CN111349790B - 一种降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法，属于湿法冶金技术领域。铜冶炼烟灰进行弱酸浸出，控制浸出溶液终点pH值在2以下，浸出渣在50～115℃下进行二段还原浸出，控制溶液初始pH值2左右，缓慢通入二氧化硫或加入亚硫酸钠+硫酸等，使得渣中的砷酸盐浸出进入溶液，降低渣中的砷含量，一段浸出液综合回收铜、锌、砷等。本发明提供了一种降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法，可有效降低系统酸浓度，有利于后续溶液的处理，同时降低渣中砷含量，避免砷的二次污染。

Description

一种降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，涉及一种降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法，具体涉及一种采用低酸浸出降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法，可有效降低产出溶液酸度，便于后续溶液处理及有价金属的回收。
背景技术
熔池熔炼是铜冶炼的重要工艺，约占我国粗铜产能的60％，主要包括底吹、侧吹和顶吹等工艺。熔池熔炼是在细小的硫化精矿加入熔体的同时，向熔体鼓入空气或工业氧气，在剧烈搅拌的熔池内进行强化熔炼，该法对炉料的要求不高，适于处理各种低品位复杂物料及二次物料，随着近些年原料供应的紧张及环保要求的提高，应用比例逐年升高，尤其是造锍捕金技术的发展，使得精矿中砷比例较高，熔炼过程中砷主要富集进入烟灰及污酸中，铜冶炼行业一直是砷污染防治的重点。铜冶炼烟灰中除含有砷外，还富集有铜、锌、铅、铋、锑等有价金属，烟灰的无害化、资源化利用一直是企业关注的重点。
与闪速熔炼工艺不同，熔池熔炼烟灰中铜主要以氧化物、硫酸盐等形式，硫化物含量较低，砷主要以氧化物、砷酸盐等形式存在。目前，工业生产中烟灰多采用酸浸方式进行处理，过程中大部分铜、锌等浸出进入溶液，对砷的关注较少，砷的浸出不完全，仅部分砷浸出进入溶液，部分砷以砷酸盐形式留在浸出渣中，且由于反应率较低，渣中砷品位较高。该部分砷较难进行浸出，需要在高酸条件下进行，且浸出率不高。工业生产中为了提高有价金属的浸出率，多采用高酸进行浸出，但仍无法满足砷高效浸出的要求，也给后续的溶液处理带来一定的问题，浸出液中铜多采用铁粉置换、电积等工艺回收，砷主要以砷酸铁、砷酸钙等形式脱除，由于浸出液普通酸度较高，多未回收锌等，直接中和送废水处理系统进行处理。浸出渣采用鼓风炉还原熔炼回收铅铋或送铅冶炼厂配料处理，存在一定的砷二次污染问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述处理技术的不足，提供一种降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法，采用低酸浸出降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量，有效降低产出溶液酸度，便于后续溶液处理及有价金属的回收。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铜冶炼烟灰进行一段低酸浸出，得到一段浸出液和一段浸出渣，除去铜冶炼烟灰中的大部分可溶锌、铜、砷。(2)将一段浸出渣进行二段还原浸出，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回步骤(1)进行低酸浸出；一段浸出渣中的砷进入二段浸出液，铅铋富集在二段浸出渣中。
一段低酸浸过程中大部分铜、锌及部分砷浸出进入溶液，该部分砷主要为氧化物或可溶性砷酸盐中砷，部分以砷酸盐形式沉淀进入浸出渣中，造成渣中砷含量较高。二段还原浸出过程中，一段浸出渣中残余的铜、锌浸出进入溶液，同时砷酸盐在还原状态下发生分解，砷浸出进入溶液。经两段浸出后可有效降低最终浸出渣中砷含量，有利于铅铋的综合回收，且可有效降低系统溶液酸度，有利于溶液的后续处理。
进一步地，步骤(1)所述低酸浸出，反应在室温下进行，将烟灰采用水或硫酸溶液进行浸出，控制溶液pH值2以下，使得可溶铜、锌及部分砷浸出进入溶液，尤其对于高含砷烟灰，避免还原浸出过程中高价砷的还原，及由于砷浓度过高导致的砷沉淀。
进一步地，当铜冶炼烟灰中砷含量较低，浸出液中砷含量低于15g/L时，取消步骤(1)，将铜冶炼烟灰直接进行还原浸出。
进一步地，步骤(2)所述还原浸出，具体操作为：加入适量硫酸，调节矿浆pH值在2左右，控制反应温度50～115℃，液固比2-10:1，缓慢加入适量还原剂进行还原浸出，浸出时间为0.5-6小时。使得一段浸出渣中的砷及残余的铜、锌等浸出进入溶液。还原浸出的还原剂可为二氧化硫气体、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠等中的一种或几种，当采用亚硫酸钠或是焦亚硫酸钠时，反应过程中需缓慢加入硫酸控制系统酸度，反应的实质是利用二氧化硫的还原性使得砷酸盐分解同时砷浸出进入溶液。所述二氧化硫气体可以为高浓度二氧化硫气体，也可以为工业生产过程中产出的含二氧化硫烟气。
进一步地，采用萃取、置换、沉淀方法回收一段浸出液中的铜、锌有价金属，采用还原结晶、冷却结晶方法回收一段浸出液中的砷生产三氧化二砷实现砷的资源化利用。
进一步地，二段浸出渣可作为铅铋的生产原料，同时有效降低了渣中砷含量，避免了砷的二次污染。
通过本发明提供的方法，可有效提高铜冶炼烟尘中砷的浸出率，降低浸出渣即铅渣中砷含量，且可用于冶炼过程其他砷酸盐渣的处理，该工艺流程简单，易于实现工业化。
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
铜冶炼烟灰主要成分为：Cu 9.73％，As 8.15％，Zn 3.67％，Pb 23.64％，在室温、液固比4、pH＝2条件下进行浸出1h，铜、锌、砷的浸出率分别为94.11％、96.63％和52.01％，将浸出渣进行二段浸出，浸出液固比4:1，初始pH＝2，反应温度85℃，缓慢加入理论量1.5倍的亚硫酸钠，同时滴加硫酸控制过程pH＝1.5～2，反应时间1h，经两段浸出后，铜、锌、砷的浸出率分别为99.20％、98.90％和90.65％。
实施例2
试验用铜冶炼烟灰主要成分为：Cu 13.31％，Zn 2.44％，As 11％，Pb 19.88％。在液固比4:1，温度室温，滴加硫酸控制初始pH＝2条件下浸出1h，铜、锌、砷的浸出率分别为93.65％，96.80％和72.35％。矿浆过滤后将浸出渣浆化进行二次密闭浸出，控制液固比4:1，反应温度85℃，调节矿浆初始pH＝2，缓慢通入二氧化硫气体，气体用量为理论量1.2倍，反应时间1h，经两段浸出后，铜、锌、砷的浸出率分别为98.67％、98.90％和92.65％。

