一種銅萃余液制備高純度草酸亞鐵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦山選冶廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及采用銅礦山濕法冶金過程所 產(chǎn)生的酸性含鐵的銅萃余液制備高純度草酸亞鐵的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅、鉛、鋅等有色金屬礦山濕法冶金過程中產(chǎn)生礦硐坑水、酸性浸出液、萃取余液、 電積貧液等酸性含鐵料液，這些料液含銅、鉛、鋅和鐵等元素，鐵在多數(shù)酸性料液中屬于雜 質(zhì)元素，對萃取-電積過程產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。就酸性料液而言，選擇一種技術(shù)上可行、 經(jīng)濟(jì)上合理的除鐵方法并將雜質(zhì)鐵轉(zhuǎn)化為有經(jīng)濟(jì)價值的產(chǎn)品已成為濕法冶金業(yè)界的難題 之一。目前除鐵方法主要有中和沉淀法和溶劑萃取法。
[0003] 中和沉淀法是礦山常使用的除鐵方法，中和藥劑為石灰或石灰石，該法可有效分 離酸性料液中銅、鉛、鋅等有價金屬與鐵離子，但存在藥劑耗量大，中和渣量大、渣純度低且 含水率高，加藥過程粉塵多等不足，且中和渣回收價值小，目前中和渣直接排入尾礦庫，未 加以資源化利用。
[0004] 溶劑萃取法包括萃取和反萃兩個過程，目前主要有兩個難題影響其用于酸性料液 除鐵：一是P204等含膦萃取劑的硫酸或鹽酸體系鐵反萃效率相對較低，高濃度的硫酸或鹽 酸體系易產(chǎn)生酸霧，導(dǎo)致操作環(huán)境差和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，二次污染嚴(yán)重；二是N235等胺類萃 取劑分相困難，易產(chǎn)生第三相，鐵資源化利用困難。
[0005] 上述方法一方面難以實(shí)現(xiàn)鐵的有效分離，另一方面亦難以實(shí)現(xiàn)鐵的再生利用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明提供了一種銅萃余液制備高純度草酸亞鐵的方法，其克服了現(xiàn)有技術(shù)所存 在的不足之處。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種銅萃余液制備高純度草酸亞鐵 的方法包括以下步驟：
[0008] 1)向銅萃余液中加入體積分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水，反應(yīng)0. 5-3小時以將銅萃余液中 的亞鐵離子氧化為鐵離子，雙氧水的加入量相對于亞鐵離子過量5%~20% ;其中所述銅 萃余液是銅萃取工序所產(chǎn)生的酸性高鐵貧銅萃余液，其pH值為0. 5~2,鐵含量為3. 0~ 40.0 g/L，銅含量為 0· 02 ~2g/L ;
[0009] 2)采用活化001 X 7型陽離子樹脂吸附經(jīng)過預(yù)氧化的銅萃余液，流速為3~8BV/ h，當(dāng)吸附液中鐵離子濃度大于2. Og/L時停止吸附；
[0010] 3)用水洗滌負(fù)載鐵的陽離子樹脂，流速為3~8BV/h ;
[0011] 4)以飽和草酸溶液作為解吸劑進(jìn)行解吸，流速為1~4BV/h ;
[0012] 5)于攪拌狀態(tài)下向解吸液中加入鐵粉作為還原劑反應(yīng)生成沉淀，其中鐵粉的加入 量相對于鐵離子過量5%~15%，還原時間為0. 5~5h ;
[0013] 6)固液分離，收集生成的固體，采用丙酮溶液進(jìn)行洗滌除雜，后置于干燥箱內(nèi)于 60~80 °C下恒溫干燥4~24h，制得所述高純度草酸亞鐵。
