CN106544513A - 一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法 - Google Patents

一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，包括下述内容：把白烟尘用硫酸浸出，过滤，铅、金、银等有价金属保留在酸浸渣中作为铅金矿出售，酸浸液中主要是铜和砷，在酸浸液中加入铁盐，用双氧水氧化，再用碳酸钙或碳酸钠中和调节pH值为1.5~3.0，过滤并用水洗涤滤饼，滤液为硫酸铜溶液，用铁粉置换得到海绵铜，海绵铜返回火法炼铜系统的阳极炉精炼成电解铜。用本发明可以把酸浸液中砷的去除率大于98%，获得比较纯净除砷液（硫酸铜溶液）；铜的回收率大于99.5%，生成的硫酸亚铁又可以作为除砷用可以有效提高铜和砷的浸出率，减少硫酸的用量，降低酸浸液中游离硫酸的浓度，进一步在除砷时减少中和剂的用量得到的砷酸铁是砷的各类型化合物中性质最稳定的化合物，有利于砷的进一步无害化处理。

Description

一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法
技术领域
本发明涉及湿法冶炼技术领域，具体为一种适用于各种含铜和砷的有色冶炼白烟尘的处理的一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法。
背景技术
火法有色冶炼过程中，原料精矿中的低熔点金属铅、锌、铋等有很大一部分进入烟尘当中，尤其原料中的有害元素砷经气化、收尘之后大部分也进入烟尘当中，另外还有部分金、银、铜、铂、钯等有价元素以细微粒形态进入烟尘中，且各冶炼厂所产生的烟尘数量非常大，通常占到投矿量的1~2%。多数有色冶炼企业将含烟尘返回生产系统进行处理，使得系统中有害元素不断累积，降低了熔炼炉的处理能力，同时恶化炉况，危及安全生产，还会影响制酸工序的正常生产和产品质量。另外，白烟尘是一种高价值的二次资源，需要回收有价金属。
因此，把烟尘中的砷处理变成无毒或低毒且性质稳定的化合物，同时回收其中的有价金属元素，是解决有色冶炼烟尘中砷危害生产问题的有效方法。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种能够回收火法炼铜产生的白烟尘中的金、银、铜、铅等有价金属回收，并安全处置其中的砷的火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，包括以下步骤：
（1）用硫酸对白烟尘两次浸出：把白烟尘和二次浸出液按比例混合，搅拌加热浸出，然后过滤，滤液为酸浸液到步骤2）除砷，滤饼加水打浆后加入硫酸，继续搅拌加热浸出，过滤，滤液是二次浸出液，返回一次浸出，滤饼是酸浸渣；
（2）酸浸液除砷：在步骤1）所得酸浸液中加入铁盐，加热，再加入氧化剂氧化，用碱性物质中和调pH值，生成砷酸铁沉淀，然后过滤并用水洗涤滤饼，得到除砷液（硫酸铜溶液）；
（3）在除砷液中加入铁粉，搅拌置换，过滤，滤饼干燥得到海绵铜。
白烟尘用硫酸进行两次浸出，一次浸出条件为液固比为3~4:1，浸出温度为90~100℃，二次浸出条件为液固比是2~3:1，硫酸浓度为20~40g/L，浸出温度为90~100℃。
用铁盐作为除砷剂，包括硫酸铁，硫酸亚铁，氯化铁，氯化亚铁，适宜的铁砷摩尔比是1.2~1.6:1。
所用的氧化剂为双氧水，双氧水用量为化学计量的1.8~2.2倍，氧化温度为40~70℃。
中和所用碱性物质包括碳酸钙，碳酸钠；中和终点pH值为1.5~3.0。
所得除砷液用铁粉置换生产海绵铜，同时生成的硫酸亚铁用于酸浸液除砷；置换用铁粉用量为化学计量的1.1~1.3倍，置换温度为40~70℃。
