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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2，王澤忠1，李志宏1 文檔來源： 1．四川工程職業技術學院材料系 2．四川南邡有色金屬有限公司，		點擊數：	更新時間： 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2，王澤忠1，李志宏1
(1．四川工程職業技術學院材料系，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、時間、酸度、碳酸氫銨用量對沉礬
效果的影響。研究結果表明：控制沉礬溫度在85℃以上、時間為1 h、pH在2．o～3．0范圍內、碳酸氫銨用量
為理論值，浸出液中鐵質量濃度可低于0．25 g／L，并且銅損失很少。
關鍵詞：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 文獻標志碼：A 文章編號：1009—2617(2010)04—0260—03
近年來，隨著國內電鋅生產規模不斷擴大及
鋅精礦資源的日益枯竭，含鋅廢料的開發利用受
到關注。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值的含鋅
廢料，有些銅鋅廢渣含鐵量較高[1]，在回收鋅時分
離鐵是至關重要的問題之一。目前，多數企業采
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，即浸出銅鋅時將
大量鐵同時轉入溶液，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，研究了在浸出同時去除鐵，分別采
用氫氧化鐵水解法和黃銨鐵礬沉淀法進行試驗。
1試驗部分
1．1 試驗原料
試驗原料銅鋅廢渣取自云南某煉銅企業。銅
鋅廢渣及未除鐵浸出液的化學分析結果見表1。
試劑：工業級H：O。、電解鋅廢液、工業級
CaC03、工業級NH。HC03。
分析方法：浸出液中鐵質量濃度較高時，直接
采用滴定法測定；鐵質量濃度較低時，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成分分析結果
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，Fe主要為Fe”，pH為3．O～3．5。
1．2 試驗方法
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
的關系見表2。可見，采用氫氧化鐵水解法很容易
實現除鐵目的。實踐中，只需考慮除鐵后溶液的過
濾性能和控制pH值，防止Cu2+和Zn2+同時水解。
表2 溶液中金屬離子與pH關系‘31
金屬離子質量濃度／(g·L-1)
金屬離子沉淀反應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。主要研究方向為金屬材料及加工及廢料的綜合利用研究。
3
9
1
3
6
9
9
9
1
1』t
7
萬方數據
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·
試驗步驟：取銅鋅廢渣浸出漿料5 L，調節
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式為：
3Fe2(SO。)3+10H20+2NH40H一
(NH。)2Fe。(SO。)。(OH)2 4r+5H2S04。
試驗步驟：取銅鋅廢渣浸出漿料5 L，調節
pH值，加入碳酸氫銨，攪拌，沉淀礬，過濾，得除
鐵后浸出液。
2 結果與討論
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。調節pH值。溫度恒
定在65～70℃之間，試驗結果見表3。可以看
出：pH低于4．0時，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，因為浸出渣中生成了一定
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，在不同溫度下進行試驗，結果見表4。可
以看出：溫度在65～100℃范圍內，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。
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。，用電解廢液調節pH值至2．0左右，
在不同溫度下攪拌3 h，試驗結果見表5。可以看
出：在65～100℃范圍內，隨溫度升高，沉礬效果明
顯提高；當溫度達95～100℃時，溶液中鐵質量濃
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，用電解廢液調節漿料pH值。試驗結果見表
5。可以看出：沉礬始點pH值低于1．5時，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，用電解廢液調節漿料pH值偏向2．0，
攪拌不同時間。試驗結果見表7。可以看出，攪拌
1～5 h，沉礬效果較好，漿料的過濾性能亦變好。
表7 攪拌時間對黃銨鐵礬法除鐵效果的影響
萬方數據
·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
電解廢液調節始點pH值偏向2．0，溫度維持在85
～90℃之間，攪拌1 h，試驗結果見表8。可以看出，
NH。HC03的加入量為沉礬理論值時沉礬效果較好。
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，除鐵效果較差；pH值較高
時，除鐵效果好，但浸出液中銅水解較嚴重。
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：
3．0 0．21 好
[13
2．2．5 黃銨鐵礬法除鐵工業實踐
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
液調節始點pH值偏向2．5，溫度維持在85℃以
上，攪拌3．0 h，試驗結果見表9。可以看出：浸出
時，采用黃銨鐵礬法除鐵，可同時除去部分其他雜
質，尤其是F元素，其原理有待進一步研究。
表9 銅鋅渣浸出液除鐵后化學成分分析結果g／L
3 結論
1)銅鋅廢渣浸出過程中，采用氫氧化鐵水解
[23
[3]
[4]
[5]
[6]
[73
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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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