利用碳酸铵溶液处理铜烟灰

2024/6/21 14:49:28 作者:云霄

铜精矿熔炼过程产生的烟气通过余热锅炉后,经漩涡收尘器,排烟机以及电收尘器后,便得到了含有铜、锌、铅、铋、砷等多种金属元素的烟灰。烟灰不及时处理不但会造成严重的环境污染,也造成了资源的浪费。烟灰中的铜主要以氧化亚铜的形式存在,并含有少量的硫化亚铜。采用碳酸铵浸取技术进行处理烟灰,在碳酸铵浸出过程中,铜、锌元素与氨形成络合离子进入溶液,而其它所含金属则不被浸出。

烟气

实验方法

含铜烟灰由碳酸铵溶液,在水浴锅中密封恒温加热浸出,使铜形成铜氨络离子进入溶液,过滤渣送铅火法冶炼系统,得到粗铅,Sb、Bi、Ag富集在粗铅中,在铅电解过程中继续富集至阳极泥中,阳极泥送贵金属冶炼系统回收Sb、Bi、Ag。

不同条件对浸出率的影响

碳酸铵溶液浓度

随碳酸铵浓度增大,铜浸出率一直在增加,但当浓度高于2mol/L时,铜浸出率增长幅度明显变缓。碳酸铵在水溶液中受热易分解产生NH3,并及时与铜发生配合作用,使铜以配离子的形式进入液相,从而实现铜的浸出。碳酸铵浓度升高时,促进浸出反应充分进行,铜氨配离子稳定区域增大,铜浸出率逐渐增加。

温度

反应温度升高,铜浸出率随之逐渐升高,但温度高于60℃时,增长幅度变缓。因为氨水在溶液中随温度升高增加反应的动力,促使氨浸反应充分进行;当温度高于60℃时,铜浸出率增长变慢。原因在于溶液温度越高,越容易引起挥发损失。综合考虑,温度选择在60℃较合适。

浸出时间

在反应前期,铜浸出率随着时间的延长有比较明显的提高,在浸出时间为8h时,铜浸出率已经达到了85%;再增加反应时间对铜浸出率影响不大。这是因为氨浸反应过程中的控制因素发生改变,反应前期主要控制因素是动力学,而后期主要受热力学因素控制。另外,浸出时间过长还会增大氨的损失,导致氨回收率降低,并使投资费用和运行成本增加。因此,浸出时间选择8h较合适。

液固比

随着液固比的增加,铜浸出率逐渐增加。当液固比由2:l增至4:1时,铜浸出率增长尤为显著。在保持碳酸铵浓度不变的前提下,增大液固比,可促使液固两相充分接触,反应深入进行,铜浸出率逐渐提高。

通过以上实验得出,在碳酸铵浸出程中,最佳的浸出条件为:碳酸铵初始氨浓度为2mol/L,液固比4:1,浸出温度60℃,浸出时间8h。烟灰中铜的浸出取得了较好的效果,铜的浸出率达到85%。

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