积极有益效果：用本发明方法技术方案所述第1项白烟尘两次浸出的方法，可以使白烟尘中铜的浸出率达到90~95%，使砷的浸出率达到90~92%，金、银、铅等酸不溶金属保留在酸浸渣中，酸浸渣可作为铅金矿出售；用本发明方法技术方案所述第2项除砷的方法，可以把酸浸液中砷的去除率大于98%，获得比较纯净除砷液（硫酸铜溶液）；用本发明方法技术方案所述第3项铁粉置换的方法，铜的回收率大于99.5%，生成的硫酸亚铁又可以作为除砷用；用本发明方法技术方案所述第1项白烟尘两次浸出的方法，可以有效提高铜和砷的浸出率，减少硫酸的用量，降低酸浸液中游离硫酸的浓度，进一步在除砷时减少中和剂的用量；用本发明方法技术方案所述第2项除砷的方法，得到的砷酸铁是砷的各类型化合物中性质最稳定的化合物，有利于砷的进一步无害化处理。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明做进一步的说明：
本发明把白烟尘用硫酸浸出，铜和砷及一些酸溶性金属进入酸浸液中，而金、银、铅等酸不溶性金属保留在酸浸渣中，可作为铅金精矿出售；酸浸液加入铁盐，形成砷酸铁沉淀，过滤分离后得到硫酸铜溶液；硫酸铜溶液用铁粉置换得到海绵铜，生成的硫酸亚铁则用来作为除砷的铁盐，海绵铜返回火法炼铜系统的阳极炉精炼。
1、一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，包括以下步骤：
2、白烟尘用硫酸两次浸出
把白烟尘按一定的液固比搅拌下加入二次浸出液中，加热浸出，过滤，滤液为酸浸液，滤饼加水打浆后加入一定量硫酸，继续搅拌加热浸出，过滤，滤液是二次浸出液返回一次浸出，酸浸渣作为铅金矿到火法炼铅系统。
3、酸浸液除砷
在酸浸液中加入铁盐，适当加热，再加入双氧水把Fe2+氧化成Fe3+，As3+氧化成As5+，用碱性物质调pH值，生成砷酸铁沉淀，过滤并用水洗涤滤饼，滤液为除砷液（硫酸铜溶液），滤饼为砷酸铁。
4、在除砷液中加入铁粉，搅拌置换，过滤，滤饼经干燥得到海绵铜，滤液硫酸亚铁返回第2项工序作除砷使用。
技术方案所述第1项白烟尘两次浸出的技术条件为：一次浸出液固比为4:1，浸出温度是90~100℃，二次浸出液固比是3:1，硫酸浓度为20~30g/L，浸出温度是90~100℃。
技术方案所述第2项除砷的技术条件为：适宜铁砷摩尔比是1.2~1.6:1，适宜氧化温度是40~60℃，用碳酸钠或碳酸钙作为中和剂，中和的终点是pH=1.5~3.0。
技术方案所述第3项的技术条件为：铁粉适宜投加量是铜摩尔量的1.1~1.3倍，适宜的置换温度是40~70℃。
实施例
在烧杯中加入3200ml水，搅拌下加入800g白烟尘（白烟尘各元素成分见表1），加热，保温95℃浸出60分钟，过滤并用约400ml水洗涤，滤饼加2000ml水搅拌打浆，加入98%硫酸30ml，再加热保温95℃浸出60分钟，过滤，滤饼用1200ml水洗涤，滤液和洗液合并得3200ml二次浸出液。往二次浸出液中加入800g白烟尘，重复前面的两次浸出操作过程，得到酸浸液3160ml，二次浸出液约3200ml，酸浸渣烘干后重257.6g。（酸浸渣各元素含量见表2）
酸浸液取样分析铜浓度为44.25g/L，砷浓度为32.23g/L。取1000ml酸浸液于烧杯中，加入含量95%的七水硫酸亚铁188g（铁砷比1.5），搅拌加热至50℃，慢慢滴加27.5%的双氧水71.5g（化学计量1.8倍），再加入碳酸钙粉末调节pH值到2.5，抽滤，并用水洗涤滤饼至出来的洗涤水无色，得到1505ml除砷液。分析除砷液，铜浓度为28.96g/L，砷浓度为0.15g/L。
在上述除砷液中加入51g铁含量为90%细度100目的铁粉（化学计量1.2倍），搅拌加热至60℃，置换60分钟，过滤，滤饼烘干分析铜含量为92.52%，滤液分析铜浓度为0.023g/L，置换铜收率为99.92%，
表1 白烟尘各元素成分表
元素 Cu(%) As(%) Pb(%) Au(g/t) Ag(g/t)
