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從銅鋅廢渣浸出銅、鋅過程中的除鐵試驗研究

文檔作者：單麗梅1，侯勇1，李志宏1，王澤忠1，劉國標(biāo)2 文檔來源： 1．四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料系 2．四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月14日
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第31卷第6期(總第126期)
2012年12月
濕法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．31 No．6(Sum．126)
Dec．2012
從銅鋅廢渣浸出銅、鋅過程中的除鐵試驗研究
單麗梅1，侯勇1，李志宏1，王澤忠1，劉國標(biāo)2
(1．四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料系，四川德陽618000；
2．四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川成都610064)
摘要：針對銅鋅廢渣浸出液中鐵含量較高，以及高溫沉礬能耗過大問題，研究了在銅鋅廢渣低溫浸出過程中除
鐵，考察了溫度、時間、pH、碳酸氫銨用量及加料方式對漿料過濾性能和除鐵的影響。結(jié)果表明，采用先加碳
酸氫銨后加氧化劑的加料方式，控制浸出溫度在65～70℃、pH在2．o～2．5之間，碳酸氫銨用量為理論量的
1．5倍左右，浸出3～5 h，可以得到過濾性能良好的浸出漿料，浸出液中鐵質(zhì)量濃度低于1．5 g／L，滿足后續(xù)沉
礬要求。
關(guān)鍵詞：銅鋅廢渣；浸出；鐵；低溫；去除
中圖分類號：TF803．25 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1009—2617(2012)06—0363—03
隨著自然資源消耗量的日益增大，二次資源
的綜合回收利用越來越受重視。銅鋅廢渣中含有
Cu、Zn、Fe、Si、Cl、F等元素，是一種較難處理但極
有回收利用價值的含銅鋅廢料。有些銅鋅廢渣中
含鐵量較高[1]，在回收銅和鋅時如何分離鐵是一
個關(guān)鍵問題。目前，主要采用硫酸浸出一置換一
凈化工藝從銅鋅廢渣中回收銅和鋅[z’4]，該工藝在
凈化工序分離鐵，即浸出銅、鋅時大量鐵進(jìn)入溶
液，再通過鐵礬法、氫氧化鐵水解法、針鐵礦法、溶
劑萃取法等分離鐵[51]。對于鐵含量較高的銅鋅
廢渣，這些方法壓力較大，而高溫(85℃以上)黃
銨鐵礬法除鐵[9]，能耗較高，因此研究了在低溫浸
出銅鋅廢渣過程中除鐵。
1 試驗部分
1．1 試驗原料與試劑
銅鋅廢渣取自云南某煉銅企業(yè)，其化學(xué)成分
分析結(jié)果見表1。
表1 銅鋅廢渣化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)％
Zn Cu Fe Co Sb Ge Si F Cl
39 11 Z 2．6 0．004 0．006 0 003 6．7 0．2 0 6Z
所用試劑有工業(yè)級H。O：、電解鋅廢液、工業(yè)
級NH4HC03。
1．2 試驗方法
Fe3+質(zhì)量濃度為1．0 g／L及pH—1．6條件
下會發(fā)生水解反應(yīng)(1)[3]，同時，溫度在65～70℃
范圍內(nèi)黃銨鐵礬沉淀(2)E 9|：
Fe3十+30H一一Fe(OH)。， (1)
3Fe2(SO。)3+10H20+2NH40H一
(NH4)2Fe6(S04)4(OH)2++5HzS04。(2)
取銅鋅廢渣浸出漿料4 L，調(diào)節(jié)pH，攪拌10
～360 rain，過濾得除鐵后的浸出液。
浸出液中鐵質(zhì)量濃度較高時采用滴定法測定。
2 結(jié)果與討論
2．1 過濾性能探索試驗
參考文獻(xiàn)[9]，在．65～70℃條件下采用黃銨
鐵礬法除鐵時，浸出液中鐵質(zhì)量濃度可降至1．37
g／L，但漿料難于過濾。為此，考察了在65～70
