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铜是一种重要的战略资源,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。我国是一个铜资源短缺的国家,铜资源的高效回收和利用,一直是我国铜冶金行业研究的方向。
本文针对安徽铜陵有色金属集团公司硫酸生产过程产生的硫铁矿烧渣中铜含量较高,达到铜提取利用的品位标准,研究了一条硫铁矿烧渣中铜的提取工艺方法:硫铁矿烧渣通过研磨-酸浸-分离-萃取-反萃取-富集后进入电积工序生产金属铜。分析了酸浸液、萃取液、萃余液中铜的含量,探讨了整个工艺的可行性。同时对烧渣中铜的酸浸过程动力学进行了研究,对铜生产过程的经济效益进行了估算,环保情况进行了分析。
由实验获得的主要结果为:
(1)酸浸反应的烧渣粒径小于200目,酸浸液固比为5:1,浸出温度为90℃,浸出时间为60min,硫酸浓度为9%。
(2)硫铁矿烧渣酸浸液的萃取和反萃取工艺的最佳条件为:采用AD-100萃取剂从铜酸浸溶液中进行单级萃取铜时,当萃取剂浓度为20%、萃取相比为1和振荡时间为90s时,铜萃取率平均为97.13%。
(3)采用硫酸溶液作为反萃取剂从AD-100有机萃取相中进行单级反萃铜,当反萃取剂浓度为2mol/L、萃取相比为1和振荡时间为90s时,铜反萃率平均可达80.37%。
(4)由实验确定的硫铁矿烧渣提铜动力学方程为kt=1-(1-XB)1/3,表观反应活化能Ea为39.19 kJ/mol,反应过程属内扩散影响下的化学反应控制。
(5)经济估算与环保分析结果表明,本课题研究的硫铁矿烧渣提铜工艺具有良好的经济效益,整个工艺过程基本无污染,达到了清洁生产要求。