CN107502753A

CN107502753A - 一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法

Info

Publication number: CN107502753A
Application number: CN201710194470.XA
Authority: CN
Inventors: 张福元; 黄平峰; 陈俊华; 常新锁
Original assignee: HENAN ZHONGYUAN GOLD SMELTERY CO Ltd
Current assignee: HENAN ZHONGYUAN GOLD SMELTERY CO Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2017-12-22

Abstract

本发明公开了一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法，包括下述内容：铜冶炼白烟尘用稀酸做浸出剂，经一次酸性浸出或两次以上的逆流浸出，固液分离后得到酸浸渣和酸浸液；酸浸渣主要有价元素金、银、铅、铂、钯等，可根据金属铅品位高低进一步返回火法铜冶炼系统或返入铅冶炼系统；酸浸液主要成分铜和砷，并含有少量锌、铁、钙、镁等杂质，酸浸液采用萃取工艺得到较为纯净的硫酸铜溶液，通过电积工艺生产阴极铜产品，萃余液分别用石灰石和石灰乳中和，得到石膏和砷酸钙，中和水返回酸浸循环使用。

Description

一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法

技术领域

本发明涉及湿法冶炼技术领域，具体为一种铜冶炼过程中产生白烟尘的湿法处理工艺，为一种各种含铜和砷的有色冶炼白烟尘酸浸萃取除杂方法。

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不足，本发明目的在于提供一种能把烟尘中的砷处理变成无毒或低毒且性质稳定的化合物，同时回收其中铜及铅、金、银等有价金属的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法，包括以下步骤：

（1）、白烟尘一次酸浸或两次逆流浸出：把白烟尘和二次浸出液按比例混合，搅拌加热浸出，固液分离后得到酸浸液和滤饼，滤饼加水打浆后加入硫酸、盐酸或硫酸盐酸混合酸，继续搅拌加热浸出，固液分离得到二次浸出液和酸浸渣；

（2）、酸浸液萃取铜：用LIX984或LIX973萃取剂，对酸浸液两次顺流或逆流萃取，负载有机相用电积后液反萃后得到富铜液，富铜液电积产阴极铜板；

（3）、萃余液中和除杂：萃余液通过石灰石粉控制矿浆pH进行中和处理，固液分离后得到石膏渣和滤液，滤液再用石灰乳中和，过滤得到砷酸钙和滤液，滤液可作为生产用水返回酸浸。

白烟尘用硫酸进行两次逆流浸出；一次浸出条件为，液固比为1～6:1，浸出温度为25～95℃，酸为硫酸、盐酸或二者混合酸，酸度控制pH=0-5；二次浸出条件为，液固比为1-3:1，酸为硫酸、盐酸或二者混合酸，酸度pH=0-5，浸出温度为25～95℃。

萃取剂为LIX984、LIX973，采用两萃两反工艺，萃取相比O/A=1.0-1.5/1；反萃剂H₂SO₄浓度160～220g/L，Cu²⁺浓度15～40g/L，反萃O/A=1.0/1.0-0.8，反萃和萃取逆流进行。

萃余液两次中和，首次用石灰石中和至pH=1.0-2.5后稳定1-5h，固液分离产出石膏；二次用石灰乳中和至PH=8-10后稳定1-5h，固液分离后产出砷酸钙和中和水。

积极有益效果：用本发明工艺技术方案所述第1项白烟尘两次逆流浸出的方法，可以使白烟尘中铜的浸出率达到80～95%，使砷的浸出率达到80～95%，金、银、铅等金属不浸出；用本发明工艺技术方案所述第3项中和除杂的方法，得到的石膏可用于生产建筑材料，得到砷酸钙可在粘接剂作用下做成免烧砖。

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：

一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法，包括以下步骤：

1、白烟尘两次逆流浸出：

把白烟尘和二次浸出液按液固比1～6:1混合，搅拌加热至25～95℃浸出，然后过滤，滤液即为酸浸液，滤饼按液固比1-3:1加水打浆，加入硫酸或盐酸使pH=0-5，继续搅拌加热至25～95℃浸出，然后过滤并用水洗涤滤饼，滤液是二次浸出液返回一次浸出，滤饼是酸浸渣。

