一种从铜镉渣中生产金属铜粉方法技术

本发明专利技术涉及湿法冶金技术领域，具体涉及到一种从铜镉渣中生产金属铜粉方法，利用铜、锌成分能够溶解于氨性溶液中生成铜铵络离子、锌铵络离子，实现铜镉渣中镉成分与铜、锌分离的原理；再利用亚铜离子的盐几乎不溶于水、稀酸、稀碱等溶液，且锌只有二价锌离子，其盐易溶于水、酸、碱等溶液，采用还原剂将二价铜离子还原成亚铜离子，产生沉淀，实现锌、铜分离；再利用亚硫酸铵亚铜在150℃左右时，会发生歧化分解，形成金属铜、硫酸铵和二氧化硫气体或者向亚硫酸铵亚铜沉淀中加硫酸至10％以上时，酸分解形成亚铜离子、硫酸铵、二氧化硫气体，且亚铜离子再歧化分解为金属铜和铜离子，以实现金属铜粉的回收。

【技术实现步骤摘要】
一种从铜镉渣中生产金属铜粉方法
本专利技术涉及湿法冶金
，具体涉及到一种从铜镉渣中生产金属铜粉方法。
技术介绍
湿法炼锌工艺中，为了中和氧化除铁以及金属锌粉净化除镉时，都必须添加铜离子作为催化剂，使得炼锌溶液中含相当量的铜离子。金属锌粉在置换镉时，也会被置换进入到镉渣中，形成铜镉渣。除此之外，在其他湿法冶金的溶液中，在含有少量铜离子时，往往也是采用置换法除杂净化；但随着其他杂质的除去，依然会产生出铜废渣。目前，对这类含少量铜成分的废渣主要采用如下工艺：①硫酸浸出、萃取、反萃、电解铜回收工艺；②采用硫酸浸出后，再利用铁屑或铁棒、铁板、金属锌粉置换回收金属铜的工艺。但是，无论是萃取、反萃、电解铜回收工艺，还是铁屑、铁棒或金属锌粉等置换回收铜工艺，均存在工艺流程长，生产成本高，且还会产生大量中间产品，金属铜的直接回收率低，尤其是采用铁或锌置换工艺，不仅置换铜会包裹铁或锌，使置换铜粉的品质低；还会增加铁或锌的消耗量，并且还会产生新的废水、废渣，需要综合回收治理。另外，在湿法炼锌中铜镉废渣的湿法浸出大多都是采用添加氧化剂氧化浸出，当采用固体氧化剂，例如二氧化锰，浸出液中含有氧化剂成分，致使对铜的萃取或置换都会受到影响，增加萃取剂或置换金属的消耗，造成生产成本较高。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种从铜镉渣中生产金属铜粉方法。具体是通过以下技术方案得以实现的：从铜镉渣中生产金属铜粉方法，包括如下步骤：(1)将铜镉渣氨性浸出后，得氨浸液和含镉浸渣；Cu+2NH4OH+(NH4)2SO4+1/2O2→Cu(NH3)42+SO4+3H2OZn+2NH4OH+(NH4)2SO4+1/2O2→Zn(NH3)42+SO4+3H2O(2)将氨浸液还原沉淀至氨浸液中铜离子含量≤100mg/L，过滤，得沉淀物和沉淀后液；(3)将沉淀物加热分解，得金属铜粉、硫酸铵、二氧化硫气体；或者将沉淀物酸分解，得金属铜粉、含铜离子和铵根离子的分解残液、二氧化硫气体。优选，所述的步骤，还包括将金属铜粉采用热水洗涤，再隔绝空气烘干。优选，所述的热水洗涤是采用pH＝6±0.5，温度40-50℃的热水洗涤两次。优选，所述的步骤(1)是将铜镉渣采用氨性浸出剂氨性浸出处理，且所述氨性浸出剂是由氨水、硫酸铵、双氧水混合而成的混合溶液；所述氨水在混合溶液中的质量百分数为60-70％，硫酸铵在混合溶液中的质量百分数为15-20％，双氧水在混合溶液中的质量百分数为15-20％；且所述的氨性浸出是将铜镉渣与氨性浸出剂按照液固比为3-4，在40-60℃下浸出4-5h。优选，所述的步骤(1)是将铜镉渣采用氨性浸出剂氨性浸出处理，且所述氨性浸出剂是由氨水、硫酸铵混合而成的混合溶液；所述氨水在混合溶液中的质量百分数为60-70％，硫酸铵在混合溶液中的质量百分数为30-40％；且所述氨性浸出是将铜镉渣与氨性浸出剂按照液固比为3-4，控制氧气压力为0.5-1.5MPa，温度为100±10℃下浸出1-2h。优选，所述的步骤(2)是向氨浸液中通入还原剂，控制pH为4-7，直至溶液中铜离子含量≤100mg/L。优选，所述的步骤(2)是在25-50℃下将还原剂与氨浸液搅拌混合均匀；再调整pH值为4-6，直至溶液中铜离子含量≤100mg/L。优选，所述的还原剂是质量浓度为10-50％的亚硫酸锌浆化液和/或二氧化硫气体。优选，所述的加热分解是将沉淀物采用清水洗涤，再在温度为150±10℃下分解2-3h；所述的酸分解是将沉淀物采用硫酸溶液在常温常压下分解，直至黄色沉淀消失。优选，所述的硫酸溶液的质量百分浓度为10-20％。与现有技术相比，本专利技术创造的技术效果体现在：利用铜、锌成分能够溶解于氨性溶液中生成铜铵络离子、锌铵络离子，实现铜镉渣中镉成分与铜、锌分离的原理；利用含双氧水的氨性浸出剂在常压较长时间氨性浸出或者利用不含双氧水的氨性浸出剂在氧压0.5-1.5MPa、100±10℃下较短时间氨性浸出，使得铜镉渣中铜、锌成分进入氨浸液，镉、铁等成分残留在渣中；在利用亚铜离子的盐几乎不溶于水、稀酸、稀碱等溶液，且锌只有二价锌离子，其盐易溶于水、酸、碱等溶液，采用还原剂将二价铜离子还原成亚铜离子，产生沉淀，实现锌、铜分离；再利用亚硫酸铵亚铜在150℃左右时，会发生歧化分解，形成金属铜、硫酸铵和二氧化硫气体或者向亚硫酸铵亚铜沉淀中加硫酸至10％以上时，酸分解形成亚铜离子、硫酸铵、二氧化硫气体，且亚铜离子再歧化分解为金属铜和铜离子，以实现金属铜粉的回收。歧化反应方程式：热分解歧化：2CuNH4SO3→2Cu+(NH4)2SO4+SO2↑酸分解歧化：2CuNH4SO3+2H2SO4→Cu+CuSO4+(NH4)2SO4+2SO2↑+H2O。且经对热分解歧化和酸分解歧化所得的金属铜粉的效率进行统计，得出热分解歧化优于酸分解歧化；但在实际生产过程中，无论是热分解歧化，还是酸分解歧化，都应当置于密闭容器或设有通风罩的分解槽中进行，以便于回收二氧化硫气体，降低环境污染；而经歧化分解得到的产物，经热水洗涤之后，能够获得纯度达到98％以上的金属铜粉。除此之外，本专利技术创造采用炼锌生产中回转窑尾气治理或废水处理回收的亚硫酸锌作为还原剂或采用通入二氧化硫气体作为还原剂，在pH＝4-5的弱酸性条件下，进行铜铵络离子还原为亚硫酸铵亚铜离子沉淀析出而与锌成分分离，其化学反应方程式为：2Cu(NH3)4SO4+2ZnSO3+3H2SO4+2H+→2CuNH4SO3↓+3SO2+3(NH4)2SO4或2Cu(NH3)4SO4+3SO2+4H2O→2CuNH4SO3↓+3(NH4)2SO4且经试验证明：对于铜铵络离子还原为亚硫酸铵亚铜在pH＞8时不产生还原反应，在pH＝7时开始有亚硫酸铵亚铜生成产生黄色沉淀，当pH＝4-5时，Cu(NH3)42+还原反应接近完全而得到比较纯的亮黄色2CuNH4SO3沉淀。故而在还原反应步骤中，应当严格控制pH值＜7。本专利技术创造工艺流程短，经氨性浸出-还原成亚铜沉淀-亚铜离子歧化反应即得，能耗低，三废少，所得金属铜粉纯度高，直接收得率高，副产品硫酸锌、硫酸铵、二氧化硫等易于回收利用，致使金属铜粉回收成本低，经济效益好。具体实施方式下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。在某些实施例中，从铜镉渣中生产金属铜粉方法，包括如下步骤：(1)将铜镉渣氨性浸出后，得氨浸液和含镉浸渣；Cu+2NH4OH+(NH4)2SO4+1/2O2→Cu(NH3)42+SO4+3H2OZn+2NH4OH+(NH4)2SO4+1/2O2→Zn(NH3)42+SO4+3H2O(2)将氨浸液还原沉淀至氨浸液中铜离子含量≤100mg/L，过滤，得沉淀物和沉淀后液；(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从铜镉渣中生产金属铜粉方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将铜镉渣氨性浸出后，得氨浸液和含镉浸渣；/n(2)将氨浸液还原沉淀至氨浸液中铜离子含量≤100mg/L，过滤，得沉淀物和沉淀后液；/n(3)将沉淀物加热分解，得金属铜粉、硫酸铵、二氧化硫气体；或者将沉淀物酸分解，得金属铜粉、分解残液、二氧化硫气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种从铜镉渣中生产金属铜粉方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将铜镉渣氨性浸出后，得氨浸液和含镉浸渣；
(2)将氨浸液还原沉淀至氨浸液中铜离子含量≤100mg/L，过滤，得沉淀物和沉淀后液；
(3)将沉淀物加热分解，得金属铜粉、硫酸铵、二氧化硫气体；或者将沉淀物酸分解，得金属铜粉、分解残液、二氧化硫气体。


