)分离,氨水可回收返回到除杂釜(8)中作下次除杂用液。滤渣收集到沉降池(22)中,供制砖用,或者作回收贵重金属用。
本发明适用于对含各种杂质金属离子的硫酸铜溶液,进行定量地、有选择地单独把铜离子沉淀下来生成碱式硫酸铜,它大大地、有效地简化了除杂工艺减少了蒸发量,并有效地保证和提高产品纯度,降低了能耗,提高综合利用的经济效果,使含铜1%左右的低品位氧化铜矿都能就地开发利用。

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关键词: 氧化铜 硫酸铜 氧化铜矿
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