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銅鋅廢渣浸出過程中除鐵的研究

文檔作者：單麗梅1，劉國標(biāo)2，王澤忠1，李志宏1 文檔來源： 1．四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料系 2．四川南邡有色金屬有限公司，		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月13日
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第29卷第4期(總第116期)
2010年12月
濕法冶金
Hydrometallurgy of China
Vol-29 No．4(Sum．116)
Dec．2010
銅鋅廢渣浸出過程中除鐵的研究
單麗梅1，劉國標(biāo)2，王澤忠1，李志宏1
(1．四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料系，四川德陽618000；
2．四川南邡有色金屬有限公司，四川德陽618000)
摘要：針對銅鋅廢渣浸出液中鐵含量高的問題，分別采用氫氧化鐵水解法和轉(zhuǎn)化黃銨鐵礬法研究了銅鋅廢渣
浸出過程中的除鐵，考察了水解pH值、溫度對氫氧化鐵水解的影響和溫度、時(shí)間、酸度、碳酸氫銨用量對沉礬
效果的影響。研究結(jié)果表明：控制沉礬溫度在85℃以上、時(shí)間為1 h、pH在2．o～3．0范圍內(nèi)、碳酸氫銨用量
為理論值，浸出液中鐵質(zhì)量濃度可低于0．25 g／L，并且銅損失很少。
關(guān)鍵詞：銅鋅廢渣；浸出液；除鐵；氫氧化鐵；黃銨鐵礬法
中圖分類號：TF803．25 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1009—2617(2010)04—0260—03
近年來，隨著國內(nèi)電鋅生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大及
鋅精礦資源的日益枯竭，含鋅廢料的開發(fā)利用受
到關(guān)注。銅鋅廢渣中含有Cu、Zn、Fe、Si、C1、F等
元素，是一種較難處理而又極有回收價(jià)值的含鋅
廢料，有些銅鋅廢渣含鐵量較高[1]，在回收鋅時(shí)分
離鐵是至關(guān)重要的問題之一。目前，多數(shù)企業(yè)采
用硫酸浸出一置換一凈化工藝回收銅、鋅r}引。該
工藝將鐵的去除放在凈化工序，即浸出銅鋅時(shí)將
大量鐵同時(shí)轉(zhuǎn)入溶液，再通過黃銨鐵礬沉淀法、氫
氧化鐵水解法、針鐵礦法、溶劑萃取法等去除
鐵[5嵋]。對于鐵含量較高的銅鋅廢渣，鐵的凈化壓
力較大，為此，研究了在浸出同時(shí)去除鐵，分別采
用氫氧化鐵水解法和黃銨鐵礬沉淀法進(jìn)行試驗(yàn)。
1試驗(yàn)部分
1．1 試驗(yàn)原料
試驗(yàn)原料銅鋅廢渣取自云南某煉銅企業(yè)。銅
鋅廢渣及未除鐵浸出液的化學(xué)分析結(jié)果見表1。
試劑：工業(yè)級H：O。、電解鋅廢液、工業(yè)級
CaC03、工業(yè)級NH。HC03。
分析方法：浸出液中鐵質(zhì)量濃度較高時(shí)，直接
