一種從廢舊杜美絲中提取金屬銅的方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于環境工程領域，設及有色金屬廢棄物的處理方法，具體來說是一種從 廢舊杜美絲中提取金屬銅的方法。
【背景技術】
[0002] 杜美絲和燈泡玻璃的膨脹系數非常接近，常用在燈管導絲部分，是巧光燈外引入 電能至燈管內是燈管工作的唯一通道，起著密封和導電的雙重作用。杜美絲的基體為儀鐵 合金，外部為銅鍛層，主要金屬含量為含儀約30 %，含鐵約40 %，含銅約20 % W上。隨著各種 燈具產品更新換代速度的加快而越來越多的被淘汰，W及杜美絲生產過程產生大量含銅廢 料。廢舊燈具產品上的玻璃可W被玻璃生產企業重新利用，但其中的金屬含量較高的杜美 絲的有效回收還沒有很好的辦法。運些廢舊杜美絲若被直接丟棄，杜美絲中的重金屬將對 周圍環境產生巨大的污染，同時廢舊杜美絲中的有價金屬沒有被回收而造成浪費。采用適 當的回收利用技術對廢舊杜美絲進行回收處理，不僅能避免二次污染，還能帶來良好的經 濟效益。

【發明內容】

[0003] 針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種從廢舊杜美絲中提取金屬銅 的方法，所述的運種從廢舊杜美絲中提取金屬銅的方法要解決現有技術中廢舊杜美絲中的 有價金屬沒有被回收而造成浪費，同時污染環境的技術問題。
[0004] 本發明一種從廢舊杜美絲中提取金屬銅的方法，包括如下步驟：
[0005] 1)將廢舊杜美絲破碎，去除玻璃物質，然后用粉碎機粉碎，過20~40目篩，將所得 的金屬顆粒粉料進行電選W去除金屬顆粒粉料中的鐵，得到高銅含量的金屬富集體；
[0006] 2) -個銅離子浸出的步驟，將浸出劑水溶液加入到反應容器中，然后加入步驟1) 得到的金屬富集體，金屬富集體和浸出劑水溶液的物料比為l〇〇g:2~化，控制反應容器的 溫度為20~80°C，同時進行攬拌，攬拌速度為400~60化/min,進行氧化浸出，反應0.5~ 3. Oh，反應結束后得到銅浸出液；
[0007] 3)-個固液分離的步驟，將步驟2)所得的銅浸出液經離屯、分離或壓濾機過濾去除 固體物質，得到濾液；
[000引4) 一個銅離子提純的步驟，將步驟3)過濾后所得的濾液經Ξ級萃取、一級反萃，得 到富銅液；
[0009] 5)-個電積提銅的步驟，當步驟4)所得的富銅液中銅濃度達35~45g/L時，將富銅 液放入電積池中，富銅液上面撒一層PVC球用W吸收電積過程中放出的刺激性氣體，PVC球 的粒徑為2~5mm，陰極材料采用鐵板、不誘鋼板或純銅板，陽極材料采用鉛巧錫合金板，控 制槽電壓為1.5~4.5V，極間距為2~16cm，電流密度為50~700A/m 2,溫度為20~60°C進行 電積0.5~lOh，電積過程中，富銅液中的銅富集在陰極材料的表面，最終在陰極材料上得到 高純度的銅，從而完成廢舊杜美絲中金屬銅的提取。進一步的，所述的浸出劑水溶液由氯酸 鋼、硫酸和水組成，在所述的水溶液中，所述的氯酸鋼的濃度為0.05~0.5mol/L，硫酸的濃 度為 0.1 ~5mol/L。
[0010]具體的，上述的浸出反應使金屬富集體中的銅與氯酸鋼在酸性體系中發生反應， 生成銅離子，實現銅離子的浸出，浸出原理如下式所示：
[00…NaC10j+甜苗0片3Cu i 3CuS(V+ 舶巧_ + 3也0 (U
[0012] 上述的所用的反應蓋為可控溫的鐵反應蓋或陶瓷反應蓋；
[0013] 具體的，經過反萃后的萃取劑經二級酸洗后返回作為萃取劑重復利用；
[0014] 進一步的，所述的Ξ級萃取，即用有機萃取劑連續萃取3次，把濾液中的銅選擇性 的萃取到有機萃取劑中，得到載銅有機相；
[0015] 進一步的，所述的有機萃取劑是lix984或DZ973N與26#煤油按照體積百分比計算， 即lix984或DZ973N:26#煤油為10~30% :70~90%的比例混合而成，萃取過程中有機萃取 劑和浸出液的相比為1:4~4:1，萃取過程在常溫下進行；
