黑铜泥鼓风氧化酸浸工艺研究
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关键词 ：黑铜泥 ；氧化酸浸 ；富集 ；铜 ；砷 ；铋
中图分类号 ：TF811 文章编号 ：1009-3842（2019）04-0083-04
文献标识码 ：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Study on Oxidizing Acid Leaching Process of Black Copper Mud
因此，利用贵溪冶炼厂现用的黑铜泥酸浸设备，
收稿日期 ：2019-02-20 作者简介 ：张飞 (1982-)，男，陕西榆林人，工程师，主要从事科研管理工作。E-mail: zhangfei020307@qq.com
83
Total 158
总第 158 期
对黑铜泥进行氧化酸浸实验研究，确立了氧化酸浸 的工艺条件，使黑铜泥中的铜、砷、镍与铋元素有 效分离，为实现有价金属的综合回收利用提供基础。
Total 158 No. 4 2019
COPPER ENGINEERING
总第 158 期 2019 年第 4 期
黑铜泥鼓风氧化酸浸工艺研究
张 飞，邹志武
（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）
摘 要 ：针对物料黑铜泥铜、砷含量高，铋、锑、镍含量低的特点，通过技术攻关提出新工艺流程，得到 小型实验的较佳工艺参数 ：溶液酸度 100 g/L，溶液的液固比为 7，鼓风搅拌温度 80℃以上，搅拌时间为 17h。 结果表明 ：此工艺适合黑铜泥浸出工艺生产，该工艺条件下，铜、砷的浸出率分别可达wenku.baidu.com99.17%、97.65%，浸出 渣中铋的平均含量由原料的 1.38% 富集到 19.34%。
As
Bi
Sb
Ni
H2O
含量 42.74 28.32 1.38 1.34 0.68 29.35
2.2 实验原理及工艺
黑铜泥氧化酸浸工是在硫酸溶液介质中控制一
定的溶液温度，用压缩空气中的氧气作为氧化剂进
行铜、砷、镍浸出反应，在氧化酸浸过程中，黑铜 泥中的铋元素基本不被浸出，富集在浸出渣中艺［6-8］。 浸出过程发生的化学反应主要有［1-7］ ：
2Ni+O2+2H2SO2=2NiSO4+2H2O
（1）
O2(g)=2[O]
（2）
Cu+[O]+H2SO4=CuSO4+H2O
（3）
2AS+2[O]+H2O=2HASO2
（4）
CuxAsy+ 3y + 2x [0]+H2SO4+ y - 2x H2O=
Keywords: black copper mud; oxidized acid leaching; enrichment; copper; arsenic; bismuth
1 引言
电解精炼过程中，电解液中的砷、锑、铋等杂 质元素随着电解液的循环逐渐积累。为实现溶液杂 质元素有效控制，对部分电解液进行开路脱除杂质 净化，避免对阴极铜质量造成较大影响［1］。目前， 贵溪冶炼厂采用的方法为不溶性阳极电极净化，在 此过程中，由铜阳极进入到电解液中的砷会随着铜 在阴极沉积。同时，锑、铋等其它杂质元素也有类 似现象。浓缩结晶脱铜、电解沉积脱杂工艺对电解 液进行净化处理，大部分砷、铋、锑在电解沉积工 序中脱除，形成黑色泥沙状混合物，通常称其为黑 铜泥［2-3］。黑铜泥富含铜、砷、铋、锑、镍，若要
ZHANG Fei，ZOU Zhi-wu （Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation Limited, Guixi 335424, Jiangxi, China）
Abstract: According to the characteristics of black copper mud, high arsenic content, low content of bismuth, antimony and nickel, a new process flow is proposed through technical research, and the preferred process parameters for small experiments are obtained: solution acidity 100 g/L, solution liquid-solid ratio 7, the blasting temperature was above 80℃, and the stirring time was 17 h. The results show that the process is suitable for the production of black copper mud leaching process. Under this condition, the leaching rates of copper and arsenic can reach 99.17% and 97.65% respectively. The average content of strontium in the leaching slag is enriched from 1.38% of the raw material to 19.34%.
