一种超声波辅助浸出含铜物料的方法

技术领域

本发明涉及含铜物料浸出技术领域，具体为一种超声波辅助浸出含铜物料的方法。

背景技术

(1)超声波的两个主要参数：

频率F＞20KHz，功率密度P＞0.3W/cm2。

(2)超声波效应：

①机械效应：超声波的机械作用可促成液体乳化和固体的分散。当超声波作用液体介质形成驻波时，悬浮在液体中的固体颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积。

②空化作用：超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生激波。

③热效应。由于超声波使液体产生振动，被液体吸收时能产生热效应。

④化学效应。超声波的作用可加速化学反应。

含铜物料用稀硫酸浸出时，难免遇到有较难溶解的硫化铜、铁锰结合铜、硅结合铜及赤铜等非氧化成分存在，为了提高铜的浸出率，一般工艺条件会采用高温、高酸、加压及加强搅拌等强化措施，这样会使生产过程能耗高，对设备要求也高。

超声波已成功应用于工业、农业、军事、医学上，特别是清洗和中药提取是超声波空化效应成功应用的典范。

受以上超声波应用启发，结合铜浸出过程遇到的问题，发明一种超声波辅助浸出含铜物料的方法。

在以稀硫酸为溶剂浸出含铜物料过程中，引入超声波，在超声波空化效应下，即超声波在溶液中传播时，存在一个正负压强的交变周期，在正压相位时，超声波对溶液挤压，改变溶液原来的密度，使其增大；在负压相位时，超声波使溶液稀疏，密度变小。这样强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，形成小气泡。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使溶液微粒之间发生猛烈撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，也会使溶液温度突然升高。这样起到在铜浸出过程中采用的高温、加压及加强搅拌的作用，加速两相混合，增加溶剂穿透力，提高铜的浸出速度和浸出量。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超声波辅助浸出含铜物料的方法，解决了现有技术中在将含铜物料用稀硫酸浸出时，难免遇到有较难溶解的硫化铜、铁锰结合铜、硅结合铜及赤铜等非氧化成分存在，为了提高铜的浸出率，一般工艺条件会采用高温、高酸、加压及加强搅拌等强化措施，这样会使生产过程能耗高，对设备要求也高的问题。

(二)技术方案

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种超声波辅助浸出含铜物料的方法，包括以下步骤：

S1、矿浆制备，在钢制衬瓷砖的机械搅拌桶中按要求配制好一定浓度的稀硫酸，然后加入经球磨后的含铜物料，并加热矿浆，要求液固比5～6:1，始放度40～60g/L；

S2、浸出反应，将步骤S1中制备好的矿浆，用泵打入超声波浸出装置进行反应，超声波浸出装置是由超声波波源装置和由透波性好的材料制成的管道组成；

S3、液固分离，将步骤S2中反应后矿浆通过过滤装置进行液固分离，溶液为浸出液，固渣为浸出渣。

优选的，所述步骤S1中矿浆的加热为温度40～60℃。

优选的，所述步骤S2中的控制时间为15分钟。

(三)有益效果

本发明的有益效果在于：

1、该超声波辅助浸出含铜物料的方法，可使浸出时间缩短2/3。

2、该超声波辅助浸出含铜物料的方法，能耗低，温度可由90～98℃降低到40～60℃。

3、该超声波辅助浸出含铜物料的方法，设备投资少，可用常压和低腐蚀防护设备。

4、该超声波辅助浸出含铜物料的方法，铜浸出率高，运行成本低，综合经济效益显著。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种超声波辅助浸出含铜物料的方法，包括以下步骤：

S1、矿浆制备，在钢制衬瓷砖的机械搅拌桶中按要求配制好一定浓度的稀硫酸，然后加入经球磨后的含铜物料，并加热矿浆，要求液固比5～6:1，始放度40～60g/L，温度40～60℃；

S2、浸出反应，将步骤S1中制备好的矿浆，用泵打入超声波浸出装置进行反应，超声波浸出装置是由超声波波源装置和由透波性好的材料制成的管道组成，控制时间15分钟；

S3、液固分离，将步骤S2中反应后矿浆通过过滤装置进行液固分离，溶液为浸出液，固渣为浸出渣。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。