CN108754167A - 一种铜冶炼烟尘高效分离铜砷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜冶炼烟尘高效分离铜砷的方法，属于湿法冶金技术领域。所述的方法包括：铜冶炼烟尘采用适量水、稀硫酸溶液或二段浸出液进行浆化，并进行常压浸出，烟尘中砷、铜、铁、锌和镉等的金属氧化物和盐类被浸出进入溶液，难以浸出的砷、铜等硫化物残存在渣中。浸出渣经加压浸出进一步提高砷、铜等浸出率，实现烟尘中铜、砷等的高效脱除与回收。本发明提供了一种方便快捷的铜冶炼烟尘高效脱除砷铜的方法，提高了铅铋渣品位，浸出液用于生产白砷或金属砷，并回收铜等有价金属。
Description
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，涉及一种铜冶炼烟尘分离铜砷的方法，得到砷产品同时提高了铅铋渣品位，避免了砷铜等对后续铅铋生产的影响。
背景技术
目前，世界上约80％的铜都产自火法冶炼过程。在铜火法冶炼工艺中，由于高温挥发和气流运动等作用，铜精矿中的铅、锌、铟、铋、镉和砷等在收尘系统被富集，得到铜冶炼烟尘。若将其直接返回熔炼系统，不仅大大增加熔炼炉原料杂质含量，恶化炉况，降低炉子的处理能力，而且砷、铋、锌等杂质的循环累积将直接影响电铜质量，此外，砷还将影响制酸触媒使用寿命，进而降低SO2转化率和硫酸产品质量。因此，为降低铜冶炼过程中的砷害，需将烟尘开路脱砷处理。
针对铜烟尘的脱砷预处理，国内外科研人员进行了大量的研究。现有的处理工艺主要是以高温处理为主的火法流程、以浸出为主的湿法流程以及以高温碱处理为特点的火法-湿法联合流程。火法流程(挥发焙烧法、还原焙烧法以及真空脱砷法)，早期因其操作较为简便，无需复杂的工艺流程，具有一定的广谱性，而被很多冶炼厂采用，主要缺点是脱砷不彻底，脱砷率不高，过程中产生的烟尘易产生二次污染。火法-湿法联合流程，是指在前期高温处理过程中加入纯碱或苏打将含砷氧化物转化为砷酸盐，再通过水浸将砷酸盐转入水溶液中。该种方法较传统火法而言减小了烟尘二次污染的程度，但仍不能避免少部分烟尘的产生。湿法流程(酸浸法、碱浸法以及氯化浸出法等)，虽然较火法流程不再产生烟尘类二次污染，但主要为单一浸出工艺，流程较长，产生的浸出液酸碱含量较高，不利于后续的萃取工艺流程，砷回收困难，试剂消耗量大，经济负荷沉重。且熔炼烟尘中尤其是闪速熔炼产出的烟尘中铜大量以硫化物形式存在，直接湿法浸出浸出率较低，铜进入铅渣中不仅造成资源的浪费，且对铅铋回收影响较大。
发明内容
本发明的目的是针对上述处理技术的不足，提供一种铜冶炼烟尘高效分离铜砷的方法，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铜冶炼烟尘高效分离铜砷的方法，包括以下步骤：
(1)将铜冶炼烟尘配制成矿浆与浸出剂混合，进行一段常压酸浸，得到一段浸出液和一段浸出渣；
(2)将步骤(1)得到的一段浸出渣进行二段高温富氧浸出，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回步骤(1)与铜冶炼烟尘进行一段常压酸浸；
(3)将步骤(1)得到的一段浸出液回收铜，得到铜渣和含砷溶液；
(4)将步骤(2)得到的二段浸出渣回收铅铋。
本发明的创新之处在于，将铜冶炼烟尘通过不同条件的两段浸出，分别实现不同的目的：一段常压酸浸采用较为温和的浸出条件，目的为浸出烟尘中易溶于酸的砷氧化物和铁氧化物，铁氧化物的温和浸出是本发明的关键，避免在后续的二段高温富氧浸出过程中砷与铁结合形成难溶的砷酸铁，促进了砷的浸出；二段高温富氧浸出采用高温富氧的浸出条件，目的为进一步浸出残存于一段浸出渣中的砷，并实现铜硫化物的浸出，既提高了铜冶炼烟尘中砷、铜的回收率，也提高了二段浸出渣中铅铋的纯度，有利于铅铋的回收。
进一步地，步骤(1)使用的浸出剂为硫酸、硝酸、盐酸等无机酸中的一种或多种混合酸，浸出的初始酸浓度优选5-200g/L，浸出温度为15-100℃，液固比为2-10:1，浸出时间为0.5-6小时。
进一步地，步骤(2)所述二段高温富氧浸出的浸出剂为硫酸、硝酸、盐酸等无机酸中的一种或多种混合酸，浸出的初始酸浓度5-200g/L，浸出温度为100-160℃，液固比为2-10:1，浸出时间为0.5-6小时，浸出的氧分压为2-10个标准大气压。