2.如权利要求1所述的从铜镉渣中生产金属铜粉方法，其特征在于，所述的步骤，还包括将金属铜粉采用热水洗涤，再隔绝空气烘干。


3.如权利要求2所述的从铜镉渣中生产金属铜粉方法，其特征在于，所述的热水洗涤是采用pH＝6±0.5，温度40-50℃的热水洗涤两次。


4.如权利要求1所述的从铜镉渣中生产金属铜粉方法，其特征在于，所述的步骤(1)是将铜镉渣采用氨性浸出剂氨性浸出处理，且所述氨性浸出剂是由氨水、硫酸铵、双氧水混合而成的混合溶液；所述氨水在混合溶液中的质量百分数为60-70％，硫酸铵在混合溶液中的质量百分数为15-20％，双氧水在混合溶液中的质量百分数为15-20％；且所述的氨性浸出是将铜镉渣与氨性浸出剂按照液固比为3-4，在40-60℃下浸出4-5h。


5.如权利要求1所述的从铜镉渣中生产金属铜粉方法，其特征在于，所述的步骤(1)是将铜镉渣采用氨性浸出剂氨性浸出处...

【专利技术属性】
技术研发人员：文兵，张国君，刘安荣，王振杰，彭伟，刘洪波，钟波，
申请(专利权)人：六盘水中联工贸实业有限公司，贵州省冶金化工研究所，
类型：发明
国别省市：贵州;52