一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法
阅读说明：本技术 一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法 (Method for producing high-grade copper sulfate from copper-containing waste stone ) 是由 王永智 张析 寇明遥 王瑞芳 王进龙 齐艳妮 王军 牟业龙 于 2021-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法,该方法包括如下步骤：以含铜废石为原料,在酸性条件下使用选育出来的高效浸矿菌BY3#细菌种群组合进行生物浸出,过滤得浸出液；浸出液采用铜萃取剂进行萃取、硫酸溶液反萃；反萃液蒸发浓缩、离心过滤干燥得到高品级硫酸铜。本发明的方法工艺简单,技术先进,回收制备的硫酸铜纯度高,可对铜废石资源合理开发利用。(The invention discloses a method for producing high-grade copper sulfate from copper-containing waste rock, which comprises the following steps: taking copper-containing waste rock as a raw material, performing biological leaching BY using the bred high-efficiency leaching bacteria BY3# bacterial population combination under an acidic condition, and filtering to obtain a leaching solution; extracting the leachate by using a copper extractant and back extracting the leachate by using a sulfuric acid solution; the back extraction solution is evaporated, concentrated, centrifugally filtered and dried to obtain high-grade copper sulfate. The method has simple process and advanced technology, the purity of the recovered and prepared copper sulfate is high, and the method can reasonably develop and utilize copper waste rock resources.)
技术领域
本发明涉及矿石资源回收利用技术领域，尤其涉及一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法。
背景技术
某矿山铜废石约2亿多吨，铜的品位约0.2%左右，含铜金属量约40多万吨，如果对这一部分铜资源加以回收，相当于一个新的小型铜矿矿床的铜储量。这些大量堆存的矿石在自然氧化作用下释放大量重金属离子，严重污染了当地土壤和水资源，对当地环境安全存在巨大威胁。因此，利用好这些曾经废弃的资源，不仅仅是“变废为宝”提高了资源综合利用水平、增加了资源储量；同时，也提高了矿山环保质量，减少甚至消除环境污染隐患，社会效益显著。
生物浸出技术以其工艺简单、可直接从低品位矿石中提取高纯度金属等优点，以及在经济效益和环保方面的显著优势，成为各矿山冶金投资企业处理低品位矿石的首选工艺。到目前为止，世界各国采用生物浸铜技术生产的电积铜产量已经超过百万吨，并且每年以5.4％的速率增长。
硫酸铜是铜化合物中最重要的一种铜盐,它具有广泛用途。在农业上,硫酸铜是重要的无机农药原料,如配制波尔多液,它是棉花、果树的杀虫剂,它还可以用作生产其它含铜农药,用于防治麦类的黑穗病和赤霉病等,硫酸铜用作配制含铜微肥对许多农作物具有增产作用。硫酸铜还是动物饲料重要的微量元素添加剂。化工行业，硫酸铜用着棉织品和丝织品的媒染剂、木材防腐剂、涂料等。在有色金属选矿中,硫酸铜是重要药剂之一。随着我国非金属电镀、装饰性电镀、印刷线路板飞速的发展,电镀级硫酸铜需求量迅速增加。因此回收利用废铜资源，制取高品质的硫酸铜，使铜矿资源充分利用，具有较好的经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法，该方法工艺先进，回收制备的硫酸铜纯度高，可对铜废石资源合理开发利用。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法，包括以下步骤：
生物浸出，将含铜废石经硫酸溶液和高效浸矿菌BY3#细菌种群组合浸出液浸出,真空过滤得到浸出滤液和滤渣；
萃取铜，在上述的浸出滤液中加入铜萃取剂LIX841萃取铜, 得到萃取后的铜负载有机相和萃余液；
反萃取，向含铜负载有机相中加入硫酸溶液（150-180g/l）进行反萃取，得到反萃溶液和反萃有机相；
制备硫酸铜，将上述反萃溶液进行真空浓缩，浓缩后液进行结晶，过滤洗涤，干燥得到硫酸铜固体。
