CN110373551B - 一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法 - Google Patents

一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法，将黑铜泥、含砷烟尘和硫酸钠混合均匀后进行高温熔炼成熔体，冷却后熔体分层，上层为含砷含钠的混合物料；下层为粗铜，可用于铜的电解精炼。本发明实现铜冶炼烟尘和黑铜泥的协同处理，工艺流程短，操作简单，提高了资源回收率。

Description

一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法。
背景技术
在铜熔炼过程中会产出含砷的烟尘，其中砷含量在5～30％之间，此外还含有铜、铅、锌等有价金属。这一类烟尘组分非常复杂，难以处理。铜冶炼企业多以配矿熔炼的方法进行处理，导致铜冶炼系统的烟尘量增加，炉子的工况也发生恶化。由于杂质在铜冶炼系统中闭路循环和积累，对阴极铜的产品质量影响很大。在铜电解精炼过程中，当电解液中的杂质积累到一定程度时，也必须要对电解液进行净化和调整。在电解液电积净化时，其中的Pb、As、Sb等杂质一起在阴极析出，得到含Cu、As、Pb、Sb、Bi等的泥状物，即黑铜泥，其中铜含量约30～60％(重量比)，砷含量10～20％(重量比)。传统工艺在处理黑铜泥时，大部分只考虑铜的回收，直接将黑铜泥返回铜熔炼系统，导致As、Pb、Sb、Bi等在铜冶炼系统里面恶性循环，同时有部分As、Pb、Sb、Bi等进入烟气，对生态环境造成不利的影响。也有许多研究者采用酸性浸出或碱性浸出等方法处理黑铜泥，但普遍存在处理流程繁琐、金属回收率较低等问题，同时还可能产出剧毒气体砷化氢，存在着一定的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中铜冶炼烟尘或黑铜泥处理过程中存在的问题，本发明的目的是在于提出一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法，实现铜冶炼烟尘和黑铜泥的协同处理，有利于简化处理流程，提高资源回收率。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法，将黑铜泥、含砷烟尘和硫酸钠混合均匀后进行高温熔炼成熔体，冷却后熔体分层，上层为含砷含钠的混合物料；下层为粗铜。
优选的，所述含砷烟尘为铜熔炼过程中产生的含砷的烟尘，其中砷含量为5～30wt％。
优选的，所述黑铜泥和含砷烟尘的总质量与硫酸钠的质量之比为1:1～5。
更优选的，所述黑铜泥和含砷烟尘的质量之比为1～5:5～1。
优选的，所述高温熔炼的温度至少为1000℃，优选为1000～1300℃；时间为1～5h。本发明中，熔炼温度越高，熔体的粘度越小，分层的效果也越好，更有利于粗铜的分离。但温度越高，能耗就越高。在保证本发明分离效果的前提下，优选采用1000～1300℃，既节省了能耗，又保证了分离效果。
优选的，经所述方法处理后，粗铜的回收率高于90％；所述粗铜中铜的含量高于99％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)实现了黑铜泥和含砷烟尘的同步处理，处理过程大幅度简化；
2)使铜以粗铜形态产出，提高了铜的资源利用率；
3)实现了砷的富集，有利于后续砷的处理；
4)流程短，操作简单，易于工业化应用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定于本发明。
实施例1：
黑铜泥和含砷烟尘的主要成分及含量如表1和表2所示：
表1黑铜泥的主要成分及含量wt％
Cu As Sb Bi Pb Ni
42 22.5 6.2 2.3 0.7 0.5
表2含砷烟尘的主要成分及含量wt％
As Pb Fe Cu Zn
25.3 20.2 9.8 0.4 7.5
按照质量比M黑铜泥:M含砷烟尘:M硫酸钠＝1:1:10的比例将三种物料混合均匀后，加热至1000℃进行高温熔炼，保温5h，熔炼完成后进行分层分离，反应后物料分两层，上层为含砷含钠的混合物料；下层为带黄色金属光泽的粗铜，用于铜的电解精炼。经检测分析得粗铜的回收率为90.7％，所述粗铜中铜的含量为99.1％。
实施例2：
黑铜泥、含砷烟尘与实施例1一致。
按照质量比M黑铜泥:M含砷烟尘:M硫酸钠＝2:1:3的比例将三种物料混合均匀后，加热至1200℃进行高温熔炼，保温2h，熔炼完成后进行分层分离，反应后物料分两层，上层为含砷含钠的混合物料；下层为带黄色金属光泽的粗铜，用于铜的电解精炼。经检测分析得粗铜的回收率为90.5％，所述粗铜中铜的含量为99.3％。
实施例3：
黑铜泥和含砷烟尘的主要成分及含量如表3和表4所示：
表3黑铜泥的主要成分及含量wt％
Cu As Sb Bi Pb Ni
51.5 17.9 1.9 1.8 0.6 0.6
表4含砷烟尘的主要成分及含量wt％
As Pb Cu Zn Bi
8.4 26.9 3.1 11.7 2.2
按照质量比M黑铜泥:M含砷烟尘:M硫酸钠＝1:5:12的比例将三种物料混合均匀后，加热至1300℃进行高温熔炼，保温1h，熔炼完成后进行分层分离，反应后物料分两层，上层为含砷含钠的混合物料；下层为带黄色金属光泽的粗铜，用于铜的电解精炼。经检测分析得粗铜的回收率为90.1％，所述粗铜中铜的含量为99.2％。

Claims (3)

1.一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法，其特征在于：将黑铜泥、含砷烟尘和硫酸钠混合均匀后进行高温熔炼成熔体，冷却后熔体分层，上层为含砷含钠的混合物料；下层为粗铜；
所述含砷烟尘为铜熔炼过程中产生的含砷的烟尘，其中砷含量为5~30wt%；
所述黑铜泥和含砷烟尘的总质量与硫酸钠的质量之比为1:1~5；
所述黑铜泥和含砷烟尘的质量之比为1~5:5~1；
所述高温熔炼的温度至少为1000℃。
2.根据权利要求1所述的一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法，其特征在于：所述高温熔炼的温度为1000~1300℃，熔炼时间为1~5h。
3.根据权利要求1或2所述的一种综合处理铜冶炼烟尘和黑铜泥的方法，其特征在于：经所述方法处理后，粗铜的回收率高于90%；所述粗铜中铜的含量高于99%。
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