采用滴定法測定；鐵質(zhì)量濃度較低時(shí)，采用分光光
度法測定。
裹1 銅鋅廢渣及未除鐵浸出液的化學(xué)成分分析結(jié)果
元素銅鋅廢渣中wB／％ 未除鐵浸出液中pB／(g·L一1)
浸出液中Fe2+微量，F(xiàn)e主要為Fe”，pH為3．O～3．5。
1．2 試驗(yàn)方法
1．2．1 氫氧化鐵水解法
室溫下，浸出液中主要金屬離子的水解與pH
的關(guān)系見表2?？梢?，采用氫氧化鐵水解法很容易
實(shí)現(xiàn)除鐵目的。實(shí)踐中，只需考慮除鐵后溶液的過
濾性能和控制pH值，防止Cu2+和Zn2+同時(shí)水解。
表2 溶液中金屬離子與pH關(guān)系‘31
金屬離子質(zhì)量濃度／(g·L-1)
金屬離子沉淀反應(yīng)1 0．5 0．1 10—5
Fe”’+30H—mFe(OH)3 1．6 1．7
Cu2++20H一一Cu(OH)2 4．4 4．5
Fe2++20H一一Fe(OH)2 6．6 6．7
收稿日期：2010一01～03
作者簡介：單麗梅(1980--)，女，吉林松原人。碩士．助教。主要研究方向?yàn)榻饘俨牧霞凹庸ぜ皬U料的綜合利用研究。
3
9
1
3
6
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9
9
1
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7
萬方數(shù)據(jù)
第29卷第4期單麗梅，等：銅鋅廢渣浸出過程中除鐵的研究·261·
試驗(yàn)步驟：取銅鋅廢渣浸出漿料5 L，調(diào)節(jié)
pH值，攪拌10～60 min，過濾得除鐵后浸出液。
1．2．2黃銨鐵礬法除鐵
黃銨鐵礬法除鐵基本反應(yīng)式為：
3Fe2(SO。)3+10H20+2NH40H一
(NH。)2Fe。(SO。)。(OH)2 4r+5H2S04。
試驗(yàn)步驟：取銅鋅廢渣浸出漿料5 L，調(diào)節(jié)
pH值，加入碳酸氫銨，攪拌，沉淀礬，過濾，得除
鐵后浸出液。
2 結(jié)果與討論
2．1 氫氧化鐵水解法除鐵
2．1．1 pH值對除鐵效果的影響
取6份漿料，用CaCO。調(diào)節(jié)pH值。溫度恒
定在65～70℃之間，試驗(yàn)結(jié)果見表3?？梢钥?
出：pH低于4．0時(shí)，銅基本不水解，但除鐵效果
不理想；pH在4．5～5．0之間，除鐵效果較好，但
銅水解較多；pH值升高到4．0以上，隨著銅的水
解，溶液過濾性能變好，因?yàn)榻鲈猩闪艘欢?
量的氫氧化銅晶粒。
表3 pH值對氫氧化鐵水解法除鐵效果的影響
2．1．2 溫度對除鐵效果的影響
取4份漿料，控制pH在3．5～4．0之間，攪
拌3 h，在不同溫度下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表4?？?
以看出：溫度在65～100℃范圍內(nèi)，對鐵和銅的水
解影響不大；隨溫度升高，溶液過濾性能略有好轉(zhuǎn)。
表4 溫度對氫氧化鐵水解法除鐵效果的影響
2．2 黃銨鐵礬法除鐵
2．2．1 溫度對除鐵效果的影響
取4份漿料，加入沉礬理論值1．5倍的
NH。HCO。，用電解廢液調(diào)節(jié)pH值至2．0左右，
在不同溫度下攪拌3 h，試驗(yàn)結(jié)果見表5?？梢钥?
