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重要氯化湿法冶金流程英泰克流程

重要氯化湿法冶金流程英泰克流程 重要的氯化湿法冶金过程

首先,沥滤

为了提高浸出率,采用了四级逆流浸出,每级由几个浸出槽组成。浸出的总停留时间为12h。如流程图1所示,矿浆从第一阶段加入,第三阶段的矿浆过滤后,从渣中回收硫,然后进入第四阶段,与加入的新浸出剂反应4小时,浸出金。第四阶段的滤液用活性炭吸附回收金,然后用第三阶段浸出铜。浸出温度为80 ~ 85℃,主要靠反应热维持。第二、三段被空气体氧化,使铁生成FeOOH,硫生成单质硫,浸出渣易于过滤。中试原料为含铜42.5%的铜精矿(其中黄铜矿占40%)。铜的平均浸出率为99.3%,总回收率为98.1%。

图1英达流程

1-集中精力;2-浸出1;3-浸出2;4-浸出3;5-浸出4;6-过滤器;7-活性炭柱;

8-黄金回收;9-废渣;10,21-铜粒柱;11-石灰乳;12-中和罐;13-过滤器;

14-硫磺回收;15-增稠剂;16-硫磺产品;17副产品回收(钴铟等。);18-银汞回收;

19-铜制品;20-电解池;22-汞合金替换罐;23-铜颗粒;24-铝板

第二,还原和除杂

来自第一阶段的富铜浸出溶液流过填充有铜颗粒的柱,以将铜(II)还原为铜(I)。然后加入石灰粉中和至pH =5.3,以除去杂质。此时,除了银和汞以外的重金属离子几乎全部沉淀,滤渣用于回收有价金属。用银汞齐铝片代替铜粉,再代替银,可以使银浓度降低到1.5mg/L。产生的铜-汞-银将单独处理。回收银和铜后,汞将被重新利用。一些铜矿经常含有汞。用铜汞齐法回收银,同时回收汞,比火法从气相中回收简单。最终铜产品中汞含量小于4× 10-9,炉渣中汞含量小于1× 10-7。银的回收率接近100%。

第三,电解提取

浸出液冷却到30℃,进入专门设计的电解池。阴极是由两块铜片组合而成的板,铜片被冲压成小凸帽,并用硫化橡胶填充。表面只露出一些间距10 mm,直径2mm的小铜面。铜电沉积发生在这些小区域。每个电极的尺寸为1.5m ×1.25m,槽内有一个刮刀,每隔20min将生成的铜粉从表面刮下。阳极压制复合在铜芯上涂有钌铱氧化物的导电棒上。整个电解槽包括在隔膜袋中的18个阴极和17个阳极。氯碱行业使用的杜邦Nafion离子交换膜是最好的膜,它是一种聚氟上附有穿梭基团和磺酸基团的高分子材料,价格昂贵。后来我又研发了一种基于玻璃布的多孔膜,固定在玻璃钢框架上。价格低廉,在电解液中不变形。腔体外面是玻璃钢锥底槽,方便收集铜粉。铜粉从槽的底部被泵入洗涤-干燥系统。电解槽的电流效率为98.6%。

四。铜粉产品

电极上生产的铜粉呈树枝状,产品质量达到伦敦金属交易所(LME)一级A标准,纯度为99.99%。铜粉可以通过粉末冶金直接制成铜制品,前景广阔。也可以用颗粒成型机压成球出售。

5.电极反应

在阴极上,Cu(I)被还原以产生铜粉,并且铜浓度从80g/L降低到30g/L..贫阴极电解液通过隔膜进入阳极区,在此铜(I)被氧化成铜(II)。正常情况下,电流密度为1000A/m2,测试中,1500A/m2也能正常运行。由于单价铜的还原和极高的电流密度,阴极单位面积的生产率是普通硫酸盐体系的四倍。详情见图2。

图2阳极电位与电解液中储存能量的关系曲线

电解质:1-28g/lnabr,280g/lna cl;;2-无NaBr;添加了3-12g/Lcu(I)。

图2是电解后阳极电位和储存在电解液中的能量之间的关系。1是电解液中含有28g/L NaBr和280g/L NaCl的情况。曲线的第一部分反映了以下反应:

Br-+2C1-==== BrC12-+2e

产生的阳极电解液称为Halex (Halex)浸出剂。曲线2的电解液不含NaBr,但电解时产生氯气,电位急剧上升。加入NaBr后,氯气停止沉淀,电位趋于曲线1。在曲线3的电解液中加入Cu( I)12g/L,电位低的部分是亚铜的氧化过程。

由于BrCl2 -的存在,电位可达600mV(对于Ag/AgCl标准电极)。因此,除氧化黄铜矿等硫化铜矿外,闪锌矿、毒砂和镍黄铁矿也能被氧化,而黄铁矿和软锰矿不能被氧化。因此,进矿工艺可以处理成分复杂、品位低、现有技术提取不经济的矿石。由于该工艺对矿物粒度要求较低,对精矿品位没有限制,可以降低浮选成本。

半工业试验结果

该过程中每吨铜的电耗为1650 kw·h,如果不包括溶液循环,则仅为1435 kw·h。浸出时,空气体作为氧化剂,不富氧,硫只被氧化成元素硫,耗氧量低。此外,一价铜离子的电沉积使其能耗仅略高于火法冶金工艺,低于其它现有湿法工艺。

电沉积的电流密度仍为1000A/m2,电沉积产生的树枝状铜粉可以用电炉熔化浇铸成锭出售,也可以直接加工成成品。铜产品质量好,达到伦敦金属交易所(LME)的A级标准。

显然,Intech法的工艺条件优于上述磷虾法,浸出反应温度低,无需加压;无萃取,无氯气,比Coparex工艺简单;与矿浆电解产品相比,质量更好,操作更简单。而且可以同时回收金银等贵金属。因此,近年来其研究进展备受关注。根据工业试验结果,一家名为H.G .的工程公司估算,按照英达工艺建设一座5万t/a工厂的投资约为7050万美元,即年产铜能力为1410美元;然而,火法冶金法的年生产能力为3500 ~ 4000美元。生产成本为每吨铜264美元,可以使用复杂的铜矿石。品位要求不高,含铜15%甚至更低的都可以做原料。

许多独立的研究报告认为,INTECH工艺的投资和运行成本低于现有的其他湿法工艺,并且由于其能耗和耗氧量低,产生的炉渣稳定,无废气产生,环境影响因子最低,因此是一种优良的湿法炼铜工艺。

 

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