CN107739841A - 一种从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，包括以下步骤：（1）预处理，对含砷高铜浮渣进行筛分,得到细产物和粗产物，并将细产物磨细；（2）氧压酸浸，将步骤（1）得到的细产物进行氧压酸浸，获得浸出液和浸出渣；（3）氧压固砷，将步骤（2）获得的浸出液在氧压的条件下，加入菱铁矿，获得固砷后液和沉砷渣；（4）旋流电积，对固砷后液进行旋流电积，获得电积后液和黑铜渣，黑铜渣经火法熔铸后得到粗铜。本发明提供的从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，将菱铁矿用于除砷可降低溶液酸度，成本较低，能够促进硫酸铁的生成，降低砷酸铁的溶解度，除砷率高，且反应过程不产生氢气，消除了爆炸带来的安全隐患。

Description

一种从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法
技术领域
本发明涉及矿物加工技术领域，尤其是涉及一种含砷高铜浮渣的回收处理方法。
背景技术
粗铅精炼浮渣中含有10%（质量百分比）左右的铜，目前大都采用反射炉处理含铜浮渣，反射炉熔炼得到粗铅、砷冰铜、烟尘，每处理1吨含砷高铜浮渣需要经费1000元以上，成本较高，并且得到的砷冰铜由于含砷高，铅、铜、金、银等有价金属的计价系数低，同时砷冰铜中的砷会加重铜冶炼厂的污染程度。
公布号为CN 106048251 A的发明专利申请公开了一种清洁高效处理砷冰铜的工艺方法，对砷冰铜进行氧压酸浸，用单质铁、硫酸铁、硫酸亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁或氧化亚铁作为含铁物质沉砷。其存在如下一些问题：①单质铁与硫酸反应的过程中会产生氢气，有爆炸风险。②使用硫酸铁和硫酸亚铁存在不能降低溶液中硫酸浓度的问题，而溶液中硫酸的浓度又是影响除砷率的关键因素。③三氧化二铁和四氧化三铁在低硫酸浓度的条件下与硫酸反应缓慢，导致固砷时间过长、铁利用率低、能耗大。④单质铁、硫酸铁、硫酸亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁或氧化亚铁普遍价格较高，用它们来除砷存在成本太高的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种除砷率高、成本较低，安全且能够缩短反应时间的从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种从含砷高铜浮渣中分离砷回收铜的方法，包括以下步骤：（1）预处理，对含砷高铜浮渣进行筛分,得到细产物和粗产物，并将细产物磨细；（2）氧压酸浸，将步骤（1）得到的细产物进行氧压酸浸，获得浸出液和浸出渣；（3）氧压固砷，将步骤（2）获得的浸出液在氧压的条件下，加入菱铁矿，获得固砷后液和沉砷渣；（4）旋流电积，对固砷后液进行旋流电积，获得电积后液和黑铜渣，黑铜渣经火法熔铸后得到粗铜。
优选地，氧压浸出技术条件：液固比（质量体积比）为2.5~6：1，溶液始酸浓度为100g/L~150g/L，温度为150℃，时间为4~8小时，氧压为0.8~1.2MPa。
优选地，氧压固砷技术条件:温度150℃，氧压为0.7~1.2MPa，时间为2~4小时，溶液终点pH为1.0~1.5，菱铁矿加入量为生成砷酸铁理论量的1.8~2.1倍。
进一步，将步骤（1）获得的粗产物进行粗铅精炼，再次生产含砷高铜浮渣。
进一步，将步骤（2）获得的浸出渣返铅系统回收铅、金、银及剩余的铜。
进一步，将步骤（3）获得的沉砷渣加水泥固化处理。
优选地，步骤（3）所用的菱铁矿的含铁量在30%（质量百分比）以上。
进一步，将步骤（4）获得的电积后液作为酸液返回氧压酸浸。
本发明的有益效果：
本发明提供的从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，将菱铁矿用于除砷可降低溶液酸度，成本较低，能够促进硫酸铁的生成，降低砷酸铁的溶解度，除砷率高，且反应过程不产生氢气，消除了爆炸带来的安全隐患。
附图说明
图1—具体实施方式提供的一种从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法示意图。
具体实施方式
1含砷高铜浮渣的成份
Pb为74.48%（质量百分比），As为4.31%（质量百分比），Cu为7.46（质量百分比），Fe为0.1015%（质量百分比），Au为17.4g/t，Ag为3868g/t。
2含砷高铜浮渣预处理
用40目筛的对含砷高铜浮渣进行筛分。筛下的细产物进一步磨细，要求96%以上的物料能够通过120目筛。
筛上的粗产物再返粗铅火法精炼生产含砷高铜浮渣。
3氧压酸浸
3.1氧压酸浸技术条件
采用硫酸作为酸液。
其中固液比为质量体积比，即mL：g。
3.2氧压酸浸试验结果
3.2.1氧压产物化验成份表
浸出渣的百分比均为质量百分比。
3.2.2含砷高铜浮渣各种成份浸出率或固渣率
3.3试验结果分析
含砷高铜浮渣氧压酸浸只有砷、铜被浸出，进入浸出液；铅、金、银几乎不被浸出，停留在浸出渣中。没有被浸出的铜在返回铅冶炼的过程中也会被回收，因此，通过氧压酸浸工艺对含砷高铜浮渣进行处理，金、银、铅的综合回收率高，经济效益好。
3.4获得的浸出渣送入返铅系统，回收铅、金、银及剩余的铜。
4氧压固砷
4.1氧压固砷技术条件
4.2氧压固砷产物成份表
浸出渣的百分比均为质量百分比。
4.3氧压固砷固砷率
各实施例，浸出液中的砷被固化在沉砷渣（砷酸铁、二氧化硅的混合渣）中，砷固化率较高，均在90%（质量百分比）以上。
4.4将获得的沉砷渣加水泥固化处理。
4.5菱铁矿氧压固砷试验结果分析
由于菱铁矿中含有较多的二氧化硅，导致沉砷渣（砷酸铁、二氧化硅的混合渣）中二氧化硅含量高达30.77%（质量百分比）。将沉砷渣（砷酸铁、二氧化硅的混合渣）加水泥固化，有利于得到强度、密度较高的水泥块。由于菱铁矿是原生铁矿石，来源广泛、价格低廉，因此加菱铁矿氧压固砷有成本优势。为了尽可能降低沉砷渣的量，减少填埋的费用，可选用含铁在30%以上的菱铁矿。
5旋流电积
对固砷后液进行旋流电积，得到黑铜渣及电积后液，黑铜渣经火法熔铸得粗铜，电积后液再返回至氧压酸浸，酸液利用率高。
整个工艺不产生废水，只产生废渣（砷酸铁、二氧化硅混合渣）。
本发明的工作原理：
含砷高铜浮渣经氧压酸浸后，获得含铜、砷的浸出液，氧压固砷阶段向浸出液加入自然界存在的易溶的铁化合物，尽可能彻底分离浸出液中的砷，得到含砷较低的固砷后液及含砷高的沉砷渣，通过对固砷后液进行旋流电积回收铜。
氧压酸浸产生的浸出渣返回火法炼铅厂使用，使其中铅、金、银、铜都得到很好回收；沉砷渣加水泥作固化处理；电积后液作为酸液返回入氧压酸浸工序使用。
氧压固砷阶段，铁化合物采用菱铁矿。菱铁矿用于除砷有五个方面的优势，第一是菱铁矿可降低溶液的酸度；第二是菱铁矿可在与硫酸反应的过程中提供铁离子；第三是菱铁矿是天然矿石价格低；第四是菱铁矿除碳酸亚铁外其它主要成份为二氧化硅，二氧化硅有助于降低固砷渣的水份；第五是菱铁矿中能溶于硫酸中的杂质成份较少，溶液中不会有杂质积累的问题。
菱铁矿的主要成份为碳酸亚铁，当浸出液的硫酸浓度降至50g/L以下时，菱铁矿能够与硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁再与砷酸根起反应生成砷酸铁沉淀。砷酸铁在溶液中的溶解度与溶液酸度有关，酸度越大砷酸铁的溶解度越大，反之则越少。即菱铁矿降低浸出液的酸度，一方面促进了硫酸铁的生成，另一方面降低砷酸铁的溶解度，有利于砷酸铁从溶液中分离。
本发明可降低含砷高铜浮渣的处理成本，提高铅、金、银、铜的回收率，提高处理含砷高铜浮渣的经济效益，降低冶炼厂砷污染的程度。本发明充分利用天然矿物菱铁矿中碳酸亚铁易溶于稀硫酸的特性，降低浸出液中硫酸的浓度及补充浸出液沉砷所需要的三价铁离子。利用价格低廉的菱铁矿可以降低沉砷的成本，利用菱铁矿中的二氧化硅可以降低沉砷渣的水份。

