CN107099669A - 一种含铜渣中高效清洁除砷的方法 - Google Patents

一种含铜渣中高效清洁除砷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含铜渣中高效清洁除砷的方法，包括破碎、细磨、氧压碱浸、调pH、氧压酸浸等步骤，先将含铜渣中砷和铅、银等有价金属高效清洁分离，再回收含铜渣中铜。本发明方法能耗低、环境污染少、生产效率高。本方法反应过程简洁快速、选择性强。含铜渣中的铜可以实现高效浸出，金属分离彻底。相对于现行的含铜渣处理工艺技术，在浸出铜之前通过碱性浸出使砷以砷酸钠沉淀的形式去除，实现高效清洁除砷，除砷效果好，浸出液中砷含量小于1g/L。再通过氧压酸浸回收铜，最终制成的硫酸铜产品，铜浸出率≥96%。含铜渣中的砷以砷渣的形式回收，避免了砷的二次污染。该技术具有金属回收率高、生产成本低、高效清洁等优点。

Description

一种含铜渣中高效清洁除砷的方法
技术领域
本发明属于有色金属加压湿法冶金技术领域，具体涉及一种含铜渣中高效清洁除砷的方法。
背景技术
我国每年铅锌冶炼含铜渣产量达到5000万t以上，云南省有1000多万t，这些铜渣含铜品位在10%~40%，铅3%~80%，锌3%~20%，铋1%~30%、银0.9%，潜在价值大，是一种综合利用回收价值大的矿产资源。铅锌冶炼含铜渣是铅锌冶炼过程中产生的废渣，这类渣包括转炉渣、次冰铜、铜浮渣、铜镉渣、铅冰铜、阳极泥等。在铅锌冶炼过程中，每年产生大量的铜浮渣，这些渣采用反射炉进行还原熔炼，回收其中的铅、银、锑等金属。在铜浮渣反射炉熔炼过程中，产出粗铅、含铜渣和渣 3 种产品。含铜渣中含有价金属铜、铅、银、铋、锑等，杂质元素砷和硫。处理含铜渣回收其有价金属具有较大的经济价值，但元素砷的存在使含铜渣的处理面临严峻的技术和环保压力。
目前，国内外进行含铜冶炼渣制备高品质硫酸铜的方法主要有湿法处理和火法处理。相关方面的主要专利有：在常温常压下利用铜渣生产硫酸铜的工艺方法（201110063556.1）、一种铜渣低压氧浸生产高品质硫酸铜的方法（201310037276.2）、一种湿法炼锌酸洗铜渣免焙烧免蒸发生产硫酸铜的方法（201210136135.1）、一种低品位氧化铜矿生产硫酸铜新工艺（201310307734.X）等，但是针对含铜渣物料处理工艺过程中杂质元素砷难处理、金属回收率低、环境污染严重等问题的研究较少。在浸出铜的过程中，砷以离子的形式进入浸出液中，如果对浸出液不进行除砷处理，用高砷母液制取硫酸铜会严重影响其产品的质量。同时砷也是有害元素，降低砷元素的含量，对减少环境污染也是有利的。目前已有的除砷方法中，石灰法存在铜损失较多导致浸出率低的缺点；铁盐法工艺流程复杂，容易引入其他杂质；硫化钠法存在浸出之后固液分离困难，产生大量较难处理的废水的问题。所以，开发一种含铜渣中高效清洁除砷且经济效益好、环境污染少的新工艺具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含铜渣中高效清洁除砷的方法。
本发明的技术方案包括以下步骤：
A：破碎、细磨
将含铜渣用破碎机进行破碎，然后将破碎的含铜渣进行细磨，得到含铜渣粉料；
B：氧压碱浸
然后按照液固比5~10:1加入氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件对其进行氧化碱浸反应；出釜后经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属；
C：调pH
在浸出液中通过调节pH值，经过滤后得到滤液和固砷渣，固砷渣安全存放；
D：氧压酸浸
将C步骤得到的滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入硫酸溶液，通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件对其进行氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品。
本发明的有益效果：针对含铜渣物料处理工艺过程中杂质元素砷难处理、金属回收率低、环境污染严重等问题，本方法提出先将含铜渣中砷和铅、银等有价金属高效清洁分离，再回收含铜渣中铜。反应过程简洁快速、选择性强，能耗低、环境污染少、生产效率高，含铜渣中的铜可以实现高效浸出，金属分离彻底。相对于现行的含铜渣处理工艺技术及现有除砷方法存在的浸出率低、流程复杂、容易引入其他杂质、固液分离等问题，本方法在浸出铜之前通过碱性浸出使砷以砷酸钠沉淀的形式去除，实现高效清洁除砷，除砷效果好，浸出液中砷含量小于1g/L。再通过氧压酸浸回收铜，最终制成的硫酸铜产品，铜浸出率≥96%，同时含铜渣中的砷以砷渣的形式回收，避免了砷的二次污染。具有金属回收率高、生产成本低、高效清洁除砷、环境污染少等优点。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明保护范围。
如图1所示，本发明包括以下步骤：
A：破碎、细磨
将含铜渣用破碎机进行破碎，然后将破碎的含铜渣进行细磨，得到含铜渣粉料；
B：氧压碱浸
然后按照液固比5~10:1加入氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件对其进行氧化碱浸反应；出釜后经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属；
C：调pH
在浸出液中通过调节pH值，经过滤后得到滤液和固砷渣，固砷渣安全存放；
D：氧压酸浸
将C步骤得到的滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入硫酸溶液，通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度对其进行氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品。
步骤B中，所述加压氧化碱浸温度为70~100℃，反应时间为0.5~2h，压力为0.2~1MPa，搅拌速度为200~700r/min。
步骤B中，所述氧化介质采用氧气、双氧水等氧化物，所述氧气压力为0.2~1MPa。
步骤B中，所述氢氧化钠浓度为25~40g/L，液固比为5~10:1。
步骤C中，所述加入氢氧化钠调节pH值为：9~12。
步骤D中，所述加压氧化酸浸温度为80~120℃，反应时间为2.5~3h，压力为0.8~1.2MPa，搅拌速度为500~800r/min。
步骤D中，所述氧化介质采用氧气、双氧水等氧化物，所述氧气压力为0.8~1.2MPa。
步骤D中，所述硫酸浓度为150~300g/L，液固比为5:1。
实施例1
将含铜渣进行破碎细磨，得到含铜渣粉料，然后按照液固比5:1加入浓度为30g/L氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧气，在控制氧压为0.8MPa、浸出温度为100℃、浸出时间为1h、搅拌速度为200r/min的条件下进行加压氧化碱浸反应。到达浸出反应时间后，将加压氧化碱浸后的矿浆经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属。将得到的浸出液加入氢氧化钠溶液调节pH至9，经过滤后得到滤液和固砷渣，滤液中砷的含量为0.88g/L，固砷渣安全存放；将滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入浓度为200g/L硫酸溶液，通入氧气，在控制氧压为0.8MPa、浸出温度为100℃、浸出时间为2.5h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品，铜浸出率为96.1%。
实施例2