℃范圍內(nèi)，pH、加料方式對漿料過濾性能的影響。
2．1．1 pit對過濾性能的影響
取5份漿料，加入沉礬理論量1．5倍的
NH。HCO。，溫度控制在65～70℃之間，攪拌3
h，用電解廢液調(diào)節(jié)始點pH。試驗結(jié)果見表2。
可以看出，始點pH在1．5～3．0之間，隨pH升
高，除鐵效果較好，但漿料過濾性能仍然較差。此
時漿料顏色為棕黃色，部分Fe3+在此條件下水解
收藕日期：2012—02—20
作者簡介：單麗梅(1980一)，女，吉林松原人，碩士，講師，主要從事金屬材料及廢料的綜合利用研究。
萬方數(shù)據(jù)
· 364 · 濕法冶金2012年12月
成Fe(OH)。膠體，使得過濾性能較差。
表2 pH對過濾性能的影響
2．1．2 加料方式對過濾性能的影響
制備3種浸出漿料(分別為1 8、2 8和3 8)，顏
色均為青灰色，調(diào)pH為3．0～3．5，漿料濾液的
主要化學(xué)組成見表3。其中：1 8漿料在浸出過程
中添加足量氧化劑，Cu被完全浸出，F(xiàn)e2+被氧化
成Fe3+；2 8漿料在浸出過程中添加少量氧化劑，
Cu未被完全浸出，鐵大部分以Fe2+形式存在；3#
漿料在浸出過程中不添加氧化劑，Cu浸出率低，
鐵大部分以Fe2+形式存在。
表3 漿料濾液的主要成分分析
分別采用以下6種方式加料：
A．取1份l8漿料，溫度升高到65～70℃，
加入沉礬理論量1．5倍的NH。HCO。，用電解廢
液調(diào)節(jié)始點pH偏向2．0，攪拌4 h；
B．取1份1 8漿料，溫度升高到65～70℃，用
電解廢液調(diào)節(jié)始點pH偏向2．0，在180 min內(nèi)間
斷性加入沉礬理論量1．5倍的(NH。)。SO。，攪拌
1 h；
C．取1份2“漿料，溫度升高到65～70。G，加
入沉礬理論量1．5倍的NH。HCO。，用電解廢液
調(diào)節(jié)始點pH偏向2．0，攪拌30 min，然后在10
min內(nèi)加入足夠的氧化劑，同時用電解廢液調(diào)節(jié)
pH偏向2．0，攪拌4 h；
D．取1份28漿料，溫度升高到65～70℃，加
入沉礬理論量1．5倍的NH。HCO。，用電解廢液
調(diào)節(jié)始點pH偏向2．o，攪拌30 min，然后在60
min內(nèi)間斷性加入足夠的氧化劑，同時用電解廢
液調(diào)節(jié)PH偏向2．0，攪拌3 h；
E．取1份38漿料，溫度升高到65～70℃，加
入沉礬理論量1．5倍的NH。HCO。，用電解廢液
調(diào)節(jié)始點pH偏向2．0，攪拌30 min，然后在10
min內(nèi)加入足夠的氧化劑，同時用電解廢液調(diào)節(jié)
pH偏向2．0，攪拌4 h；
F．取1份3 8漿料，溫度升高到65～70℃，加
入沉礬理論量1．5倍的NH。HCO。，用電解廢液
調(diào)節(jié)始點pH偏向2．0，攪拌30 min，然后在120
rain內(nèi)間斷性加入足夠的氧化劑，同時用電解廢
液調(diào)節(jié)始點pH偏向2．0，攪拌2 h。
表4為對應(yīng)的試驗結(jié)果。可以看出，過濾性
能與漿料有關(guān)。對于1 8漿料，兩種加料方式除鐵
后的過濾性能都不好；2 8和3 8漿料除鐵后過濾
性能較好。根據(jù)漿料濾液的化學(xué)成分(表3)可
知，28和3 8漿料中含有單質(zhì)銅，溶液中Fe2+質(zhì)量
濃度較高，為4．5 g／L，F(xiàn)e3+質(zhì)量濃度較低，為2．0
g／L。在D和F中，氧化劑加入速度較慢，氧化劑
一部分氧化單質(zhì)銅，一部分氧化Fe2+為Fe3+，而
2Fe3++Cu=2Fe2十+Cu2+。
使得Fe3+質(zhì)量濃度在一段時間內(nèi)維持在較低范
圍內(nèi)，有利于形成過濾性能較好的漿料口?。
表4 加料方式對漿料過濾性能的影響
加料方式漿體過濾性能漿料顏色濾液中p(Fe)／(g·L-1)
2．2 優(yōu)化除鐵效果試驗
為使?jié){料過濾性能提高，適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)要求，
以下均采用2 8漿料和加料方式D進(jìn)行試驗。