[0014] 優(yōu)選的，步驟1)中，所述銅萃余液為生物濕法冶金過程中所生產(chǎn)的含銅浸出液， 經(jīng)過銅萃取工序所生產(chǎn)的酸性高鐵貧銅萃余液，其pH值為0.8~1.8、鐵含量為5.0~ 30.0 g/L、銅含量為 0· 05 ~I. 5g/L。
[0015] 優(yōu)選的，步驟2)中，所述樹脂吸附的流速為4~6BV/h。
[0016] 優(yōu)選的，步驟3)中，所述洗滌水是蒸餾水，純凈水或去離子水，流速為4~6BV/h。
[0017] 優(yōu)選的，步驟4)中，所述解吸的流速為2~3BV/h。
[0018] 優(yōu)選的，步驟5)中，所述鐵粉的純度高于98%，加入量相對于鐵離子過量5 %~ 1〇%，還原時間為〇.5~311。
[0019] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0020] 1.本發(fā)明首先將礦山酸性含鐵料液的亞鐵離子氧化為鐵離子，通過樹脂吸附鐵離 子并采用飽和草酸溶液解吸的方式有效分離鐵離子并生成草酸根絡(luò)合物，再加入鐵還原形 成草酸亞鐵沉淀，洗滌干燥后得到高純度的草酸亞鐵粉末，鐵的分離率高，且制得的草酸亞 鐵純度超過98%，解決了現(xiàn)有礦山酸性含鐵料液中鐵資源利用率低的問題，提出一種酸性 礦山含鐵廢水資源化利用的新思路，實(shí)現(xiàn)了鐵資源的有效再生及利用。
[0021] 2.本發(fā)明采用活化001X7型陽離子樹脂，具有三價鐵離子容易從酸性銅萃余液 中吸附，又容易被后續(xù)飽和草酸溶液所解吸的優(yōu)點(diǎn)；在強(qiáng)酸性的環(huán)境中，001X7型陽離子 樹脂對三價鐵的吸附能力與銅萃余液中其他雜質(zhì)離子的差異較大，此外，通過控制流速亦 調(diào)整了三價鐵與其他雜質(zhì)離子的吸附順序，獲得高純度和高含鐵量的吸附液，從而實(shí)現(xiàn)對 鐵的高選擇性吸附和有效分離，確保了后續(xù)草酸亞鐵制品的高純度。
[0022] 3.采用雙氧水氧化二價鐵離子，草酸進(jìn)行解吸，高純鐵粉作為還原劑，整個反應(yīng)過 程中不引入其他雜質(zhì)離子，保證草酸亞鐵制品的品質(zhì)。
[0023] 4.固體洗滌采用丙酮以去除多余的草酸，分離的草酸貧液可以返回再利用，降低 解吸階段的耗水量；干燥使丙酮完全揮發(fā)，收集揮發(fā)的丙酮再利用，降低丙酮對周邊環(huán)境的 危害，提高丙酮的利用率；上述反復(fù)利用，有效節(jié)約了資源，降低成本的同時減少了對環(huán)境 的污染，且本方法于常溫下進(jìn)行，條件溫和，能耗低，操作及維護(hù)簡單，效率高，是綠色節(jié)能 減排的處理方法。
[0024] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本發(fā)明的一種銅萃余液制 備高純度草酸亞鐵的方法不局限于實(shí)施例。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 某礦山酸性含鐵的銅萃余液，其中含Cu2+O. 32g/L、Fe3+7. 8g/L、Fe2+O. 38g/L、硫酸 12. 45g/L、pH = I. 18。
[0028] 參考圖I本發(fā)明方法的流程圖，向上述銅萃余液加入體積分?jǐn)?shù)為30 %的H2O2，H2O2 用量為0. 60g/L，反應(yīng)時間為0. 5h，銅萃余液中的亞鐵離子被過氧化氫氧化為鐵離子；將 活化處理后的001X7樹脂裝入吸附柱中，以4BV/h流速吸附，當(dāng)吸附液中鐵離子濃度大于 2. Og/L時停止吸附，鐵的吸附率為74. 36% ;室溫下，采用蒸餾水洗滌樹脂以洗去樹脂上沾 附的銅萃余液，流速為4BV/h ;室