CN110331300A

CN110331300A - 一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法

Info

Publication number: CN110331300A
Application number: CN201910578192.7A
Authority: CN
Inventors: 崔志祥; 王海滨; 王智; 高中学; 雒庆堂; 蔺庆武; 崔文昭; 边瑞民; 陈永鑫
Original assignee: DONGYING LUFANG METAL MATERIAL Co Ltd; DONGYING FANGYUAN NONFERROUS METALS Co Ltd
Current assignee: DONGYING LUFANG METAL MATERIAL Co Ltd; DONGYING FANGYUAN NONFERROUS METALS Co Ltd
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2019-10-15

Abstract

本发明公开了一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法，通过污酸和烟尘混合浸出，同时通入空气，砷富集到浸出液中；浸出液加入硫化剂，沉淀硫化铜和沉铜后液；沉铜后液通入二氧化硫或铜冶炼净化后烟气，进行砷还原，同时冷却降温，结晶析出三氧化二砷，经分离得到三氧化二砷和沉砷后液；沉砷后液返浸出工序富集其他有价金属，富集到一定程度再进一步处理提取其他有价金属元素；本发明属于有色冶金领域，本发明实现了铜冶炼污酸和烟尘源头联合处理，减少砷的分散，降低含砷中间产物的产生，提高砷的直收率，砷以三氧化二砷产品进行开路；具有工艺简单、可资源化利用、安全、环保等优点。

Description

一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法

技术领域

本发明涉及一种提取砷的方法，具体为一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法，属于有色冶金领域。

背景技术

目前，矿产铜冶炼的原料主要为硫化铜精矿，而硫化铜精矿富矿越来越少，硫化铜精矿中含砷日趋提高。铜冶炼过程中，砷主要进入冶炼烟气，其中一部分进入烟气净化产生的污酸，一部分进入冶炼烟尘。随着铜冶炼技术的创新发展，冶炼过程中除砷的能力显著提高，污酸和烟尘中砷的含量越来越高。

污酸和烟尘的分别处理已经有了较成熟的工艺，现有技术中污酸通常采用中和硫化工艺，产出硫化砷渣。烟尘采用硫酸浸出，钙化处理，产出砷酸钙渣。硫化砷渣和砷酸钙渣产出量大且均是危险废物，需要专业机构处置，处理费用高昂。硫化砷渣和砷酸钙还含有大量的有价元素，直接返回冶炼流程，导致砷在系统中富集，对冶炼造成极大的危害，砷需进行开路处理。面对日趋严格的环保标准，如何处理各种含砷危险废物，已成为威胁有色冶金行业生存的重大问题，开发先进有效的污酸和烟尘处理办法极为迫切。

目前针对硫化砷渣和烟尘已经有联合处理的技术方案，针对污酸和烟尘的联合处理也已经有了新的工艺技术。CN101037725 治理铜冶炼工业砷污染的方法，公布了一种将铜冶炼烟尘硫酸浸出液与污酸硫化砷渣联合处理，分离有价金属，产出三氧化二砷，将砷产品化，解决了砷的开路问题。但是污酸需要进行硫化处理，并且只利用了硫化砷渣，污酸硫化后液仍需进一步处理；烟尘需要进行硫酸浸出。整个工艺流程较长，未从污酸和烟尘源头直接联合处理。CN105950874B一种铜冶炼烟灰与污酸联合处理的方法、CN107459166A 一种污酸中酸的资源化利用及砷的固化方法，这两个方法是将污酸和烟尘联合处理，但砷以硫化砷、砷酸铁的形式进行开路，没有根本解决含砷危险废物的开路问题。

发明内容

为了解决污酸和烟尘联合处理的问题，本发明提出一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法，其特征在于：通过污酸和烟尘混合浸出，同时通入空气，砷富集到浸出液中；浸出液加入硫化剂，沉淀硫化铜和沉铜后液；沉铜后液通入二氧化硫或铜冶炼净化后烟气，进行砷还原，同时冷却降温，结晶析出三氧化二砷，经分离得到三氧化二砷和沉砷后液；沉砷后液返浸出工序富集其他有价金属，富集到一定程度再进一步处理提取其他有价金属元素。

其具体步骤为：

（1）氧化浸出：污酸和烟尘按液固比（液体体积L与固体重量Kg之比）1:1~10:1进行浆化，温度控制在60℃~90℃，通入空气，空气流速为1 L/min~10L/min，氧化浸出4h~6h，反应结束后进行固液分离得到浸出液和滤渣，浸出液进入下一工序，滤渣去进一步回收铅铋；

（2）硫化沉铜：按照浸出液含铜量与硫化剂的硫的摩尔比为1:1.1~1:1.3，向浸出液中加入硫化剂溶液，温度控制在70℃~90℃，反应1h~2h，反应结束后进行固液分离得到沉铜后液和硫化铜，沉铜后液进入下一工序，硫化铜去铜冶炼回收铜；

（3）还原沉砷：沉铜后液通入二氧化硫或铜冶炼净化后烟气，同时冷却降温，进行还原沉砷，温度冷却至10℃，反应8h~10h，反应结束后进行固液分离得到三氧化二砷和沉砷后液。沉砷后液返回浸出工序，待其他有价金属元素富集到一定浓度进行开路，然后进行回收。

