高铁生物堆浸液回收铜新工艺研究

摘要

利用微生物浸出低品位铜矿石湿法冶金铜，在浸出过程中，由于酸的作用，除了铜之外，Fe等杂质也随之溶解并逐步积累，当Fe3+达到一定浓度时危害浸出工艺正常进行。本研究采用机械活化硫铁矿、硫代硫酸钠处理高铁生物堆浸液，并通过处理后回收得到硫酸铜。
　　 采用机械活化硫铁矿法，在反应温度80℃，液固比6∶1，硫铁矿球磨活化时间3h时，铜沉淀率为11.6％，Fe3+还原率为76.4％。
　　 采用硫代硫酸钠处理，当高铁生物堆浸液Cu2+为7.41g·L-1、TFe为27.9g·L-1、Fe3+为14.68g·L-1时，在反应温度为80℃，硫代硫酸钠用量为18g·L-1，反应时间为60分钟条件下，Fe3+还原率达到99.68％，铁沉淀率达到17.52％，铜沉淀率为99.96％。硫代硫酸钠处理得到的沉淀渣Cu、S、Fe质量百分含量分别为46.61％、27.85％、3.23％，其主要物相为CuS和S。
　　 用硫代硫酸钠处理的高铁堆浸液滤渣，在50℃下加入浓硫酸和双氧水，滤渣中的铜溶解得到硫酸铜溶液，铜回收率达到93.1％。经过蒸发结晶，得到五水硫酸铜结晶，硫酸铜收率为85.37％。用硫代硫酸钠处理高铁生物堆浸液，每月处理10000m3，产出五水硫酸铜232.5吨，直接利润可达84.3万元。
　　 硫代硫酸钠沉淀法处理高铁堆浸液后Fe3+被还原成Fe2+，堆浸液酸度增加，铜得到回收，处理后液返回堆浸大大减少了污水排放，节约了浸出所需的水和硫酸，具有良好的经济效益和社会效益。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 铜的用途及市场

1.1.1 铜的性质

1.1.2 铜的用途

1.1.3 铜的分布

1.1.4 铜的市场

1.2 传统铜冶炼技术概况

1.2.1 铜冶炼工业的发展简史

1.2.2 铜的造锍熔炼

1.2.3 铜锍的吹炼

1.2.4 粗铜的火法精炼

1.2.5 铜的电解精炼

1.3 铜的湿法冶金和生物冶金技术

1.3.1 生物浸铜技术的优点和应用现状

1.3.2 生物浸铜的微生物种类

1.3.3 生物浸铜原理

1.3.4 生物浸铜的方法

1.3.5 浸出液萃取和反萃

1.3.6 电解沉积

1.4 生物冶金工作的发展前景和趋势

1.5 本课题研究的目的

第二章 机械活化硫铁矿对堆浸液的处理

2.1 实验及工艺流程

2.1.1 实验原料

2.1.2 实验步骤

2.1.3 工艺流程

2.1.4 分析与检测

2.2 实验结果与讨论

2.2.1 反应温度的影响

2.2.2 反应液固比的影响

2.2.3 球磨时间的影响

2.3 本章小结

第三章 硫代硫酸钠对堆浸液的处理

3.1 实验及工艺流程

3.1.1 实验步骤

3.1.2 工艺流程

3.1.3 分析与检测

3.2 实验结果与讨论

3.2.1 硫代硫酸钠用量对铜沉淀率和Fe3+还原率的影响

3.2.2 堆浸液pH值对铜沉淀率和Fe3+还原率的影响

3.2.3 反应温度对铜沉淀率和Fe3+还原率的影响

3.2.4 反应时间对铜沉淀率和Fe3+还原率的影响

3.2.5 Fe2+浓度对铜沉淀率和Fe3+还原率的影响

3.2.6 Fe3+浓度对铜沉淀率和Fe3+还原率的影响

3.2.7 初始Cu2+浓度对铜沉淀率和Fe3+还原率的影响

3.3 放大实验

3.4 本章小结

第四章 硫酸铜的制备及经济技术指标

4.1 硫化铜渣回收制备硫酸铜

4.1.1 双氧水氧化浸出

4.1.2 蒸发浓缩和结晶

4.1.3 五水硫酸铜的生产过程

4.2 工艺流程

4.3 物料衡算及设备选型

4.3.1 物料衡算

4.3.2 设备选型

4.4 工程设计及设备流程图

4.5 投资估算

4.6 经济效益估算

4.7 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果