CN106811599A - 一种控制湿法铜冶金浸出液界面污物形成的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制湿法铜冶金浸出液界面污物形成的工艺。该工艺包括以下步骤：(1)测定湿法铜冶金浸出液的界面张力；(2)向界面张力小于或等于12.66mN/m的湿法铜冶金浸出液中加入粘土沉淀，静置，取上清液调节pH值到1.3-1.5，对浸出液的界面张力进行监测，如此反复，直到浸出液的界面张力大于12.66mN/m；(3)界面张力大于12.66mN/m的湿法铜冶金浸出液直接进行后续的反萃和电积过程。本发明的工艺流程短、设备简单、投资小、成本低、无污染、回收率高，能够使低品位铜矿资源湿法铜冶金过程形成的界面污物得到有效控制，从而扩大资源利用范围，提高铜金属的回收率；可综合利用难处理低品位铜矿资源，获得很好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制湿法铜冶金浸出液界面污物形成的工艺，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
现代湿法铜冶金包括浸取-萃取反萃-电积三部分，由于萃取技术的不断发展、提高，现代铜湿法冶金呈现出了蒸蒸日上的局面，每年产铜几百万吨，其发展速度远高于整体铜工业的发展速度，已成为一个独立的工业体系。特别是近些年许多大矿厂相继投产湿法炼铜厂，更将湿法炼铜的速度推向了一个新高潮。
但在实际应用中也伴随着一些问题，如界面污物的形成，这给萃取系统的操作带来许多麻烦，如降低萃取效率和分相速度，损失有机相，污染电解液，降低产品质量，恶化劳动环境等，一旦其生成速度失控，最终将导致工厂停产整顿，不能正常作业。
因此，有必要提供一种能够有效控制湿法铜冶金浸出液萃取过程中界面污物形成的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制湿法铜冶金浸出液界面污物形成的工艺，可用于湿法铜冶金浸出液以回收铜。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种控制湿法铜冶金浸出液界面污物形成的工艺，包括以下步骤：
(1)测定湿法铜冶金浸出液的界面张力；
(2)向界面张力小于或等于12.66mN/m的湿法铜冶金浸出液中加入粘土沉淀，静置，取上清液调节pH值到1.3-1.5，对浸出液的界面张力进行监测，如此反复，直到浸出液的界面张力大于12.66mN/m；
(3)界面张力大于12.66mN/m的湿法铜冶金浸出液直接进行后续的反萃和电积过程。
在本发明中，所述的湿法铜冶金浸出液为含有Cu2+、TFe、Mg2+、Al3+和Cl-离子的低品位铜矿湿法铜冶金浸出液。
湿法铜冶金浸出液的界面张力与界面污物的形成密切相关，当界面张力较大时，湿法铜冶金浸出液在萃取过程不会出现界面污物，且界面张力越大，越不容易产生界面污物，因此，增加湿法铜冶金浸出液的界面张力可以减少界面污物的产生。发明人研究发现，当湿法铜冶金浸出液的界面张力小于或等于12.66mN/m时，在萃取过程中就会形成界面污物，所以，只要控制湿法铜冶金浸出液的界面张力大于此值即可。本发明中，控制湿法铜冶金浸出液的界面张力大于12.66mN/m做法的依据主要是通过多组(n≥72组)湿法铜冶金浸出液界面张力的测定决定的。当湿法铜冶金浸出液的界面张力小于或等于12.66mN/m时，需要对湿法铜冶金浸出液进行处理。本发明通过控制湿法铜冶金浸出液的界面张力来控制萃取过程中界面污物的形成。
本发明的优点在于：
本发明的工艺流程短、设备简单、投资小、成本低、无污染、回收率高，能够使低品位铜矿资源湿法铜冶金过程形成的界面污物得到有效控制，从而扩大资源利用范围，提高铜金属的回收率；可综合利用难处理低品位铜矿资源，获得很好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明测定界面张力所使用的滴体积测定管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，为本发明的工艺流程图。根据本发明，测定湿法铜冶金浸出液的界面张力；界面张力大于12.66mN/m的湿法铜冶金浸出液认为合格直接进行后续的反萃和电积过程。界面张力小于或等于12.66mN/m的湿法铜冶金浸出液被认为不合格，需要向其中加入粘土沉淀，静置，取上清液调节pH值到1.3-1.5，测定界面张力，如此反复，直到浸出液的界面张力大于12.66mN/m再进行后续的反萃和电积过程。