2 实验原料及原理
2.1 实验原料
黑铜泥外观呈黑色沙粒状，显酸性，堆存时易
结团，黑铜泥中铜、砷、镍主要以单质形态存在，
部分以 CuxAsy、NixAsy 形态存在，铋、锑与砷以
某种稳定的复合盐形态存在。黑铜泥主要化学成分
见表 1。
表 1 典型黑铜泥化学成分 %
元素 Cu
回收铜，将其返回铜熔炼系统，易导致大量砷、锑、 铋、镍在系统中恶性循环，增加系统杂质负担，严 重影响系统阳极板质量，而大部分铋、锑进入炉渣、 烟灰未得到有效利用，造成资源浪费［4-5］。
目前，对于黑铜泥的处理大多采用湿法脱砷工 艺，其方法主要有酸浸法和碱浸法。贵溪冶炼厂采 用酸浸法，出现的主要问题是铜、砷浸出率较低， 渣率较高，浸出渣中铋元素富集程度低，回收利用 困难。同时，公司还尝试对黑铜泥进行氧压酸浸工 艺研究，尽管该工艺铜、砷浸出率高，铋、锑富集 程度高，但设备投资费用高，操作要求高，成本压 力大。
中图分类号 ：TF811 文章编号 ：1009-3842（2019）04-0083-04
文献标识码 ：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Study on Oxidizing Acid Leaching Process of Black Copper Mud
因此，利用贵溪冶炼厂现用的黑铜泥酸浸设备，
收稿日期 ：2019-02-20 作者简介 ：张飞 (1982-)，男，陕西榆林人，工程师，主要从事科研管理工作。E-mail: zhangfei020307@qq.com
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Total 158
总第 158 期
对黑铜泥进行氧化酸浸实验研究，确立了氧化酸浸 的工艺条件，使黑铜泥中的铜、砷、镍与铋元素有 效分离，为实现有价金属的综合回收利用提供基础。
Total 158 No. 4 2019
COPPER ENGINEERING
总第 158 期 2019 年第 4 期
黑铜泥鼓风氧化酸浸工艺研究
张 飞，邹志武
（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）
摘 要 ：针对物料黑铜泥铜、砷含量高，铋、锑、镍含量低的特点，通过技术攻关提出新工艺流程，得到 小型实验的较佳工艺参数 ：溶液酸度 100 g/L，溶液的液固比为 7，鼓风搅拌温度 80℃以上，搅拌时间为 17h。 结果表明 ：此工艺适合黑铜泥浸出工艺生产，该工艺条件下，铜、砷的浸出率分别可达wenku.baidu.com99.17%、97.65%，浸出 渣中铋的平均含量由原料的 1.38% 富集到 19.34%。
As
Bi
Sb
Ni
H2O
含量 42.74 28.32 1.38 1.34 0.68 29.35
2.2 实验原理及工艺
黑铜泥氧化酸浸工是在硫酸溶液介质中控制一
定的溶液温度，用压缩空气中的氧气作为氧化剂进
行铜、砷、镍浸出反应，在氧化酸浸过程中，黑铜 泥中的铋元素基本不被浸出，富集在浸出渣中艺［6-8］。 浸出过程发生的化学反应主要有［1-7］ ：
2Ni+O2+2H2SO2=2NiSO4+2H2O
（1）
O2(g)=2[O]
（2）
Cu+[O]+H2SO4=CuSO4+H2O
（3）
2AS+2[O]+H2O=2HASO2
（4）
CuxAsy+ 3y + 2x [0]+H2SO4+ y - 2x H2O=
Keywords: black copper mud; oxidized acid leaching; enrichment; copper; arsenic; bismuth
1 引言
电解精炼过程中，电解液中的砷、锑、铋等杂 质元素随着电解液的循环逐渐积累。为实现溶液杂 质元素有效控制，对部分电解液进行开路脱除杂质 净化，避免对阴极铜质量造成较大影响［1］。目前， 贵溪冶炼厂采用的方法为不溶性阳极电极净化，在 此过程中，由铜阳极进入到电解液中的砷会随着铜 在阴极沉积。同时，锑、铋等其它杂质元素也有类 似现象。浓缩结晶脱铜、电解沉积脱杂工艺对电解 液进行净化处理，大部分砷、铋、锑在电解沉积工 序中脱除，形成黑色泥沙状混合物，通常称其为黑 铜泥［2-3］。黑铜泥富含铜、砷、铋、锑、镍，若要
ZHANG Fei，ZOU Zhi-wu （Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation Limited, Guixi 335424, Jiangxi, China）
Abstract: According to the characteristics of black copper mud, high arsenic content, low content of bismuth, antimony and nickel, a new process flow is proposed through technical research, and the preferred process parameters for small experiments are obtained: solution acidity 100 g/L, solution liquid-solid ratio 7, the blasting temperature was above 80℃, and the stirring time was 17 h. The results show that the process is suitable for the production of black copper mud leaching process. Under this condition, the leaching rates of copper and arsenic can reach 99.17% and 97.65% respectively. The average content of strontium in the leaching slag is enriched from 1.38% of the raw material to 19.34%.
2 实验原料及原理
2.1 实验原料
黑铜泥外观呈黑色沙粒状，显酸性，堆存时易
结团，黑铜泥中铜、砷、镍主要以单质形态存在，
部分以 CuxAsy、NixAsy 形态存在，铋、锑与砷以
某种稳定的复合盐形态存在。黑铜泥主要化学成分
见表 1。
表 1 典型黑铜泥化学成分 %
元素 Cu
回收铜，将其返回铜熔炼系统，易导致大量砷、锑、 铋、镍在系统中恶性循环，增加系统杂质负担，严 重影响系统阳极板质量，而大部分铋、锑进入炉渣、 烟灰未得到有效利用，造成资源浪费［4-5］。
目前，对于黑铜泥的处理大多采用湿法脱砷工 艺，其方法主要有酸浸法和碱浸法。贵溪冶炼厂采 用酸浸法，出现的主要问题是铜、砷浸出率较低， 渣率较高，浸出渣中铋元素富集程度低，回收利用 困难。同时，公司还尝试对黑铜泥进行氧压酸浸工 艺研究，尽管该工艺铜、砷浸出率高，铋、锑富集 程度高，但设备投资费用高，操作要求高，成本压 力大。