CN102851497B - 一种含砷物料的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含砷物料的处理方法。所述工艺方法首先将含砷物料进行常压酸性浸出，使得铜、锌、砷浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在浸出渣中；将浸出产出的富含铜、锌、砷的浸出液采用萃取法富集回收铜；经萃取、反萃之后的浸出液采用电积生产阴极铜，或蒸发结晶生产硫酸铜；将萃取之后的浸出液余液经二氧化硫还原生产三氧化二砷，并经洗涤、烘干后生成纯度99.9%的三氧化二砷；将还原处理后溶液的一部分返回富氧浸出工序，并经净化、中和沉淀、煅烧后生成超细氧化锌粉；将含有铅、金、银的富氧浸出渣送入铅金银回收工序，生成电铅、金、银、锑、铋产品。通过上述方法就能够解决砷在系统中的积累和堆存导致的环境污染问题，还可综合回收其中的多种有价金属，从而提高资源的综合利用率，降低对环境的污染。

Description

一种含砷物料的处理方法
技术领域
本发明涉及冶炼加工技术领域，尤其涉及一种含砷物料的处理方法。
背景技术
目前，在铜、铅、锌等矿物冶炼过程中会产出复杂的含砷物料，而砷及其可溶性化合物均剧毒，人体摄入无机砷化合物70～200mg后就会出现急性中毒现象，如何将矿物冶炼过程中产出的含砷物料资源化利用对降低环境污染、提高企业经济效益具有重要意义。我国铜冶炼每年带入系统中的砷高达2万吨左右，除部分进入熔炼渣外，80%以上被富集在烟灰、废酸洗涤后经硫化沉淀产出的硫化砷滤饼、铜电解液脱砷产出的黑铜泥中，含砷物料的综合利用和无害化处理成为困扰铜及其它重金属冶炼行业的主要技术难题之
现有技术中，含砷物料主要的处理工艺有焙烧法、碱浸法、硫酸铁法和硫酸铜法等。焙烧法极易造成环境的污染，产品纯度低；碱浸法生成成本高，产品附加值低；硫酸铁法尚无工业应用实例；此外，处理含砷物料的方法还有硝酸分解浸出法、重铬酸钠浸出法、电化学浸出法、碱性烧结-浸出法、CR蒸砷法，但多处于研究阶段，尚未进行工业应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种含砷物料的处理方法，能够解决砷在系统中的积累和堆存导致的环境污染问题，还可综合回收其中的多种有价金属，从而提高资源的综合利用率，降低对环境的污染。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种含砷物料的处理方法，所述方法包括：
将含砷物料进行常压酸性浸出，将产生的常压浸出渣进一步进行富氧浸出，使得铜、锌、砷浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在富氧浸出渣中，而产生的富氧浸出液再返回常压酸性浸出的工序；
将浸出产出的富含铜、锌、砷的常压浸出液采用萃取法富集回收铜；
经萃取、反萃之后的常压浸出液采用电积生产阴极铜，或蒸发结晶生产硫酸铜；
将萃余液经二氧化硫还原生产三氧化二砷，并经洗涤、烘干后生成纯度99.9%的三氧化二砷；
将还原处理后溶液的一部分返回富氧浸出的工序，其余溶液经净化、中和沉淀、煅烧后生成超细氧化锌粉；
将含有铅、金、银的富氧浸出渣送入铅金银回收工序，生产电铅、金、银、锑、铋产品。
所述将含砷物料进行常压酸性浸出，将产生的常压浸出渣进一步进行富氧浸出，使得铜、锌、砷浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在富氧浸出渣中，具体包括：
将含砷物料在0~100℃下采用硫酸进行常压酸性浸出，反应时间0~10小时，使铜、砷、锌浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在浸出渣中；
对常压下未反应的物料进行酸性富氧浸出，控制反应温度在0~200℃，氧分压0~500kPa，反应时间0~10小时，且硫酸的初始浓度为0~200g/L，使铜、砷浸出进入到溶液中，并使硫以元素硫的形式进入到富氧浸出渣中。
