从合成氨铜洗塔渣中回收铜的方法

摘要

本发明提供了一种从氮肥厂合成氨铜洗塔中采用湿法用醋酸-氨水，醋酸铵-氨水回收铜的方法。本方法能直接将铜洗塔渣中的铜转化成有用的铜洗液循环使用。本方法具有方法简便，回收率高，减少环境污染等特点。

说明书

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本发明属氮肥工业领域。

在氮肥厂合成氨中，进入铜洗的气体除N₂·H₂及少量惰性气体（CH₂·Ar）外，还有CO、CO₂、O₂和H₂S等有害气体，为防止进入合成塔使合成催化剂中毒，须用醋酸铜氨液将原料气中的有害气体（CO、CO₂、O₂、H₂S等）吸收清除。在铜洗过程中由于硫化氢与醋酸铜氨液中的低价铜反应生成硫化亚铜沉淀，二氧化碳与醋酸铜氨液中的高价铜反应生成碱式碳酸铜沉淀，在碱性条件下还生成氧化铜沉淀，这些铜洗塔渣的生成都将造成总铜量的损失。

目前我国有小型氮肥厂1200多家（1983年调整后数字），生成合成氨968万多吨，占全国合成氨总产量的57%左右，是我国氮肥工业中一支重要力量。但由于原料煤不固定，普遍存在含硫量高，吨氨铜耗大，迫切需要解决从铜塔塔渣中回收铜的问题。这个问题的解决，从全国现有的1200多家小型氮肥厂来看，既能得到可观的经济效果;也可以充分利用当地资源，把非优质煤用于氮肥生产，有力地支援农业;还能防止污染，保护环境。变害为利。

从经济效果估计，国家对小型氮肥厂计划供铜每吨液氨0.5公斤。小型氮肥厂用煤一般含硫量较高，实际吨氨铜耗有的高达1公斤左右。所用之铜主要以铜洗渣的形式存在，若以1个年产10，000吨的县级小氮肥厂计算，若年用铜量平均为8吨，其中有80%的能得到回收，则每年回收铜6.4吨，每吨铜按5，500元计共为35，200元，全国这样的小厂1200多家，产合成氨共968万多吨，粗估收回了贵重的紫铜约6000吨，经济效益3300万元。

另外，大、中型厂也同样存在从铜洗塔渣中回收铜的问题。

国内曾有人采用火法高温（1100℃）碳还原法回收铜，如化学通报1976年第3期第30页所报道的文章“从铜洗废渣中回收紫铜”，作者刘文叔，林良汉。但此法存在铜的回收率不高，能耗大，处理量小，并有废气污染环境等问题。另外，有些厂原料煤含硫量不高，在铜洗时并不是生成以硫化亚铜为主要组成的铜洗塔渣，而是先成以碱式碳酸铜为主要组成的铜洗塔渣，对于这种情况将铜洗塔渣遗弃或用火法回收均是浪费。

本发明的任务是提供一种工艺简单，既适用于回收以硫化亚铜为主要组成的铜洗塔渣中的铜，也适用于以碱式碳酸铜为主要组成或以氧化铜为主要组成的铜洗塔渣中的铜，且回收率高，处理量不受限制，避免了环境污染。

本发明系采用湿法回收，利用醋酸-氨水或醋酸铵-氨水在一定条件下浸取（氨水是各厂自产的），将铜洗塔渣转变成醋酸铜氨液将铜回收，再返回铜洗塔循环使用。

本发明对于以碱式碳酸铜为主要组成的铜洗塔渣回收处理极为简单，只要按接近于铜洗用醋酸铜氨液组成所需醋酸及氨水或醋酸铵及氨水配制成溶液。将铜洗塔渣在此溶液中搅拌溶解，滤出少量非溶性杂质，按醋酸铜氨液组成（氨含量9～11克分子/升，醋酸2.2～2.6克分子/升，总铜2.0～2.3克分子/升）的要求调节组成比，从还原器（通过一氧化碳还原部分高价铜为低价铜，调节铜比Cu⁺/Cu²为5～7）进铜洗系统供铜洗塔使用。

本发明对于以硫酸亚铜为主要组成的铜洗塔渣回收处理可采用三种方法：

1.将铜洗塔渣在醋酸-氨水溶液中，可加压压在搅拌下浸取，醋酸-氨水浓度可接近于铜洗用醋酸铜氨液组成所需。为提高浸取率及加快浸取速度也可用醋酸铵-氨水浸取，氧压一般控制在15kg/cm²以下，温度在100℃以下，浸取液滤去少量非溶性杂质，按醋酸铜氨液调节组成比，从还原器（调节铜比）进铜洗系统供铜洗塔使用。

2.将铜洗塔渣用醋酸-氨水（或醋酸铵-氨水）浸取时，可不加氧压浸取，改用通入氧气或空气的方法，适当延长浸取时间，也能得到好的回收效果。

3.将铜洗塔渣先经过焙烧或沸腾炉焙烧（600℃以上），使其转变成氧化物，再经醋酸-氨水（或醋酸铵-氨水）溶液在搅拌下浸取，滤去少量非溶解性杂质，按醋酸铜溶液调节组成比，从还原器（调节铜比）进铜洗系统供铜洗塔使用。

实施例1 某厂铜洗塔（干）渣，主要组成为Cu₂（OH）₂CO₃（其中Cu₂S含量为5.5%），含铜量为42.28%。取干渣3.4581克（含铜1.4620克），置于500ml三颈烧瓶中，加入15ml醋酸和350ml浓氨水，搅拌2小时，过滤，测得滤液中含铜量1.4450克，铜的回收率为98%。

实施例2 某厂铜洗塔（干）渣，主要组成为Cu₂S（56.80%），含铜量为68.65%，取干渣100克（含铜68.65克），以以含氨11克分子/升及含醋酸2.6克分子/升的溶液500毫升加压浸取，氧压6kg/cm²，温度70℃，搅拌2小时，浸取液过滤后所得残渣尚含铜3.93克，回收铜64.72克，铜的回收率为94%。

实施例3某厂铜洗塔（干）渣，主要组成为Cu₂S（55.85%），含铜量为50.70%。取干渣5.2306克（含铜2.6519克），置于500ml三颈烧瓶中，加入固体NH₄Ac8克，浓氨水150ml，在不断搅拌下通氧气2.5小时，流速为1升/分。过滤去残渣后分析浸取液含铜量为2.6067克，铜的回收率为98%。

实施例4    取实施例3同样的铜洗塔干渣4.0004克（含铜2.0282克），在600℃焙烧半小时后转入三颈烧瓶中，加4克NH₄Ac和150ml浓氨水搅拌浸取（2小时），滤去剩余残渣，分析浸取液中含铜量为1.8595克，铜的回收率为91.6%。

用本方法回收合成氨铜洗塔渣中的铜，工艺简单，回收率在90%以上，既能得到可观的经济效果也可以充分利用当地资源，把非优质煤用于氮肥生产，有力地支援农业，还能防止污染，保护环境。