将含铜渣进行破碎细磨，得到含铜渣粉料，然后按照液固比5:1加入浓度为25g/L氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧气，在控制氧压为1.0MPa、浸出温度为80℃、浸出时间为1h、搅拌速度为400r/min的条件下进行加压氧化碱浸反应。到达浸出反应时间后，将加压氧化碱浸后的矿浆经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属。将得到的浸出液加入氢氧化钠溶液调节pH至9，经过滤后得到滤液和固砷渣，滤液中砷的含量为0.90g/L，固砷渣安全存放；将滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入浓度为200 g/L硫酸溶液，通入氧气，在控制氧压为0.8MPa、浸出温度为80℃、浸出时间为3h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品，铜浸出率为96.0%。
实施例3
将含铜渣进行破碎细磨，得到含铜渣粉料，然后按照液固比5:1加入浓度为40g/L氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧气，在控制氧压为1.0MPa、浸出温度为100℃、浸出时间为2h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化碱浸反应。到达浸出反应时间后，将加压氧化碱浸后的矿浆经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属。将得到的浸出液加入氢氧化钠溶液调节pH至9，经过滤后得到滤液和固砷渣，滤液中砷的含量为0.83g/L，固砷渣安全存放；将滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入浓度为200 g/L硫酸溶液，通入氧气，在控制氧压为1.2MPa、浸出温度为120℃、浸出时间为2.5h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品，铜浸出率为96.6%。
实施例4
将含铜渣进行破碎细磨，得到含铜渣粉料，然后按照液固比6:1加入浓度为35g/L氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧气，在控制氧压为1.0MPa、浸出温度为100℃、浸出时间为2h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化碱浸反应。到达浸出反应时间后，将加压氧化碱浸后的矿浆经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属。将得到的浸出液加入氢氧化钠溶液调节pH至9，经过滤后得到滤液和固砷渣，滤液中砷的含量为0.87g/L，固砷渣安全存放；将滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入浓度为200 g/L硫酸溶液，通入氧气，在控制氧压为1.2MPa、浸出温度为120℃、浸出时间为2.5h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品，铜浸出率为96.4%。
实施例5
将含铜渣进行破碎细磨，得到含铜渣粉料，然后按照液固比7:1加入浓度为35g/L氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧气，在控制氧压为0.4MPa、浸出温度为90℃、浸出时间为0.5h、搅拌速度为700r/min的条件下进行加压氧化碱浸反应。到达浸出反应时间后，将加压氧化碱浸后的矿浆经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属。将得到的浸出液加入氢氧化钠溶液调节pH至10，经过滤后得到滤液和固砷渣，滤液中砷的含量为0.91g/L，固砷渣安全存放；将滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入浓度为200 g/L硫酸溶液，通入氧气，在控制氧压为1.0MPa、浸出温度为110℃、浸出时间为3h、搅拌速度为800r/min的条件下进行加压氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品，铜浸出率为96.2%。
实施例6
将含铜渣进行破碎细磨，得到含铜渣粉料，然后按照液固比8：1加入浓度为30g/L氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧气，在控制氧压为0.6MPa、浸出温度为70℃、浸出时间为1.5h、搅拌速度为400r/min的条件下进行加压氧化碱浸反应。到达浸出反应时间后，将加压氧化碱浸后的矿浆经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属。将得到的浸出液加入氢氧化钠溶液调节pH至11，经过滤后得到滤液和固砷渣，滤液中砷的含量为0.98g/L，固砷渣安全存放；将滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入浓度为150 g/L硫酸溶液，通入氧气，在控制氧压为0.8MPa、浸出温度为90℃、浸出时间为3h、搅拌速度为500r/min的条件下进行加压氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品，铜浸出率为96.0%。
实施例7
将含铜渣进行破碎细磨，得到含铜渣粉料，然后按照液固比9：1加入浓度为35g/L氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧气，在控制氧压为1.0MPa、浸出温度为100℃、浸出时间为2h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化碱浸反应。到达浸出反应时间后，将加压氧化碱浸后的矿浆经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属。将得到的浸出液加入氢氧化钠溶液调节pH至9，经过滤后得到滤液和固砷渣，滤液中砷的含量为0.96g/L，固砷渣安全存放；将滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入浓度为180 g/L硫酸溶液，通入氧气，在控制氧压为1.2MPa、浸出温度为110℃、浸出时间为2.5h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品，铜浸出率为96.1%。
实施例8
将含铜渣进行破碎细磨，得到含铜渣粉料，然后按照液固比10：1加入浓度为40g/L氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧气，在控制氧压为1.0MPa、浸出温度为100℃、浸出时间为1.5h、搅拌速度为700r/min的条件下进行加压氧化碱浸反应。到达浸出反应时间后，将加压氧化碱浸后的矿浆经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属。将得到的浸出液加入氢氧化钠溶液调节pH至9，经过滤后得到滤液和固砷渣，滤液中砷的含量为0.92g/L，固砷渣安全存放；将滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入浓度为200 g/L硫酸溶液，通入氧气，在控制氧压为1.1MPa、浸出温度为80℃、浸出时间为2.5h、搅拌速度为600r/min的条件下进行加压氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品，铜浸出率为96.2%。

