CN113444886B - 一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法 - Google Patents

一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，属于湿法冶金技术领域。步骤为：将烟尘与浓硫酸按一定酸尘比混合预处理；烟尘进行稀硫酸浸出，并经固液分离得到一次浸出液和一次浸出渣，浸出渣送铅冶炼系统回收；向一次浸出液中加入碱性试剂，使溶液中砷以稳定砷酸盐固体形式脱出；置换法回收铜、镉等有价金属，向沉砷后液中加入锌粉，在一定温度时间下，铜等有价金属以海绵铜的形式从溶液中沉淀回收；浓缩结晶回收锌，对沉铜后液进行净化处理后，浓缩结晶得到七水硫酸锌产品；本方法适用于浸出铜冶炼过程中熔炼和吹炼工艺所产生的烟尘，方法适用范围广，对铜、铅、锌、砷等元素处理效果好，经济效益高，适合产业化应用。

Description

一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法。
背景技术
铜冶炼是我国重要的有色金属冶炼行业，其中火法冶炼产出的铜约占总量的80%。铜的火法冶炼系统具有产能大，耗能高，排放多的特点，在铜冶炼过程中会产生大量含有SO2，重金属化合物和其它微细颗粒的烟尘，烟尘中砷和重金属含量很高，砷氧化物有剧毒给烟尘的处理带来很大麻烦。此外，由于近年来炼铜原矿的品位不断下降、含有多种元素的伴生矿增多，导致铜冶炼烟尘的成分更加复杂。因此，铜烟尘的处理成为各冶炼企业面临的一大重要问题。
如果把烟尘直接送回冶炼系统处理，大部分杂质元素将会在冶炼系统中闭路循环，不仅降低冶炼效率，还将影响整个冶炼过程的正常运转。因此，目前对烟尘大多数采用单独处理工艺以避免砷等有害杂质在系统中闭路循环并回收其中的有价金属。目前，铜烟尘的处理工艺主要包括火法工艺、湿法工艺以及联合法工艺。
其中火法工艺就是对烟尘进行氧化焙烧或者还原熔炼，使砷以三氧化二砷形式挥发收集，再对铅、铋等金属进行富集回收，火法工艺的流程较短，但对铜和锌等有价金属的回收率较低，而且很容易造成冶炼过程的二次污染；联合法工艺主要包括湿法-火法联合工艺和选冶联合工艺，在实际生产中，该方法处理成本很高，并未得到大规模应用。湿法工艺就是对铜烟尘进行浸出处理，主要分为酸性、中性和碱性三种浸出体系。其中酸性浸出烟尘的工艺应用较多，常用的浸出剂主要是硫酸，烟尘经硫酸浸出后，铜、锌以及砷等元素进入到酸浸液中，铅和铋则富集在浸出渣中；无论是哪种浸出体系，湿法工艺普遍具有绿色环保、金属回收率相对较高的优点。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，以克服现有方法对铜冶炼中熔炼和吹炼过程中产生的烟尘处理工艺存在的铜、锌和砷的浸出效果不好并难以进行有效回收和安全处置的问题，该方法具有铜、锌等有价金属浸出效果好；在处理过程中让砷形成稳定化合物从主流程形成开路；成本低以及易于操作的优点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，包括以下步骤：
步骤1：浓硫酸预处理：
对铜冶炼烟尘预先进行浓硫酸预处理，预处理温度为25-60℃，获得预处理后烟尘；
步骤2：稀硫酸浸出：
将预处理后烟尘混合均匀后进行稀硫酸浸出，浸出温度为25-60℃，完成浸出后经固液分离，得到浸出液和浸出渣；
步骤3：沉淀砷：
(1)浸出渣送铅冶炼系统提取铅等有价金属；
(2)向浸出液中加入碱，获得浸出体系，进行碱浸出后，经固液分离，得到沉砷渣与沉砷后液，所述的沉砷后液中含有二价铜离子和二价锌离子；
步骤4：置换沉铜有价金属：
向沉砷后液中加入锌粉，进行置换反应，沉砷后液中铜以海绵铜的形式从溶液中回收，获得沉铜后液；
步骤5：锌回收：
将沉铜后液经深度净化后，进行锌回收，获得锌产品与沉锌后液。
所述的步骤1中，铜冶炼烟尘来自于铜冶炼工艺中熔炼或吹炼过程所产生的烟尘，或者铜冶炼过程中其它粉状物料。
所述的步骤1中，铜冶炼烟尘包括组分及质量百分含量为：Cu 1-20wt%、Zn 1-15wt%、As5-25wt%、Pb 1-30wt%、Cd 1-5wt%、Bi 1-6wt%、Sb 1-5wt%和S 8-15wt%，余量为SiO2及其他。
所述的步骤1中，浓硫酸质量浓度为98%，酸尘体积质量比为(0.5-3):1，单位为ml:g，预处理时间为1-4h。
所述的步骤2中，稀硫酸浓度为0.01-0.5mol/ L。