如图2所示，在本发明中测定界面张力所使用的滴体积测定管，包括主管1、套管2；主管1的一端通过乳胶管与吸耳球3连接，另一端具有球形的毛细管滴头4。测定浸出液的界面张力时，将滴体积测定管洗净，烘干，冷至室温，然后将乳胶管套在主管1上，把主管插入套管2中，用铁架台夹子将滴体积测定管垂直固定并放入恒温水浴中，恒温槽搅拌马达的搅拌速度应调节合适，不致产生剧烈震动，影响测定的结果。具体操作方法：用待测溶液洗涤滴体积测定管2-3次，然后装满试液，用密度较大的液相从毛细管滴头滴入密度较小的液相，主管的毛细管滴头(提前用读数显微镜测定滴体积测定管毛细管滴头直径)垂直浸入套管液面下3mm左右，恒温10-30min，准确记下试液的液面最初刻度a，然后让液滴滴下，至液面降至b时，记下滴落的全部滴数(整滴数)，这样，便可计算出液滴的体积。测量完后代入界面张力公式即可得到界面张力。
界面张力公式为：γ＝(ρ1-ρ2)Vg/2πrΦ
式中，γ为密度较大的液相与密度较小的液相间的界面张力，mN/m；ρ为液体密度，kg/m3；V为体积，m3；g为重力加速度，9.80665m/s2；π为常数，3.1416；r为毛细管滴头半径，cm；Φ是r/V1/3的函数，它与液体的界面张力、滴管材料、液体密度和粘度等无关。
实施例1
选择新疆某低品位铜矿，矿石中金属矿物主要以氯铜矿和孔雀石为主，其次为斑铜矿、铜蓝和黄铜矿。矿石中金属平均品位Cu 0.38％、S 0.56％、Fe 5.01％。取此矿石的湿法铜冶金浸出液备用。
浸出液为含Cu2+、TFe(全铁，包括二价铁和三价铁)、Mg2+、Al3+和Cl-离子的溶液，Cu2+离子浓度为1-7g/L；TFe浓度为20-40g/L；Mg2+浓度为6-12g/L；Al3+离子浓度为0-40g/L；Cl-离子浓度为2-6g/L。
安装滴体积测定管装置，注意滴体积测定管在实验之前必须彻底洗净，放在烘箱中干燥，然后在主管上端套一乳胶管。调节恒温水浴槽至25℃。把滴体积测定管垂直放入恒温槽中，使管4/5浸没在水中，这时按照前述方法可对湿法铜冶金浸出液的界面张力进行测定。测定数据如表1所示。
表1
当湿法铜冶金浸出液的界面张力小于或等于12.66mN/m时，可以看到在萃取过程中有界面污物生成，此时需要向浸出液中加入粘土沉淀、静置，取上清液调节pH值到1.3-1.5，重复操作1-2次；然后再返回萃取体系进行萃取后，完全合格。
当湿法铜冶金浸出液的界面张力大于12.66mN/m时，96％以上的湿法铜冶金浸出液在此界面张力以上不形成界面污物，而4％还会形成少许界面污物，通过向这种浸出液中加入粘土沉淀，静置，取上清液调节pH值到1.3-1.5，如此重复1-2次；然后再返回萃取体系进行萃取后，完全合格。
因此，本发明的工艺处理效果比较理想，多次反复后的湿法铜冶金浸出液界面张力100％合格，在萃取过程中不会形成界面污物，可以直接进行后续的萃取、反萃和电积等工艺。
Claims (2)
1.一种控制湿法铜冶金浸出液界面污物形成的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)测定湿法铜冶金浸出液的界面张力；
(2)向界面张力小于或等于12.66mN/m的湿法铜冶金浸出液中加入粘土沉淀，静置，取上清液调节pH值到1.3-1.5，对浸出液的界面张力进行监测，如此反复，直到浸出液的界面张力大于12.66mN/m；
(3)界面张力大于12.66mN/m的湿法铜冶金浸出液直接进行后续的反萃和电积过程。
2.根据权利要求1所述的控制湿法铜冶金浸出液界面污物形成的工艺，其特征在于，所述的湿法铜冶金浸出液为含有Cu2+、TFe、Mg2+、Al3+和Cl-离子的低品位铜矿湿法铜冶金浸出液。
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