2、酸浸液萃取铜：

酸浸液控制铜离子浓度1.0-25g/L，与一次空载萃取剂按相比1.0～1.5:1进入一次萃，相分离后，一次萃余液和二次空载萃取剂按相比1.0～1.5:1进入二次萃取，相分离后，二次萃余液去中和除杂；反萃用电积后液和二次负载有机相进入一次反萃，相分离后，空载有机相进行二次萃取，一次反萃液和一次负载有机相进入二次反萃，相分离后，一次空载有机相进行一次萃取，二次反萃液去电积生产阴极铜，电积后液再去反萃，反萃电积系统形成闭路循环。为满足电积的要求，反萃的工艺指标为：电积后液H₂SO₄浓度160～220g/L，Cu²⁺浓度15-40g/L；二次反萃液Cu²⁺浓度40-45g/L。

3、萃余液中和除杂：

二次萃余液搅拌下用石灰石粉中和，调节至pH=1.0-2.5，反应1-5h，滤饼主要成分为石膏，滤液再用石灰乳中和调节至pH=8-10，过滤得到砷酸钙，滤液返回酸浸循环使用。

实施例1

称取500g白烟尘，加入装有3000ml水的烧杯中，搅拌加热，保温95℃浸出1h，过滤后滤饼加1500ml水搅拌打浆，加入98%硫酸25ml，再加热保温95℃浸出1h，过滤后滤饼用1200ml水洗涤，滤液和洗液合并得3100ml二次浸出液。在二次浸出液加入500g白烟尘，重复前面的浸出过程，得到酸浸液2960ml，酸浸渣（烘干）171.2g和约3000ml二次浸出液（二次浸出液可继续循环使用）。酸浸液铜浓度为31.44g/L，砷浓度为19.55g/L。

把LIX984萃取剂和260号煤油按1:4稀释，取1L分液漏斗二个，一个装入萃取剂400ml,编号1#，另一个装入萃取剂300ml,编号2#。把酸浸液用水按1:1稀释，取250ml加入1#分液漏斗中（相比O/A=1.6:1），激烈摇晃5分钟使油水相充分接触，静置约5-30分钟后相分离，萃余液放入2#分液漏斗中（相比O/A=1.2:1），摇晃2#漏斗5分钟，静置分层后，放出二次萃余液。取电积后液300ml，加入2#分液漏斗中，激烈摇晃5分钟，静置分层后，反萃液放入1#分液漏斗中，再激烈摇晃1#漏斗5分钟，静置分层后，放出二次反萃液。用1#及2#分液漏斗反复进行萃取及反萃的操作，分别得到二次萃余液约1000ml及二次反萃液约1200ml。

取500ml二次萃余液于1L烧杯中，搅拌，加入细度100目的石灰石粉末，调节PH=2.0，过滤，用约100ml水洗涤滤饼；滤液再装入烧杯中，边搅拌边用石灰乳调节PH=10，再过滤，滤液取样分析。

实施例2

称取500g白烟尘，加入装有2500ml水的烧杯中，搅拌加热，保温90℃浸出120分钟，过滤，滤饼加1500ml水搅拌打浆，加入盐酸20.8ml，再加热保温90℃浸出120分钟，过滤，滤饼用900ml水洗涤，滤液和洗液合并得2530ml二次浸出液。在二次浸出液加入500g白烟尘，重复前面的浸出过程，得到酸浸液2550ml，酸浸渣（烘干）176.85g和约2500ml二次浸出液（二次浸出液可继续循环使用）。酸浸液铜为29.15g/L，砷浓度为25.6g/L。

把LIX973萃取剂和260号煤油按1:4稀释，取1L分液漏斗二个，一个装入萃取剂375ml,编号1#，另一个装入萃取剂275ml,编号2#。一次萃取的相比为1.5:1，二次萃取的相比为1.1:1，其他实施方法及条件同实施例一，得到二次萃余液约1000ml及二次反萃液约1200ml。

二次萃余液的中和除杂方法同实施例1。

实施例3

称取500g白烟尘，加入装有2000ml水的烧杯中，搅拌加热，保温85℃浸出180分钟，过滤，滤饼加1500ml水搅拌打浆，加入1:1硫酸盐酸混酸12.5ml，再加热保温85℃浸出180分钟，过滤，滤饼用600ml水洗涤，滤液和洗液合并得2010ml二次浸出液。在二次浸出液加入500g白烟尘，重复前面的浸出过程，得到酸浸液2020ml，酸浸渣（烘干）192.5g和约2000ml二次浸出液（二次浸出液可继续循环使用）。酸浸液铜为26.15g/L，砷浓度为36.35g/L。