所述的步骤2中，预处理后烟尘加入稀硫酸后形成的浸出体系液固比为(0.5-2):1；浸出时间为1-4h，浸出操作在搅拌条件下进行，搅拌转速100-500r/min。
所述的步骤2中，浸出液中砷均以+5价状态存在。
所述的步骤3(2)中，碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾或氨水中的一种或几种混合，混合比为任意比。
所述的步骤3(2)中，浸出体系PH=1-2，碱浓度为1-3mol/ L，浸出温度为25-60℃；浸出时间为2-5h。
所述的步骤3(2)中，碱浸出在搅拌条件下进行，搅拌转速100-500r/min。
所述的步骤3(2)中，碱浸出过程中，砷以稳定的砷酸钙盐形式沉淀，沉砷渣经过洗涤后得到稳定的砷酸盐固体。
所述的步骤3(2)中，沉砷后液中砷浓度为0.1-0.4 mg/L。
所述的步骤3(2)中，砷沉淀率为97.8-99.8%，砷回收率为98.5-99.8%，铅的回收率为99.9%。
所述的步骤2-3中，酸性浸出剂和碱性浸出剂均为工业级。
所述的步骤2-4中，搅拌均为机械搅拌或磁力搅拌。
所述的步骤4中，锌粉过量加入，锌粉过量率为5%-50%，置换温度为20-80℃，置换时间为1-4h。
所述的步骤4中，置换过程在搅拌条件下进行，搅拌转速100-500r/min。
所述的步骤4中，铜回收率为99.2-99.8%，海绵铜品位为99.5-99.9%。
所述的步骤5中，锌回收率为99.5-99.9%，结晶硫酸锌纯度为98.7-99.9%。
所述的步骤5中，锌回收方式为浓缩结晶，浓缩结晶后得到硫酸锌产品。
所述的步骤5中，浓缩结晶的具体步骤为：将深度净化后的沉铜后液加热到60-80℃，调节PH值至6-8后保温1-3h，之后经高温结晶得到硫酸锌产品。
本发明待处理烟尘中铜元素多以一价或不定形态存在，锌元素以二价氧化物形式存在，砷元素多以难处理的三价砷离子形式存在，经过浓硫酸活化预处理后，各元素离子活度显著增加，使得难溶的氧化铜、氧化锌转变成易溶的硫酸铜和硫酸锌，使体系中较为稳定且难溶于稀酸的三氧化二砷转化为砷酸，更好的实现各元素高效浸出。
本申请沉砷工艺中，烟尘中初始的铅、铜、砷、锌等元素的含量范围更大，采用常规工艺单独处理砷时，由于其它元素含量也较高，若对沉砷的PH范围选择不佳，沉砷过程中极易夹杂铜和锌等有价元素，经特定的浓硫酸活化后，三价砷离子转变为易处理的五价砷离子，使得体系氧化-还原电位达到平衡，在较低pH范围下便可固砷。不影响后续对铜和锌元素的回收。此外，体系内砷酸根离子活度也显著增加，无需加入氧化剂与铁元素即可使砷沉淀。
本发明的有益效果：
1.本发明处理铜冶炼烟尘原料适用范围广，对熔炼工艺和吹炼工艺产生的烟尘都有较好的处理效果。
2.经浓硫酸预处理后的烟尘进行水或者稀酸浸出可以高效浸出烟尘中绝大部分的铜、锌等有价金属，并使3价砷氧化成稳定的易被除去的5价砷酸根离子。
3.本发明的浸出过程中用稀硫酸浸出，所需的酸度较低，就可以达到很好的浸出效果，为提高有价金属回收率创造了条件。
4.有利于从酸浸液中脱除砷。不需添加氧化剂就可以有效脱除溶液中杂质元素砷，使砷形成稳定的砷酸盐沉淀，且使铜和锌等有价金属富集在酸浸液中做进一步处理，对环境友好的同时提高企业经济指标。
5.酸浸液中富集的铜和锌等有价金属后续可以被有效回收，提高经济效益。
本发明技术指标稳定、投资成本较低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，以下所描述的实例基于本技术方案，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
本工艺的工艺路线为“浓硫酸预处理-稀酸浸出-碱体系沉砷-浸出液回收铜、锌等有价金属”，工艺主要包括烟尘的浓硫酸预处理、浸出、碱体系沉砷、锌粉置换沉铜以及浸出液浓缩结晶回收锌。
一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，包括以下步骤：
步骤1：浓硫酸预处理：
对铜冶炼烟尘预先进行浓硫酸预处理，预处理温度为25-60℃，获得预处理后烟尘；
步骤2：稀硫酸浸出：
将预处理后烟尘混合均匀后进行稀硫酸浸出，浸出温度为25-60℃，完成浸出后经固液分离，得到浸出液和浸出渣；
步骤3：沉淀砷：
(1)浸出渣送铅冶炼系统提取铅等有价金属；
(2)向浸出液中加入碱，获得浸出体系，进行碱浸出后，经固液分离，得到沉砷渣与沉砷后液，所述的沉砷后液中含有二价铜离子和二价锌离子；