所述污酸为铜冶炼烟气净化产生的酸液，主要含有Cu 0.5 g/L~2 g/L、As 1 g/L~10 g/L、H2SO4 60 g/L~200 g/L。

所述烟尘为铜冶炼烟气处理后产生的烟尘，主要含有 Cu 1%~15%、As 1%~10%、Pb1%~20%、Bi 0.1%~5%、Zn 0.1%~5%。

所述硫化剂为H₂S、Na₂S、NaHS。

所述铜冶炼净化后烟气，SO₂浓度为8%~15%。

本发明的有益效果是：

本发明采用污酸和烟尘联合处理的方式，综合解决铜冶炼含砷产物中砷的环保问题，将需要开路的砷生产为三氧化二砷产品。另外为回收铜、铅、锌等有价元素创造了有利条件。

本发明利用铜冶炼污酸和烟尘的联合处理，实现以废治废，达到节能减排循环发展的效果。本发明采用全湿法工艺避免了火法带来的大规模污染以及砷直收率不高的问题，整个工艺基本上无三废排放，所有资源得到最大效率利用，所得产物均便于后续的处理和加工。本发明合理的工序搭配、通过严格控制每个工序的条件参数，使砷得以安全处置，达到了环保、经济、节能等目的，实现砷的无害化和资源利用最大化。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

以国内某铜冶炼厂污酸和烟尘为例，原料主要成分见下表：

名称	Cu	As	H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
				污酸（g/L）	1.56	5.35	120
烟尘（wt%）	11.24	4.99	-

实施例1

1.氧化浸出

污酸和烟尘按液固比（液体体积L与固体重量Kg之比）3:1进行浆化，温度80℃，通入空气，空气流速为3 L/min，氧化浸出4h，反应结束后进行固液分离得到浸出液和滤渣，浸出液进入下一工序，滤渣去进一步回收铅铋。铜和砷的浸出率分别95.5%和94.1%。

2.硫化沉铜

按照浸出液含铜量与硫化剂的硫的摩尔比为1:1.1，向浸出液中加入硫化钠溶液，温度70℃，反应2h，反应结束后进行固液分离得到沉铜后液和硫化铜，沉铜后液进入下一工序，硫化铜去铜冶炼回收铜。铜和砷沉淀率分别为98.3%和0.1%。

3.还原沉砷

沉铜后液通入二氧化硫或铜冶炼净化后烟气，同时冷却降温，进行还原沉砷，温度冷却至10℃，反应10h，反应结束后进行固液分离得到三氧化二砷和沉砷后液。沉砷后液含砷为11g/L。三氧化二砷含砷72.06%。砷直收率和回收率分别达到71.21%，93.32%。

实施例2

1.氧化浸出

污酸和烟尘按液固比（液体体积L与固体重量Kg之比）4:1进行浆化，温度90℃，通入空气，空气流速为4 L/min，氧化浸出5h，反应结束后进行固液分离得到浸出液和滤渣，浸出液进入下一工序，滤渣去进一步回收铅铋。铜和砷的浸出率分别95.8%和94.3%。

2.硫化沉铜

按照浸出液含铜量与硫化剂的硫的摩尔比为1:1.2，向浸出液中加入硫化钠溶液，温度80℃，反应1h，反应结束后进行固液分离得到沉铜后液和硫化铜，沉铜后液进入下一工序，硫化铜去铜冶炼回收铜。铜和砷沉淀率分别为99.1%和0.5%。

3.还原沉砷

沉铜后液通入二氧化硫或铜冶炼净化后烟气，同时冷却降温，进行还原沉砷，温度冷却至10℃，反应9h，反应结束后进行固液分离得到三氧化二砷和沉砷后液。沉砷后液含砷为12g/L。三氧化二砷含砷72.15%。砷直收率和回收率分别达到70.18%，94.58%。

实施例3

1.氧化浸出

污酸和烟尘按液固比（液体体积L与固体重量Kg之比）5:1进行浆化，温度90℃，通入空气，空气流速为5 L/min，氧化浸出6h，反应结束后进行固液分离得到浸出液和滤渣，浸出液进入下一工序，滤渣去进一步回收铅铋。铜和砷的浸出率分别96.3%和95.7%。

2.硫化沉铜

按照浸出液含铜量与硫化剂的硫的摩尔比为1:1.2，向浸出液中加入硫化钠溶液，温度70℃，反应1h，反应结束后进行固液分离得到沉铜后液和硫化铜，沉铜后液进入下一工序，硫化铜去铜冶炼回收铜。铜和砷沉淀率分别为98.9%和0.1%。

3.还原沉砷

沉铜后液通入二氧化硫或铜冶炼净化后烟气，同时冷却降温，进行还原沉砷，温度冷却至10℃，反应10h，反应结束后进行固液分离得到三氧化二砷和沉砷后液。沉砷后液含砷为10g/L。三氧化二砷含砷72.11%。砷直收率和回收率分别达到72.3%，95.77%。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法，其特征在于：通过污酸和烟尘混合浸出，同时通入空气，砷富集到浸出液中；浸出液加入硫化剂，沉淀硫化铜和沉铜后液；沉铜后液通入二氧化硫或铜冶炼净化后烟气，进行砷还原，同时冷却降温，结晶析出三氧化二砷，经分离得到三氧化二砷和沉砷后液；沉砷后液返浸出工序富集其他有价金属，富集到一定程度再进一步处理提取其他有价金属元素。

其具体步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法，其特征在于：所述污酸为铜冶炼烟气净化产生的酸液，主要含有Cu 0.5 g/L~2 g/L、As 1 g/L~10 g/L、H2SO4 60 g/L~200 g/L。

3.根据权利要求1所述的一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法，其特征在于：所述烟尘为铜冶炼烟气处理后产生的烟尘，主要含有 Cu 1%~15%、As 1%~10%、Pb 1%~20%、Bi 0.1%~5%、Zn 0.1%~5%。

4.根据权利要求1所述的一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法，其特征在于：所述硫化剂为H₂S、Na₂S、NaHS。

5.根据权利要求1所述的一种铜冶炼行业污酸和烟尘综合提取砷的方法，其特征在于：所述铜冶炼净化后烟气，SO₂浓度为8%~15%。