專利名稱：超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濕法冶金的方法，尤其用于制備超細(xì)銅粉。
背景技術(shù)：
機(jī)械力化學(xué)泛指機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量與化學(xué)能量的相互轉(zhuǎn)換。用機(jī)械力化學(xué)法有效地處 理低品位難選礦，對(duì)資源綜合利用和深加工具有重要意義。目前，機(jī)械力化學(xué)在濕法冶金中 主要是對(duì)礦物產(chǎn)生機(jī)械活化，從而改善浸出過程，機(jī)械力化學(xué)活化作用可用于銅精礦礦漿 電解制備超細(xì)銅粉。銅精礦是低品位的含銅原礦石經(jīng)過選礦工藝處理達(dá)到一定質(zhì)量指標(biāo)的精礦，可直 接供冶煉廠煉銅。用銅精礦礦漿電解制備超細(xì)銅粉的過程中，隨著銅粉粒度的細(xì)化，比表面 積和表面能不斷增加，體系為了維持穩(wěn)定狀態(tài)，微細(xì)顆粒將相互團(tuán)聚，顆粒趨于長(zhǎng)大。為了 消除超細(xì)銅粉的團(tuán)聚，使用分散劑是抑制團(tuán)聚的最好措施。一方面分散劑利用在固液界面 的吸附作用，形成一層液膜阻礙顆粒間相互接觸，降低界面的表面張力，減小毛細(xì)管的吸附 力，還能通過庫倫力及空間位阻作用防止顆粒接觸及產(chǎn)生排斥力，抑制團(tuán)聚體的形成。另一 方面作為分散劑使用的表面活性劑同時(shí)具有親水疏油的極性基團(tuán)和親油疏水的非極性基 團(tuán)，這種分子具有一部分可溶于水，而另一部分易自水中逃逸的雙重性，結(jié)果造成表面活性 劑分子在其水溶液中很容易被吸附于0/W界面上形成獨(dú)特的定向排列的單分子膜，可以有 效地降低金屬粉末的表面張力，改善固體顆粒的潤(rùn)濕性，從而達(dá)到分散效果。分散劑的種類 較多，包括親溶液的高分子有機(jī)物、表面活性劑及一些絡(luò)合物等。中國專利文獻(xiàn)CN101007354A公布了一種直接利用銅精礦制備超細(xì)銅粉的方法， 采取先將銅精礦放入高能攪拌磨中進(jìn)行機(jī)械力化學(xué)預(yù)處理，對(duì)銅精礦進(jìn)行活化和脫藥(脫 去浮選藥劑)，再將處理后的銅精礦放入膜電解槽的陽極池內(nèi)并浸沒在加入分散劑的電解 液中，膜電解槽處于超聲場(chǎng)中，在陽極、陰極之間通以直流電，在超聲場(chǎng)作用下，經(jīng)陽極反應(yīng) 浸出的銅則在陰極以超細(xì)粉末狀析出，收集超細(xì)銅粉。由于該方法中的分散劑選用單一的 六偏磷酸鈉、硅酸鈉、動(dòng)物膠、乙二胺、有機(jī)硅或丙烯酸樹脂，分散效果較為一般，將直接影 響制備得到的超細(xì)銅粉的粒度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種銅精礦制備超細(xì)銅粉的預(yù)處理及分散方法，該方法簡(jiǎn)化 了制備超細(xì)銅粉的工藝、縮短了加工流程，且分散效果很好。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法具有以下 步驟
①預(yù)處理將銅含量為20wt% 30wt%、粒度在15 246 ii m之間的分布量在90%以上 的粉末狀的銅精礦放入高能攪拌球磨機(jī)中，攪拌中加入適量的水，再加入適量NaCl和稀鹽 酸進(jìn)行攪拌球磨，稀鹽酸的加入量使得PH為4飛；隨著攪拌球磨的不斷進(jìn)行，而對(duì)銅精礦進(jìn) 行活化和脫藥，得到預(yù)處理銅精礦礦漿；②攪拌中將步驟①得到的預(yù)處理銅精礦礦漿與適量的稀鹽酸和水進(jìn)行混合而得到固 液混合體系，混合中，預(yù)處理銅精礦礦漿中的銅離子溶入固液混合體系的液體中，所加入的 稀鹽酸和水的重量是粉末狀的銅精礦的重量的8 12倍，且固液混合體系的pH為1 1.5 ； 然后按照每噸粉末狀銅精礦加入45(T550kg的NaCl的比例，在攪拌下將NaCl加入上述固 液混合體系中進(jìn)行混合，得到電解用銅精礦礦漿；
③制備組合型分散劑攪拌下將動(dòng)物膠與三乙醇胺進(jìn)行混合，得到組合型分散劑，三乙 醇胺與動(dòng)物膠的重量比為2 4 1 ；
④將步驟②得到的電解用銅精礦礦漿添加到電解槽陽極區(qū)，將步驟③得到的組合型分 散劑添加到電解槽的陰極區(qū)；組合型分散劑的加入量按照每噸粉末狀銅精礦加入1000 2000g組合型分散劑的比例確定；
⑤電解制備超細(xì)銅粉電解時(shí)，陽極與陰極之間的距離為4cm 5cm，電流密度為250 A/nT350A/m2，整個(gè)電解用銅精礦礦漿的溫度為70°C 80°C，采用毛刷手動(dòng)刮粉將陰極上的 銅粉刮入產(chǎn)品收集器中。上述步驟①中，水的加入量為粉末狀的銅精礦重量的2 4倍。上述步驟①中，在進(jìn)行攪拌球磨時(shí)，鋼球重量與粉末狀的銅精礦的重量比為3 5 1，鋼球直徑為3 5mm，活化時(shí)間即攪拌研磨時(shí)間為0. 5 1. 5h。上述步驟⑤中，所述電解時(shí)間為2h 4h，刮粉時(shí)間間隔為3 min飛min。上述步驟①和步驟②中所采用的稀鹽酸是濃度為8wt% 12 wt%的HCL水溶液。上述步驟③中所用的動(dòng)物膠為工業(yè)明膠。本發(fā)明具有積極的效果