出：在65～100℃范圍內(nèi)，隨溫度升高，沉礬效果明
顯提高；當(dāng)溫度達(dá)95～100℃時(shí)，溶液中鐵質(zhì)量濃
度降至0．13∥L；隨溫度升高，溶液過濾性能變好。
表5 溫度對黃銨鐵礬法除鐵效果的影響
2．2．2 pH值對除鐵效果的影響
取5份漿料，加入沉礬理論值1．5倍的
NH。HC0。，溫度維持在85～90℃之間，攪拌3
h，用電解廢液調(diào)節(jié)漿料pH值。試驗(yàn)結(jié)果見表
5?？梢钥闯觯撼恋\始點(diǎn)pH值低于1．5時(shí)，沉礬
效果稍差；隨pH值降低，沉礬效果惡化明顯，而
且漿料的過濾性能明顯變壞；沉礬始點(diǎn)pH值在
2．O～3．o：a間，沉礬效果較好，漿料過濾性能較好。
表6 pH值對黃銨鐵礬法除鐵效果的影響
2．2．3 攪拌時(shí)間對除鐵效果的影響
取1份漿料，加入沉礬理論值1．5倍的
NH。HC03，用電解廢液調(diào)節(jié)漿料pH值偏向2．0，
攪拌不同時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)果見表7?？梢钥闯?，攪拌
1～5 h，沉礬效果較好，漿料的過濾性能亦變好。
表7 攪拌時(shí)間對黃銨鐵礬法除鐵效果的影響
萬方數(shù)據(jù)
·262· 濕法冶金2010年12月
2．2．4 碳酸氫銨用量對除鐵效果的影響
取4份漿料，分別加入不同量NH。HCOs，用
電解廢液調(diào)節(jié)始點(diǎn)pH值偏向2．0，溫度維持在85
～90℃之間，攪拌1 h，試驗(yàn)結(jié)果見表8?？梢钥闯?，
NH。HC03的加入量為沉礬理論值時(shí)沉礬效果較好。
表8 碳酸氫銨用量對黃銨鐵礬法除鐵效果的影響瘩善黼洲Fp(Fe，／cs·L一．，過濾性能
0．8
1．0
1．5
0．26
0．20
0．23
好
好
法除鐵，pH值較低時(shí)，除鐵效果較差；pH值較高
時(shí)，除鐵效果好，但浸出液中銅水解較嚴(yán)重。
2)采用黃銨鐵礬法除鐵效果較好，溶液中銅
回收率高，適宜濕法處理銅鋅廢渣過程中的初步
除鐵。較為適宜的工藝條件為：溫度85℃以上，
pH值在2．0～3．0之間，攪拌時(shí)間3～5 h，碳酸
氫銨用量為理論用量的1．O倍以上。最佳條件下，
銅鋅廢渣浸出液中鐵質(zhì)量濃度可降至0．25 g／L
以下，而且漿料的壓濾性能良好。
好參考文獻(xiàn)：
3．0 0．21 好
[13
2．2．5 黃銨鐵礬法除鐵工業(yè)實(shí)踐
在大約45 m3的銅鋅廢渣浸出漿料中，加入
沉礬理論量1．O～1．2倍的NH。HCO。，用電解廢
液調(diào)節(jié)始點(diǎn)pH值偏向2．5，溫度維持在85℃以
上，攪拌3．0 h，試驗(yàn)結(jié)果見表9?？梢钥闯觯航?
時(shí)，采用黃銨鐵礬法除鐵，可同時(shí)除去部分其他雜
質(zhì)，尤其是F元素，其原理有待進(jìn)一步研究。
表9 銅鋅渣浸出液除鐵后化學(xué)成分分析結(jié)果g／L
3 結(jié)論
1)銅鋅廢渣浸出過程中，采用氫氧化鐵水解
[23
[3]
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Study on Removal of Fe During Leaching of Cu and Zn
Using Sulfuric Acid From Copper’zinc Slag
SHAN Li—meil。LIU Guo—bia02，WANG Ze-zhon91，LI Zhi—hon91
(1．Sichuan Engineering Technical college，Deyang，Sichuan 618000，China；
2．Sichuan Nan扣ng Non-ferrous Metals Co．，Ltd，Deyang，Sichuan 618000，China)
Abstract：The removal of iron during leaching of Cu and Zn using sulfuric acid from copper-zinc slag by
precipitation of ammonium jarosite and ferric hydroxide is investigated．The effects of temperature，
time on precipitation in form of ferric hydroxide are examined．The effects of temperature，time，
sulfuric acid concentration，dosage of ammonium bicarbonate are determined on precipitation in form of
ammonium iarosite．The experimental results show that iron concentration in sulfuric acid leaching
solution is below 0．25 g／L at the conditions of temperature over 85℃，precipitating time of 1 h，pH
of 2．O～3．0。theoretic dosage of ammonium bicarbonate．
Key words：copper-zinc slag；leaching solution；iron；removal；ferric hydroxide；ammonium jarosite

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