所述将含有铅、金、银的富氧浸出渣送入铅金银回收工序，生成电铅、金、银、锑、铋产品，具体包括：
将含有铅、金、银的富氧浸出渣采用侧吹熔池熔炼生成粗铅，并捕集金、银、锑、铋有价金属。
所述含砷物料包括铜冶炼黑铜泥、硫化砷渣、冶炼烟尘或复杂含砷物料。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述工艺方法首先将含砷物料进行常压酸性浸出，浸出渣进行富氧浸出，使得铜、锌、砷浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在浸出渣中，富氧浸出液返回常压浸出工序；将浸出产出的富含铜、锌、砷的浸出液采用萃取法富集回收铜；经萃取、反萃之后的浸出液采用电积生产阴极铜，或蒸发结晶生产硫酸铜；将萃余液经二氧化硫还原生产三氧化二砷，并经洗涤、烘干后生产纯度99.9%的三氧化二砷；将还原处理后溶液的一部分返回富氧浸出工序，其余经净化、中和沉淀、煅烧后生产超细氧化锌粉；将含有铅、金、银的富氧浸出渣送入铅金银回收工序，生产电铅、金、银、锑、铋等产品。通过上述方法可有效解决砷在冶炼系统中的积累及产出砷渣堆存导致的环境污染问题，还可综合回收其中的多种有价金属，从而提高资源的综合利用率，降低对环境的污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的含砷物料处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供的含砷物料处理方法的流程示意图，所述的处理方法包括：
步骤11：首先将含砷物料进行常压酸性浸出，使得铜、锌、砷浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在富氧浸出渣中。
具体来说，可以将含砷物料进行常压酸性浸出，将产生的常压浸出渣进一步进行富氧浸出，使得铜、锌、砷浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在富氧浸出渣中，而产生的富氧浸出液再返回常压酸性浸出的工序。
在该步骤中，具体可以将含砷物料在0~100℃下采用硫酸进行常压酸性浸出，反应时间0~10小时，在将产生的常压浸出渣进一步进行富氧浸出，使铜、砷、锌等金属浸出进入到溶液中，且铅、金、银等金属富集在富氧浸出渣中。这里，所述含砷物料可以包括铜冶炼黑铜泥、硫化砷渣、冶炼烟尘或复杂含砷物料等。
上述常压酸性浸出的过程中发生的反应主要如下：
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
Cu+H2SO4+1/2O2=CuSO4+2H2O
ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O。
另外，对常压下未反应的物料（即常压浸出渣）还可以进一步进行酸性富氧浸出，控制反应温度在0~200℃，氧分压0~500kPa，反应时间0~10小时，且硫酸的初始浓度为0~200g/L，使铜、砷等金属浸出进入到溶液中，并使硫以元素硫的形式进入到富氧浸出渣中。
该富氧浸出过程中发生反应主要如下：
As2S3+5/2O2+3H2O=2H3AsO4+3S°
CuS+1/2O2+2H+=Cu2++S°+H2O
Cu+H2SO4+1/2O2=CuSO4+2H2O
步骤12：将浸出产出的富含铜、锌、砷的常压浸出液采用萃取法富集回收铜。
在该步骤中，是基于溶液中高浓度砷等杂质存在的条件下萃取过程的实现。
步骤13：经萃取、反萃之后的常压浸出液再采用电积生产阴极铜，或蒸发结晶生产硫酸铜。
步骤14：将萃余液经二氧化硫还原生产三氧化二砷，并经洗涤、烘干后生成纯度99.9%的三氧化二砷。
步骤15：将还原处理后溶液的一部分返回富氧浸出工序，其余溶液经净化、中和沉淀、煅烧后生成超细氧化锌粉。