2．2．1 pit對除鐵效果的影響
取5份28漿料，用電解廢液調(diào)節(jié)pH，試驗結(jié)
果見表5。可以看出，始點pH低于1．5時，除鐵
效果較差；隨pH降低，除鐵效果惡化明顯，而且
漿料過濾性能也隨之變壞；始點pH在2．0～3．0
之間，除鐵效果較好，漿料過濾性能也好。
萬方數(shù)據(jù)
第31卷第6期單麗梅等：從銅鋅廢渣浸出銅、鋅過程中的除鐵試驗研究·365·
表5 pH對除鐵效果的影響
2．2．2 時間對除鐵效果的影響
取1份28漿料，分別在2、3、4、6 h時取樣，
每次取樣前補充因蒸發(fā)而損失的水分。試驗結(jié)果
見表6?？梢钥闯?，在2～6 h范圍內(nèi)，隨除鐵時間
延長，除鐵效果變好；3 h以后，除鐵效果比較穩(wěn)定。
表6 時間對除鐵效果的影響
2．2．3 碳酸氫銨用量對除鐵效果的影響
取4份2 8漿料，加入NH。HCO。的量分別為
沉礬理論量的0．8、1．0、1．5、3．0倍，試驗結(jié)果見
表7。
表7 碳酸氫銨用量對除鐵效果的影響
碳酸氫銨用量／理論用量溶液中p(Fe)／(g·L_1)漿俸過濾性能
可以看出，隨NH。HCO。加入量增加，除鐵效
果變好；NH。HCO。用量為理論量的1．5～3。0倍
時，除鐵效果比較穩(wěn)定。
3 結(jié)論
從銅鋅廢渣中浸出銅鋅時，在相對較低的溫度
條件下，通過優(yōu)化工藝參數(shù)，可獲得過濾性能較好
且濾液中鐵質(zhì)量濃度較低的漿料。適宜的工藝條
件為：溫度65～70℃，pH2．0～3．0，時間3～5 h，
碳酸氫銨用量為理論量的1．5以上。在此條件下，
濾液中鐵質(zhì)量濃度可低于1．5 g／L，除鐵效果較好。
參考文獻(xiàn)：
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Study on Removal of Fe During Sulfuric Acid Leaching of Cu and Zn From Copper-zinc Slag
SHAN Li—meil，HOU Yon91，LI Zhi—hon91，WANG Ze—zhon91，LIU Guo-bia02
(1．Department of Materials，Sichuan Engineering Technical College，Deyang 618000，China；
2．College of Materials Science and Engineering，Sichuan Uniersity，Chengdu 610064，China)
Abstract：The removal of iron during sulfuric acid leaching of Cu and Zn from copper—zinc slag at low
temperature has been investigated．The effects of temperature，time，concentration of sulfuric acid，
dosage of ammonium bicarbonate，order of feeding were examined．The experimental results showed
that the iron concentration in sulfuric acid leaching solution was below 1．5 g／L at the conditions of
temperature of 65～70℃，precipitating time of 3～5 h，pH of 2．O～2．5，theoretic dosage of ammonium
bicarbonate of 1．5 times．The leaching solution meets the requirements of precipitation vanadium．
Key words：copper—zinc slag；lcaching；lOW temperature；iron；removal

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