把LIX984萃取剂和260号煤油按1:4稀释，取1L分液漏斗二个，一个装入萃取剂350ml,编号1#，另一个装入萃取剂300ml,编号2#。改变一次萃取的相比为1.4:1，二次萃取的相比为1.2:1，其他实施方法及条件同实施例一，得到二次萃余液约1000ml及二次反萃液约1200ml。

二次萃余液的中和除杂方法同实施例1。

表1 白烟尘各元素成分表

元素	Cu(%)	As(%)	Pb(%)	Au(g/t)	Ag(g/t)
						实施例一	20.32	12.68	8.65	21.51	125.2
实施例二	15.65	14.37	11.23	18.32	102.3
						实施例三	10.78	15.88	17.5	6.5	88.58

表2 酸浸渣各元素成分表

元素	Cu(%)	As(%)	Pb(%)	Au(g/t)	Ag(g/t)
						实施例一	4.75	3.34	25.15	61.5	369.6
实施例二	2.12	3.74	31.62	52.8	285.5
						实施例三	0.58	3.09	45.81	16.95	233.2

表3 电积后液各元素成分表

元素	Cu(g/L)	As(g/L)	Fe(g/L)	Zn(g/L)	H₂SO₄(g/L)
						实施例一	31.52	0.06	0.05	0.03	205
实施例二	31.52	0.06	0.05	0.03	205
						实施例三	31.52	0.06	0.05	0.03	205

表4 二次反萃液各元素成分表

元素	Cu(g/L)	As(g/L)	Fe(g/L)	Zn(g/L)	H₂SO₄(g/L)
						实施例一	44.35	0.07	0.05	0.03	185
实施例二	43.49	0.06	0.05	0.04	186.5
						实施例三	42.35	0.07	0.05	0.03	188

表5 二次萃余液各元素成分表

元素	Cu(g/L)	As(g/L)	Fe(g/L)	Zn(g/L)
					实施例一	0.12	9.85	1.05	1.35
实施例二	0.18	12.72	0.88	1.18
					实施例三	0.05	18.2	1.28	1.37

表6 萃余液净化水各元素成分表

元素	Cu(g/L)	As(g/L)	Fe(g/L)	Zn(g/L)
					实施例一	未检出
实施例二	未检出
					实施例三	未检出

从以上三个实施例可以看出，不同成分的白烟尘用硫酸两次逆流浸出后，铜和砷的浸出率都在90%以上，获得经过除砷的富集铅金矿；酸浸液用萃取剂两次萃取后，萃余液含铜低于0.2g/L，铜的萃出率大于98%，反萃后获得纯净的硫酸铜溶液，完全满足用于电积的指标要求；萃余液经过石灰石和石灰乳两次中和并过滤后，绝大部分的杂质沉淀分离，获得的净化水满足酸浸及稀释的要求，使系统能实现自身水平衡，不外排废水。

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

1.一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法，其特征在于：白烟尘用硫酸进行两次逆流浸出；一次浸出条件为，液固比为1～6:1，浸出温度为25～95℃，酸为硫酸、盐酸或二者混合酸，酸度控制pH=0-5；二次浸出条件为，液固比为1-3:1，酸为硫酸、盐酸或二者混合酸，酸度pH=0-5，浸出温度为25～95℃。

3.根据权利要求1所述的一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法，其特征在于：萃取剂为LIX984、LIX973，采用两萃两反工艺，萃取相比O/A=1.0-1.5/1；反萃剂H₂SO₄浓度160～220g/L，Cu²⁺浓度15～40g/L，反萃O/A=1.0/1.0-0.8，反萃和萃取逆流进行。

4.根据权利要求1所述的一种铜冶炼白烟尘酸浸萃取除杂的方法，其特征在于：萃余液两次中和，首次用石灰石中和至pH=1.0-2.5后稳定1-5h，固液分离产出石膏；二次用石灰乳中和至PH=8-10后稳定1-5h，固液分离后产出砷酸钙和中和水。