Claims (8)

1.一种从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）预处理，对含砷高铜浮渣进行筛分,得到细产物和粗产物，并将细产物磨细；（2）氧压酸浸，将步骤（1）得到的细产物进行氧压酸浸，获得浸出液和浸出渣；（3）氧压固砷，将步骤（2）获得的浸出液在氧压的条件下，加入菱铁矿，获得固砷后液和沉砷渣；（4）旋流电积，对固砷后液进行旋流电积，获得电积后液和黑铜渣，黑铜渣经火法熔铸后得到粗铜。
2.如权利要求1所述从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，其特征在于，所述氧压浸出技术条件为：液固比（质量体积比）为2.5~6：1，溶液始酸浓度为100g/L~150g/L，温度为150℃，时间为4~8小时，氧压为0.8~1.2MPa。
3.如权利要求1或2所述从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，其特征在于，所述氧压固砷技术条件为:温度150℃，氧压为0.7~1.2MPa，时间为2~4小时，溶液终点pH为1.0~1.5，菱铁矿加入量为生成砷酸铁理论量的1.8~2.1倍。
4.如权利要求1或2所述从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，其特征在于，将步骤（1）获得的粗产物进行粗铅精炼，再次生产含砷高铜浮渣。
5.如权利要求1或2所述从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，其特征在于，将步骤（2）获得的浸出渣返铅系统回收铅、金、银及剩余的铜。
6.如权利要求5所述从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，其特征在于，将步骤（3）获得的沉砷渣加水泥固化处理。
7.如权利要求1或2所述从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，其特征在于，步骤（3）所用的菱铁矿的含铁量在30%（质量百分比）以上。
8.如权利要求1或2所述从含砷高铜浮渣中分离砷、回收铜的方法，其特征在于，将步骤（4）获得的电积后液作为酸液返回氧压酸浸。
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