[0016] 進一步的，所述的一級反萃，即將Ξ級萃取后所得的載銅有機相用反萃液在常溫 下進行連續反萃1次；
[0017] 進一步的，Ξ級萃取后所得的萃余液返回到浸出劑水溶液中，繼續用作銅的浸出， 反萃后所得的殘余的有機相經二級酸洗后返回至有機萃取劑中，用于繼續萃取浸出液中的 銅；
[0018] 反萃過程中載銅有機相和反萃液的體積比為1:4~4:1;
[0019] 所述的反萃液為濃度為1~5mo 1/L的硫酸溶液；
[0020] 所述的酸洗液為濃度為0.5~3mol/L的硫酸溶液；
[0021 ]上述的萃取和反萃取的反應過程如下式所示：
[0022] 萃取反應為：
[0023] 2RH(org)+Cu2+(aq)=CuR2(org)+2H+ (2)
[0024] 反萃取反應為：
[0025] CuR2 (org)+2H" (aq) = 2RH (org) +Cu^" (3)
[0026] 式中：畑為有機萃取劑，CuR2為萃合物，（aq)表示水相，（org)表示有機相;送入電 積池進行電積；
[0027] 電積池中富銅液的電積過程如下式所示：
[002引陰極反應：
[0029] Cu2++2e = Cu (4)
[0030] 陽極反應為：
[0031] 40H- = 02 巧出 0+4e (5)
[0032] 上述電積后，由于富銅液中銅富集到陰極材料的表面后，所得的貧銅液返回至反 萃液中，繼續用W反萃取載銅有機相中的銅。
[0033] 本發明采用由氯酸鋼、硫酸和水組成的溶液作為銅的浸出劑水溶液，而避免使用 硝酸等強氧化劑，因此浸銅過程不會產生NOx造成對環境的污染，且銅的浸出率可達100%; 其次，浸銅過程中使用的酸較少且反應過程中酸被消耗，因此銅的浸出液的酸度很低，pH〉 1.2,不會對后續的萃取反應造成負面影響;再次，浸銅過程中所得的銅浸出液中沒有大量 的強氧化劑存在，從而不會破壞有機萃取劑的活性使之失效。
[0034] 進一步，本發明所得的銅浸出液經過Ξ級萃取、一級反萃得到富銅液，Ξ級萃取后 所得的萃余液返回到浸出劑水溶液中，繼續用作銅的浸出，一級反萃后所得的殘余的有機 相經二級酸洗后返回至有機萃取劑中，用于繼續萃取浸出液中的銅;該過程使得反萃取后 得到的富銅液中鐵離子等雜質含量小于2g/LW下，使得電積得到的陰極銅的純度在 99.99%?上，實現了廢舊杜美絲的資源化、減量化、無害化。
[0035] 本發明和已有技術相比，其技術進步是顯著的。本發明解決了廢舊杜美絲可能會 對環境造成的污染問題，同時可回收廢舊杜美絲中的金屬銅。本發明的方法具有高效、節 能、成本低、工藝簡單等技術特點，可實現廢舊杜美絲的資源化、無害化處理。
【具體實施方式】
[0036] 下面通過具體實施例對本發明進一步闡述，但并不限制本發明。
[0037] 本發明的各實施例中所用的原料或試劑除W下特殊說明的外，其他均為市售。
[003引1 ix984，澡陽市瑞普新材料有限公司生產；
[0039] DZ973N，鄭州德眾化學試劑廠生產；
[0040] 實施例1
[0041] -種從廢舊杜美絲中提取金屬銅的方法，包括W下步驟：
[0042] (1)、廢舊杜美絲的破碎
[0043] 將廢舊杜儀絲破碎去除玻璃物質，然后用粉碎機粉碎，過30目篩，將所得的金屬顆 粒粉料進行電選W去除金屬顆粒粉料中的部分鐵，得到銅含量較高的金屬富集體；
[0044] 所得到的金屬富集體中，按重量百分比計算，其中各金屬含量為:Ni 30.5%，Cu 22.6%，Fe 38.8%，Si 5.1%，Mn 1.7%，Mg 0.7%，Ag 0.5%，其它不到0.1%;
[0045] (2)、銅離子的浸出
[0046] 先在鐵反應蓋中加 lOL水，接著攬拌的過程中添加300g氯酸鋼和0.化濃硫酸，進行 混合配制成浸出劑水溶液，其中氯酸鋼濃度為0.05mo 1/L，硫酸濃度為0.1 mo 1/L;