一種間歇式超聲波-微波協(xié)同處理銅陽極泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種間歇式超聲波-微波協(xié)同處理銅陽極泥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅陽極泥是銅電解精煉過程中一種產(chǎn)物，因含有大量的貴金屬和稀有金屬而成為提取稀貴金屬的重要原料。銅陽極泥的預(yù)處理是整個處理工藝的第一步，也是最關(guān)鍵的步驟之一。預(yù)處理工藝的主要目的是去除并回收銅陽極泥中的銅、碲、砸等金屬，并使貴金屬得到富集，為后續(xù)的貴金屬提取工藝提供了便利條件。對于銅陽極泥的預(yù)處理工藝，目前國內(nèi)外采用較多的方法是氧化焙燒-硫酸浸出法、硫酸鹽化焙燒-硫酸浸出法和常壓空氣攪拌硫酸浸出法等。傳統(tǒng)的火法預(yù)處理工藝，存在能耗高、操作環(huán)境差、原料適應(yīng)性差、污染環(huán)境等缺點，至今仍是一個全世界的技術(shù)難題；傳統(tǒng)濕法預(yù)處理工藝，存在浸出率低，反應(yīng)時間較長，效率低等缺點，需要24小時甚至更長時間才能完成銅的脫除，并且對于碲、砸等稀散金屬的浸出無明顯效果。
[0003]目前也有單獨采用微波或超聲波技術(shù)對銅陽極泥進行處理的工藝，采用單獨的微波預(yù)處理時，礦物能夠受到微波的快速加熱，然而微波具有一定的滲透深度，在浸出過程中應(yīng)盡量使得礦物進入此區(qū)域，并且存在浸出過程中溫度分布不均勻，微波滲透區(qū)域內(nèi)的礦物不能得到有效替換，過程難控制等問題；采用單獨的超聲波預(yù)處理，雖然能夠改善浸出過程中固液兩相的傳質(zhì)，但是對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、存在包裹現(xiàn)象的銅陽極泥來說難以到達一定的作用深度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種間歇式超聲波-微波協(xié)同處理銅陽極泥的方法，目的是高效且無污染的富集回收銅陽極泥中銅、碲、砸，有利于后續(xù)工藝的進行。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進行:
(O向篩分后的銅陽極泥中加入濃度為100~400g/L的硫酸進行調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料的重量濃度在10~40% ；
(2)調(diào)漿后的漿料置于微波-超聲波反應(yīng)爐中，微波頻率為800~4000MHz，超聲波頻率為20-40KHZ，超聲波工作模式為間歇式，工作時間與停歇時間比例為(0.5-2):1 ；
(3)微波-超聲波協(xié)同作用的同時，向漿料中加入氧化劑，在常壓下浸出反應(yīng)l~10min后出料，進行固液分離，得到含銅、碲、砸的浸出液。
[0006]其中，所述的銅陽極泥的主要成分按重量百分比，含Cu 9.8-12.3%，Ni43.7-46.2%，Se 3.6-4.8%，Te 0.5-0.7%。
[0007]所述的微波功率為每公斤漿料40~200Wh。
[0008]所述的超聲波功率為每公斤漿料50~250Wh。
[0009]所述的氧化劑為H2O2，用量為l~2molH202/L漿料。
[0010]所述的銅的浸出率為93~99%，碲的浸出率為92~97%，砸的浸出率為89?97%。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是:
本發(fā)明利用超聲波的活化作用輔助浸出，使?jié){料的液-固兩相之間的傳質(zhì)過程得到強化，在固體表面產(chǎn)生微小的裂紋，同時在超聲波作用下，固體產(chǎn)物膜加速剝離，同時通入的H2O2氣體氧化反應(yīng)劑也加速了分散和乳化，這一系列作用進一步強化了浸出反應(yīng)過程，改善了浸出效果。