(1)本發(fā)明的超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法簡(jiǎn)化了金屬提取、銅粉制備、粉體分散 和表面改性等過程，縮短了冶金和材料加工流程，具有流程短、工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。(2)本發(fā)明的超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法采用的分散劑為“動(dòng)物膠+三乙 醇胺”的組合型分散劑，動(dòng)物膠為以骨膠和皮膠為原料精制得到的工業(yè)明膠。將動(dòng)物膠和三 乙醇胺按固定的配比和用量直接添加在礦漿電解槽的陰極區(qū)，達(dá)到邊制備邊分散的目的， 分散效果突出?！皠?dòng)物膠+三乙醇胺”的組合型分散劑，比單一采用動(dòng)物膠、三乙醇胺或六偏 磷酸鈉等分散劑的效果都好。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)
本實(shí)施例的一種超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法。選用江西德興銅礦大山選礦廠的 粉末狀的銅精礦為原料。該銅精礦的具體成分如表1所示，粒度分布如表2所示。表 1
元素CuAlSi0SKCa含量㈤24.1832. 1804. 95613. 52128. 1260. 6930. 831元素FeZnMgPbMoSb含量㈤23.3900. 0870. 5110. 1860. 1540. 163
表2
粒度(U m)微分分布(%)累積分布(%)彡152. 612. 6115—4313. 8116. 42
權(quán)利要求
一種超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法，其特征在于具有以下步驟①預(yù)處理將銅含量為20wt%～30wt%、粒度在15～246μm之間的分布量在90%以上的粉末狀的銅精礦放入高能攪拌球磨機(jī)中，攪拌中加入適量的水，再加入適量NaCl和稀鹽酸進(jìn)行攪拌球磨，稀鹽酸的加入量使得pH為4~5；隨著攪拌球磨的不斷進(jìn)行，而對(duì)銅精礦進(jìn)行活化和脫藥，得到預(yù)處理銅精礦礦漿；②攪拌中將步驟①得到的預(yù)處理銅精礦礦漿與適量的稀鹽酸和水進(jìn)行混合而得到固液混合體系，混合中，預(yù)處理銅精礦礦漿中的銅離子溶入固液混合體系的液體中，所加入的稀鹽酸和水的重量是粉末狀的銅精礦的重量的8～12倍，且固液混合體系的pH為1～1.5；然后按照每噸粉末狀銅精礦加入450~550kg的NaCl的比例，在攪拌下將NaCl加入上述固液混合體系中進(jìn)行混合，得到電解用銅精礦礦漿；③制備組合型分散劑攪拌下將動(dòng)物膠與三乙醇胺進(jìn)行混合，得到組合型分散劑，三乙醇胺與動(dòng)物膠的重量比為2～4∶1；④將步驟②得到的電解用銅精礦礦漿添加到電解槽陽極區(qū)，將步驟③得到的組合型分散劑添加到電解槽的陰極區(qū)；組合型分散劑的加入量按照每噸粉末狀銅精礦加入1000～2000g組合型分散劑的比例確定；⑤電解制備超細(xì)銅粉電解時(shí)，陽極與陰極之間的距離為4 cm ~5cm，電流密度為250 A/m2~350A/m2，整個(gè)電解用銅精礦礦漿的溫度為70℃~80℃，采用毛刷手動(dòng)刮粉將陰極上的銅粉刮入產(chǎn)品收集器中。
2.按照權(quán)利要求1所述的超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法，其特征在于步驟①中， 水的加入量為粉末狀的銅精礦重量的2 4倍。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法，其特征在于步驟 ①中，在進(jìn)行攪拌球磨時(shí)，鋼球重量與粉末狀的銅精礦的重量比為3 5 1，鋼球直徑為 3 5mm，活化時(shí)間即攪拌研磨時(shí)間為0. 5 1. 5h。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法，其特征在于步驟 ⑤中，所述電解時(shí)間為2h 4h，刮粉時(shí)間間隔為3 min 5min。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法，其特征在于步驟 ①和步驟②中所采用的稀鹽酸是濃度為8wt% 12 wt%的HCL水溶液。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法，其特征在于步驟 ③中所用的動(dòng)物膠為工業(yè)明膠。
全文摘要
本發(fā)明的一種超細(xì)銅粉制備預(yù)處理及分散的方法具有以下步驟①預(yù)處理將粉末狀的銅精礦放入高能攪拌球磨機(jī)中，加入水、稀鹽酸和NaCl，pH調(diào)整為4~5。進(jìn)行機(jī)械力化學(xué)預(yù)處理得到預(yù)處理銅精礦礦漿；②將步驟①得到的預(yù)處理銅精礦礦漿與適量的稀鹽酸和水進(jìn)行混合，使得固液混合體系的pH為1～1.5，再加入NaCl得到電解用銅精礦礦漿；③制備組合型分散劑，分散劑由三乙醇胺和動(dòng)物膠按2~4:1的比例混合而成；④將步驟②得到的電解用銅精礦礦漿添加到電解槽陽極區(qū)，將步驟③得到的組合型分散劑添加到電解槽的陰極區(qū)；⑤電解制備超細(xì)銅粉。該方法簡(jiǎn)化了制備超細(xì)銅粉的工藝、縮短了加工流程，且分散效果很好。
文檔編號(hào)C22B15/00GK101942679SQ20101051817
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者劉維平 申請(qǐng)人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院