进一步，生物浸出设备为直径0.5米，高5米的PVC浸出柱，将磨好的含铜废石填充至柱内3/4处。
进一步，生物浸出步骤中，含铜废石磨矿细度为-120目80%，浸出溶液为PH为1.5的硫酸酸液和高效浸矿菌BY3#细菌种群组合浸出，浸出液面高于填充废石10cm，浸出温度为40-60℃，浸出时间为30-45天；
进一步，浸出30-45天的过程中，每隔10-15天抽出1/3浸出液收集，加入1/3新鲜的组合浸出液。
进一步，生物浸出过程中收集的浸出液，真空过滤得到浸出滤液和滤渣。
进一步，生物浸出的滤液加入铜萃取剂，萃取剂为LIX841或LIX984，得到萃取后的铜负载有机相和萃余液；
进一步，萃取后分离得到的铜负载有机相加入150-180g/l的硫酸溶液进行反萃取，得到反萃溶液和反萃有机相。
进一步，萃取后分离得到的反萃溶液用旋转蒸发仪进行真空浓缩，压力控制在-60MP，温度控制在60～65℃，蒸发前液比重1.14-1.18 g/m3，蒸发后液比重前期控制在1.40-1.50g/m3。
进一步，蒸发后液进行冷却结晶，结晶后液温度为30℃时，将结晶后液进行过滤，得到硫酸铜晶体。
进一步，过滤后得到的硫酸铜晶体用去离子水洗涤，抽滤，放入干燥箱干燥得到高品级硫酸铜。
本发明的有益效果：
本发明通过将含铜废石与酸溶液和高效浸矿菌BY3#细菌种群组合浸出，尽可能地使含铜废石中的铜离子完全溶解进入浸出液中，浸出率较高。
本发明采用铜萃取剂LIX841萃取浸出液中的铜离子，后再用硫酸溶液对其解吸，得到铜离子含量较高、其它杂质较低的解吸液；进一步提高了硫酸铜的纯度。
本发明的方法工艺简单，技术先进，回收制备的硫酸铜纯度高，可对铜废石资源合理开发利用。
附图说明
图1是本发明一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
本发明的一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法,其具体步骤如下：
⑵ 铜废石磨矿细度为-120目80%。
⑵生物浸出，将含铜废石（品位0.21%）经PH为1.5的硫酸溶液和高效浸矿菌BY3#细菌种群组合浸出液浸出,浸出温度45℃，浸出时间40天，真空过滤得到浸出滤液和滤渣；
⑶萃取铜，在步骤⑵的浸出滤液中加入铜萃取剂LIX841萃取铜, 得到萃取后的含铜负载有机相和萃余液；
⑷反萃取，向步骤⑶的含铜负载有机相中加入硫酸溶液（浓度150g/l）进行反萃取，得到反萃溶液（比重1.14 g/m3）和反萃有机相；
⑸制备硫酸铜，将步骤⑷得到的反萃溶液进行真空蒸发浓缩，至溶液比重1.45 g/m3，均匀搅拌，进行冷却结晶（终点温度30℃），过滤洗涤，干燥得到硫酸铜固体。
⑹步骤⑸过滤的溶液返回步骤⑶，进行萃取提铜。
本发明方法得到的硫酸铜晶体纯度达到98.4%，各杂质组分见表1所示：
表1硫酸铜各组分含量
实施例2
本发明的一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法,其具体步骤如下：
⑵ 铜废石磨矿细度为-120目80%。
⑵生物浸出，将含铜废石（品位0.23%）经PH为1.5的硫酸溶液和高效浸矿菌BY3#细菌种群组合浸出液浸出,浸出温度50℃，浸出时间35天，真空过滤得到浸出滤液和滤渣；
⑶萃取铜，在步骤⑵的浸出滤液中加入铜萃取剂LIX984萃取铜, 得到萃取后的含铜负载有机相和萃余液；
⑷反萃取，向步骤⑶的含铜负载有机相中加入硫酸溶液（浓度150g/l）进行反萃取，得到反萃溶液（比重1.16 g/m3）和反萃有机相；
⑸制备硫酸铜，将步骤⑷得到的反萃溶液进行真空蒸发浓缩，至溶液比重1.45 g/m3，均匀搅拌，进行冷却结晶（终点温度30℃），过滤洗涤，干燥得到硫酸铜固体。
⑹步骤⑸过滤的溶液返回步骤⑶，进行萃取提铜。
本发明方法得到的硫酸铜晶体纯度达到98.7%，各杂质组分见表2所示：
表2硫酸铜各组分含量
实施例3
本发明的一种从含铜废石中生产高品级硫酸铜的方法,其具体步骤如下：
⑵ 铜废石磨矿细度为-120目80%。
⑵生物浸出，将含铜废石（品位0.195%）经PH为1.5的硫酸溶液和高效浸矿菌BY3#细菌种群组合浸出液浸出,浸出温度55℃，浸出时间45天，真空过滤得到浸出滤液和滤渣；
⑶萃取铜，在步骤⑵的浸出滤液中加入铜萃取剂LIX841萃取铜, 得到萃取后的含铜负载有机相和萃余液；
⑷反萃取，向步骤⑶的含铜负载有机相中加入硫酸溶液（浓度150g/l）进行反萃取，得到反萃溶液（比重1.12 g/m3）和反萃有机相；
⑸制备硫酸铜，将步骤⑷得到的反萃溶液进行真空蒸发浓缩，至溶液比重1.45 g/m3，均匀搅拌，进行冷却结晶（终点温度30℃），过滤洗涤，干燥得到硫酸铜固体。
⑹步骤⑸过滤的溶液返回步骤⑶，进行萃取提铜。
本发明方法得到的硫酸铜晶体纯度达到98.5%，各杂质组分见表3所示：
表3硫酸铜各组分含量
本发明具有如下优点：
⑴本发明的方法,其能够实现溶液的循环使用,避免废水排放。
⑵本发明的方法,其制备的硫酸铜晶体纯度高,具有良好的经济效益。
⑶本发明的方法工艺简单，技术先进，可对铜废石资源合理开发利用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，需要指出的是,熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地,本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。