[0012]本發(fā)明采用微波預(yù)處理輔助浸出，礦物受到微波的快速加熱，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，隨之在礦物的邊緣產(chǎn)生微小裂縫，致使礦物的活性進一步增強，此外，由于微波具有選擇性加熱的特性，物料中的吸波礦物在微波場中會被選擇性活化，從而提高浸出性能，使浸出時間大幅度降低，對于本申請中復(fù)雜結(jié)構(gòu)、難處理、存在大量的銅、砸、碲等金屬化合物被包裹等現(xiàn)象的銅陽極泥礦物，經(jīng)微波處理后，表面性質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，從而提高浸出性會K。
微波還具有一定的滲透深度，在浸出過程中盡量使得礦物進入此區(qū)域，而傳統(tǒng)的方法超聲波技術(shù)能夠使得礦物在溶液中分布均勻，但在連續(xù)式超聲波輔助浸出條件下，微波滲透區(qū)域內(nèi)的礦物不能得到有效替換，所以采用間歇式超聲波輔助浸出能夠克服此缺點，并且能夠降低能耗。
[0013]本發(fā)明采用超聲波技術(shù)與微波技術(shù)相結(jié)合的處理工藝，克服了單獨微波浸出過程中溫度分布不均勻、過程難控制等。超聲波技術(shù)能夠更好地使礦物和溫度分布均勻，并且能夠強化微波浸出過程中礦物表面裂縫的產(chǎn)生，有利于浸出反應(yīng)的快速進行，同時結(jié)合兩種高效綠色的技術(shù)，實現(xiàn)了銅陽極泥中銅、碲、砸等多種金屬的高效快速浸出，克服了傳統(tǒng)工藝浸出率低、流程長、環(huán)境污染重等缺陷，具有浸出速度快、環(huán)境友好、處理時間短、綜合回收效益好等優(yōu)點，銅、碲、砸的浸出率分別達到93~99%、92~97%、89~97%。經(jīng)過間歇式超聲波-微波協(xié)同處理后的浸出液和浸出渣容易處理，使得后續(xù)的貴金屬提取工藝大幅度的簡化，生產(chǎn)成本低，處理時間短，是一種綠色環(huán)保的預(yù)處理工藝。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例1中經(jīng)間歇式超聲波-微波協(xié)同處理的銅陽極泥的SEM圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。
[0016]實施例1
本實施例的技術(shù)方案按照以下步驟進行:
(1)銅陽極泥的主要成分按重量百分比含Cu9.8%，Ni 44.6%，Se 4.5%，Te 0.7%，向篩分后的銅陽極泥中加入濃度為100/L的硫酸進行調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料的重量濃度在10% ；
(2)調(diào)漿后的漿料置于微波-超聲波反應(yīng)爐中，微波頻率為800MHz，超聲波頻率為30KHz，超聲波工作模式為間歇式，工作時間與停歇時間比例為2:1 ;
(3)微波-超聲波協(xié)同作用的同時，向漿料中加入氧化劑H2O2，用量為1.0molH2O2/!漿料，微波功率按每公斤漿料為lOOWh，超聲波功率按每公斤漿料為200Wh，在常壓下浸出反應(yīng)6min后出料，進行固液分離，得到含銅、碲、砸的浸出液。
[0017]最終銅的浸出率為98%，碲的浸出率為93%，砸的浸出率為94%。
[0018]其中經(jīng)間歇式超聲波-微波協(xié)同處理的銅陽極泥的SEM圖如圖1所示，從圖1中可以看出原本存在包裹的礦物表面出現(xiàn)了裂縫。
[0019]實施例2
本實施例的技術(shù)方案按照以下步驟進行:
(1)銅陽極泥的主要成分按重量百分比含Cu12.3%，Ni 43.7%，Se 4.8%，Te 0.6%，向篩分后的銅陽極泥中加入濃度為200g/L的硫酸進行調(diào)漿，控制銅陽極泥漿料的重量濃度在 20% ；
(2)調(diào)漿后的漿料置于微波-超聲波反應(yīng)爐中，微波頻率為2000MHz，超聲波頻率為35KHz，超聲波工作模式為間歇式，工作時間與停歇