Claims (8)

1.一种含铜渣中高效清洁除砷的方法，包括以下步骤：
A：破碎、细磨
将含铜渣用破碎机进行破碎，然后将破碎的含铜渣进行细磨，得到含铜渣粉料；
B：氧压碱浸
然后按照液固比5~10:1加入氢氧化钠溶液形成混合物料；将混合物料加入加压釜中，通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度对其进行氧化碱浸反应；出釜后经过滤，得到含铅银的浸出渣和浸出液；将得到的浸出渣经过压滤后返回火法回收其中的铅、银、锑等有价金属；
C：调pH
在浸出液中通过调节pH值，经过滤后得到滤液和固砷渣，固砷渣安全存放；
D：氧压酸浸
将C步骤得到的滤液加入加压釜中，再按照液固比5:1加入硫酸溶液，通入氧化介质，并控制压力、浸出温度、搅拌速度的条件对其进行氧化酸浸反应；出釜后经过滤，滤液用于制备硫酸铜产品。
2.根据权利要求1所述的含铜渣中高效清洁除砷的方法，其特征在于步骤B中，所述加压氧化碱浸温度为70~100℃，反应时间为0.5~2h，压力为0.2~1MPa，搅拌速度为200~700r/min。
3.根据权利要求1所述的含铜渣中高效清洁除砷的方法，其特征在于步骤B中，所述氧化介质采用氧气、双氧水或压缩空气，所述氧气压力为0.2~1MPa。
4.根据权利要求1所述的含铜渣中高效清洁除砷的方法，其特征在于步骤B中，所述氢氧化钠浓度为25~40g/L，液固比为5~10:1。
5.根据权利要求1所述的含铜渣中高效清洁除砷的方法，其特征在于步骤C中，所述加入氢氧化钠调节pH值为：9~12。
6.根据权利要求1所述的含铜渣中高效清洁除砷的方法，其特征在于步骤D中，所述加压氧化酸浸温度为80~120℃，反应时间为2.5~3h，压力为0.8~1.2MPa，搅拌速度为500~800r/min。
7.根据权利要求1所述的含铜渣中高效清洁除砷的方法，其特征在于步骤D中，所述氧化介质采用氧气或双氧水，所述氧气压力为0.8~1.2MPa。
8.根据权利要求1所述的含铜渣中高效清洁除砷的方法，其特征在于步骤D中，所述硫酸浓度为150~300g/L，液固比为5:1。
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