进一步地，经一段常压浸出后，铜冶炼烟尘中的砷浸出率大于60％、铁浸出率大于80％。一段常压浸出的目的为浸出烟尘中易溶于酸的砷氧化物和铁氧化物，在一段常压浸出中，部分铜、锌、镉等也会随之浸出。经一段常压浸出后，烟尘中的铁被浸出进入溶液，避免了二段高温富氧浸出过程中砷与铁结合形成难溶的砷酸铁，促进了砷的浸出。
进一步地，经二段高温富氧浸出后，残存于一段浸出渣中的砷进一步浸出，并实现铜硫化物的浸出。
进一步地，经两段浸出后，烟尘中砷的总浸出率大于85％。
进一步地，含砷浸出液可作为生产白砷、砷酸盐或进一步生产金属砷的原料，实现砷的资源化或无害化处置。
本发明中除另有说明的以外，比例、百分比均为质量比。
通过本发明提供的方法，可以高效分离铜冶炼烟尘中的铜砷，使铅铋富集于渣中，简化工艺流程，便于生产操作，易于实现工业化。
附图说明
图1本发明提供的铜冶炼烟尘高效分离铜砷的流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，列举以下实例，但对本发明的范围无任何限制。
实施例1
取铜冶炼烟尘100g，主要成分为铜12.57％、砷3.46％、铅15.52％、铋2.9％、锌14.97％、硫11.73％，加入500ml水进行浆化，浆化完毕后加入25g浓硫酸并置于85℃水浴锅中，开始一段常压浸出，反应2h。反应结束后，砷浸出率大于60％，浸出渣继续进行二段富氧加压浸出。控制加压浸出条件为：液固比5:1，初始酸度100g/L，反应温度150℃，氧分压5atm，反应时间2h。经两段浸出后，铜砷浸出率均大于90％，铅铋富集在浸出渣中，浸出液经还原后，结晶制取白砷。
实施例2
取铜冶炼烟尘500g，主要成分为铜11.52％、砷13.71％、铅20.78％、锌1.91％、铁1.45％、铋3.13％、硫5.45％，按液固比4:1，温度85℃，初始硫酸浓度5％，反应时间2h条件进行一段常压浸出，铜砷浸出率可达90％以上。液固分离后，一段浸出渣进行二段加压浸出，控制加压浸出条件为：液固比4:1，初始酸度120g/L，反应温度140℃，氧分压3atm，反应时间2h。经两段浸出后，铜砷浸出率均大于95％，实现了砷的高效脱除。
Claims (7)
1.一种铜冶炼烟尘高效分离铜砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铜冶炼烟尘配制成矿浆与浸出剂混合，进行一段常压酸浸，得到一段浸出液和一段浸出渣；
(2)将步骤(1)得到的一段浸出渣进行二段高温富氧浸出，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回步骤(1)与铜冶炼烟尘进行一段常压酸浸；
(3)将步骤(1)得到的一段浸出液回收铜，得到铜渣和含砷溶液；
(4)将步骤(2)得到的二段浸出渣回收铅铋。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)使用的浸出剂为硫酸、硝酸、盐酸中的一种或多种混合酸，浸出的初始酸浓度5-200g/L，浸出温度为15-100℃，液固比为2-10:1，浸出时间为0.5-6小时。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的二段加压富氧浸出，浸出剂为硫酸、硝酸、盐酸中的一种或多种混合酸，浸出的初始酸浓度5-200g/L，浸出温度为100-160℃，液固比为2-10:1，浸出时间为0.5-6小时，浸出的氧分压为2-10个标准大气压。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，经一段常压酸浸后，铜冶炼烟尘中的砷浸出率大于60％、铁浸出率大于80％。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，经二段高温富氧浸出后，残存于一段浸出渣中的砷进一步浸出，并实现铜硫化物的浸出。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经两段浸出后，烟尘中砷的总浸出率大于85％。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，含砷溶液作为生产白砷、砷酸盐或进一步生产金属砷的原料，实现砷的资源化或无害化处置。
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