步骤16：将含有铅、金、银的富氧浸出渣送入铅金银回收工序，生成电铅、金、银、锑、铋产品。
在该步骤中，具体实现可以是将含有铅、金、银的富氧浸出渣采用侧吹熔池熔炼生成粗铅，并进一步捕集金、银、锑、铋等有价金属。
下面以具体的实施例来对上述含砷物料的具体处理过程进行说明：
实施例1
称取黑铜泥(Cu52%，As 19%)20g，在70~80℃下加入硫酸进行常压搅拌浸出，反应时间2h，反应后矿浆与硫化砷渣(Cu 8%，As 22%，Zn 0.8，S 30%)100g浆化后进行富氧浸出，控制反应温度150℃，反应时间2h，铜、砷、锌的浸出率均达到95%以上。
加压浸出液采用Lix984N萃取提铜，负载有机相经硫酸反萃得到硫酸铜溶液，铜萃取率达到98%以上，在将该硫酸铜溶液经蒸发结晶生产硫酸铜，产出硫酸铜68.5g。
上述黑铜泥产出的浸出渣50.3g，其中硫品位60%以上，萃余液再采用二氧化硫还原、冷却结晶生产三氧化二砷，产出三氧化二砷12.8g。
将脱砷后的液体返回浸出工序，杂质到一定程度后开路。
实施例2
矿物冶炼过程中产出中间物料(Cu 4.02%，S 10.61%，Zn 9.28%，As 8.23，Pb9.24%，Au 1.58g/t，Ag 161.3g/t)，称取该含砷物料200g，在85℃下进行直接浸出，浸出渣率为45%，铜、锌、砷的浸出率分别为50%，85%和50%。
浸出后矿浆在110℃下进行酸性富氧浸出，铜浸出率达到96%以上，砷浸出率达到95%以上，锌浸出率达到98%以上，并产出浸出渣81.2g。
将浸出液采用lix984萃取提铜，负载有机相反萃生产硫酸铜。
萃余液二氧化硫还原生产三氧化二砷，且将脱砷后的液体净化、中和沉淀、煅烧生产超细氧化锌粉。
综上所述，本发明实施例所述的工艺方法能够解决砷在系统中的积累和堆存导致的环境污染问题，还可综合回收其中的多种有价金属，从而提高资源的综合利用率，降低对环境的污染。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种含砷物料的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
将含砷物料进行常压酸性浸出，将产生的常压浸出渣进一步进行富氧浸出，使得铜、锌、砷浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在富氧浸出渣中，而产生的富氧浸出液再返回常压酸性浸出的工序，具体包括：
将含砷物料在0～100℃之间采用硫酸进行常压酸性浸出，反应时间0～10小时之间，使铜、砷、锌浸出进入到溶液中，且铅、金、银富集在浸出渣中；对常压下未反应的物料进行酸性富氧浸出，控制反应温度在0～200℃之间，氧分压0～500kPa之间，反应时间0～10小时之间，且硫酸的初始浓度为0～200g/L之间，使铜、砷浸出进入到溶液中，并使硫以元素硫的形式进入到富氧浸出渣中；
将浸出产出的富含铜、锌、砷的常压浸出液采用萃取法富集回收铜；
经萃取、反萃之后的常压浸出液采用电积生产阴极铜，或蒸发结晶生产硫酸铜；
将萃余液经二氧化硫还原生产三氧化二砷，并经洗涤、烘干后生成纯度99.9%的三氧化二砷；
将还原处理后溶液的一部分返回富氧浸出的工序，其余溶液经净化、中和沉淀、煅烧后生成超细氧化锌粉；
将含有铅、金、银的富氧浸出渣送入铅金银回收工序，生成电铅、金、银、锑、铋产品。
2.如权利要求1所述含砷物料的处理方法，其特征在于，所述将含有铅、金、银的富氧浸出渣送入铅金银回收工序，生成电铅、金、银、锑、铋产品，具体包括：
将含有铅、金、银的富氧浸出渣采用侧吹熔池熔炼生成粗铅，并捕集金、银、锑、铋有价金属。
3.如权利要求1所述含砷物料的处理方法，其特征在于，所述含砷物料包括铜冶炼黑铜泥、硫化砷渣、冶炼烟尘或复杂含砷物料。
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