Claims (6)

1.一种降低铜冶炼烟灰浸出渣中砷含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铜冶炼烟灰进行一段低酸浸出，得到一段浸出液和一段浸出渣，除去铜冶炼烟灰中的大部分可溶锌、铜、砷；所述铜冶炼烟灰为熔池熔炼烟灰；所述低酸浸出，反应在室温下进行，采用水或稀硫酸溶液浸出，控制溶液pH＝2，液固比2-10:1，浸出时间0.5～4h；
(2)将一段浸出渣进行二段还原浸出，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回步骤(1)进行低酸浸出；一段浸出渣中的砷进入二段浸出液，铅铋富集在二段浸出渣中；所述还原浸出，具体操作为：将一段浸出渣浆化后加入适量硫酸，调节矿浆pH＝1.5～2，控制反应温度50～115℃，液固比2-10:1，缓慢加入适量还原剂进行还原浸出，浸出时间为0.5-6小时；所述还原剂为二氧化硫气体、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠中的一种或几种。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当铜冶炼烟灰中砷含量较低，浸出液中砷含量低于15g/L时，取消步骤(1)，将铜冶炼烟灰直接进行还原浸出。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还原剂为亚硫酸钠或焦亚硫酸钠时，需同时缓慢滴加硫酸，控制矿浆酸度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硫气体为高浓度二氧化硫气体，或者为工业生产过程中产出的含二氧化硫烟气。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用萃取、置换、沉淀方法回收一段浸出液中的铜、锌有价金属，采用还原结晶、冷却结晶方法回收一段浸出液中的砷生产三氧化二砷。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，二段浸出渣作为生产铅铋的原料。
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