含量 18.75 13.82 9.65 19.15 132.5
表2 酸浸渣各元素成分表
元素 Cu(%) As(%) Pb(%) Au(g/t) Ag(g/t)
含量 3.75 3.13 30.52 58.4 415.5
由实验数据可以得出，白烟尘经过硫酸两次浸出，渣率为32.2%，铜的浸出率为93.56%，砷的浸出率为92.71%，酸浸渣的金、银和铅得到了比较高的富集，砷的含量已经比较低，可以作为铅金矿出售；酸浸液用硫酸亚铁除砷，铜收率为98.5%，砷去除率为99.3%，获得了很好的除砷效果；除砷液用铁粉置换，铜收率为99.92%，海绵铜含铜92.52%，可以返回火法炼铜系统的阳极炉。
对金属成分与上实施例相近的白烟尘，按照本发明技术方案的其他工艺条件实施，也都体现出与上实施例近似的结果。
用本发明方法技术方案所述第1项白烟尘两次浸出的方法，可以使白烟尘中铜的浸出率达到90~95%，使砷的浸出率达到90~92%，金、银、铅等酸不溶金属保留在酸浸渣中，酸浸渣可作为铅金矿出售；用本发明方法技术方案所述第2项除砷的方法，可以把酸浸液中砷的去除率大于98%，获得比较纯净除砷液（硫酸铜溶液）；用本发明方法技术方案所述第3项铁粉置换的方法，铜的回收率大于99.5%，生成的硫酸亚铁又可以作为除砷用；用本发明方法技术方案所述第1项白烟尘两次浸出的方法，可以有效提高铜和砷的浸出率，减少硫酸的用量，降低酸浸液中游离硫酸的浓度，进一步在除砷时减少中和剂的用量；用本发明方法技术方案所述第2项除砷的方法，得到的砷酸铁是砷的各类型化合物中性质最稳定的化合物，有利于砷的进一步无害化处理。
以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，其特征在于,包括以下步骤：
（1）用硫酸对白烟尘两次浸出：把白烟尘和二次浸出液按比例混合，搅拌加热浸出，然后过滤，滤液为酸浸液到步骤2）除砷，滤饼加水打浆后加入硫酸，继续搅拌加热浸出，过滤，滤液是二次浸出液，返回一次浸出，滤饼是酸浸渣；
（2）酸浸液除砷：在步骤1）所得酸浸液中加入铁盐，加热，再加入氧化剂氧化，用碱性物质中和调pH值，生成砷酸铁沉淀，然后过滤并用水洗涤滤饼，得到除砷液（硫酸铜溶液）；
（3）在除砷液中加入铁粉，搅拌置换，过滤，滤饼干燥得到海绵铜。
2.根据权利要求1所述的一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，其特征在于：白烟尘用硫酸进行两次浸出，一次浸出条件为液固比为3~4:1，浸出温度为90~100℃，二次浸出条件为液固比是2~3:1，硫酸浓度为20~40g/L，浸出温度为90~100℃。
3.根据权利要求1所述的一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，其特征在于：用铁盐作为除砷剂，包括硫酸铁，硫酸亚铁，氯化铁，氯化亚铁，适宜的铁砷摩尔比是1.2~1.6:1。
4.根据权利要求1和3所述的一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，其特征在于：所用的氧化剂为双氧水，双氧水用量为化学计量的1.8~2.2倍，氧化温度为40~70℃。
5.根据权利要求1所述的一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，其特征在于：中和所用碱性物质包括碳酸钙，碳酸钠；中和终点pH值为1.5~3.0。
6.根据权利要求1所述的一种火法炼铜白烟尘有价金属回收的方法，其特征在于：所得除砷液用铁粉置换生产海绵铜，同时生成的硫酸亚铁用于酸浸液除砷；置换用铁粉用量为化学计量的1.1~1.3倍，置换温度为40~70℃。
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