步骤4：置换沉铜有价金属：
向沉砷后液中加入锌粉，进行置换反应，沉砷后液中铜以海绵铜的形式从溶液中回收，获得沉铜后液；
步骤5：锌回收：
将沉铜后液经深度净化后，进行锌回收，获得锌产品与沉锌后液。
所述的步骤1中，铜冶炼烟尘来自于铜冶炼工艺中熔炼或吹炼过程所产生的烟尘，或者铜冶炼过程中其它粉状物料。
所述的步骤1中，铜冶炼烟尘包括组分及质量百分含量为：Cu 1-20wt%、Zn 1-15wt%、As5-25wt%、Pb 1-30wt%、Cd 1-5wt%、Bi 1-6wt%、Sb 1-5wt%和S 8-15wt%，余量为SiO2及其他。
所述的步骤1中，浓硫酸质量浓度为98%，酸尘体积质量比为(0.5-3):1，单位为ml:g，预处理时间为1-4h。
所述的步骤2中，稀硫酸浓度为0.01-0.5mol/ L。
所述的步骤2中，预处理后烟尘加入稀硫酸后形成的浸出体系液固比为0.5-2:1；浸出时间为1-4h，浸出操作在搅拌条件下进行，搅拌转速100-500r/min。
所述的步骤2中，浸出液中砷均以+5价状态存在。
所述的步骤3(2)中，碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾或氨水中的一种或几种混合，混合比为任意比。
所述的步骤3(2)中，浸出体系PH=1-2，碱浓度为1-3mol/ L，浸出温度为50-90℃；浸出时间为2-5h。
所述的步骤3(2)中，碱浸出在搅拌条件下进行，搅拌转速100-500r/min。
所述的步骤3(2)中，碱浸出过程中，砷以稳定的砷酸钙盐形式沉淀，沉砷渣经过洗涤后得到稳定的砷酸盐固体。
所述的步骤3(2)中，沉砷后液中砷浓度为0.1-0.4 mg/L。
所述的步骤3(2)中，砷沉淀率为97.8-99.8%，砷回收率为98.5-99.8%，铅的回收率为99.9%。
所述的步骤2-3中，酸性浸出剂和碱性浸出剂均为工业级。
所述的步骤2-4中，搅拌均为机械搅拌或磁力搅拌。
所述的步骤4中，锌粉过量加入，锌粉过量率为5%-50%，置换温度为20-80℃，置换时间为1-4h。
所述的步骤4中，置换过程在搅拌条件下进行，搅拌转速100-500r/min。
所述的步骤4中，铜回收率为99.2-99.8%，海绵铜品位为99.5-99.9%。
所述的步骤5中，锌回收率为99.5-99.9%，结晶硫酸锌纯度为98.7-99.9%。
所述的步骤5中，锌回收方式为浓缩结晶，浓缩结晶后得到硫酸锌产品。
所述的步骤5中，浓缩结晶的具体步骤为：将深度净化后的沉铜后液加热到60-80℃，调节PH值至6-8后保温1-3h，之后经高温结晶得到硫酸锌产品。
实施例1
本实施例中的烟尘来自国内某企业铜精矿奥斯迈特炉，主要成分以质量百分比计为(%)：Pb12.53%、Cu15.84%、Zn7.52%、As8.00%、Bi2.36%、S12.32%，余量为SiO2及其他。处理如下：
浓硫酸活化处理：用浓硫酸对烟尘进行活化处理，其中酸矿比为1.25:1，处理时间2h，处理温度控制在40℃。
浸出：经浓硫酸预处理后的烟尘进行常压酸浸，硫酸浓度为0.1mol/L，液固比0.5:1，温度为60℃，时间2h。酸浸渣中：含Pb 43.91%、Cu 3.82%、Zn 0.77%、As 1.05%、Bi 3.24%、S 6.87%。
碱体系沉砷：用NaOH调整浸出液PH值至PH=1，反应时间为2h，反应温度为50℃，砷以砷酸钠形式沉淀，砷的沉淀率为97.8%，沉砷后液中砷浓度0.3mg/L。
置换沉铜：锌粉过量率为30%,反应时间1h，反应温度60℃，所得质量分数为99.6%的海绵铜。
浓缩结晶：将沉铜后液加热到70℃，调节PH值至7后保温2h，将保温后的溶液置于110℃的条件下结晶4h，得到纯度为98.7%的硫酸锌产品。
最终铜、锌、砷、铅总回收率分别达到：99.2%、99.5%、99.8%、99.9%。
实施例2
本实施例中的烟尘来自国内某企业炼铜转炉产生的白烟尘，主要成分以质量百分比计为(%)：Pb28.93%、Cu10.33%、Zn9.80%、As23.12%、Bi1.66%、S13.21%，余量为SiO2及其他。处理如下：
浓硫酸活化处理：用浓硫酸对烟尘进行预处理，其中酸矿比为1.5:1，处理时间2h，处理温度控制在50℃。
浸出：经硫酸活化处理后的烟尘进行常压酸浸，硫酸浓度为0.25mol/L，液固比1:1，温度为40℃，时间2h。浸出渣中：含Pb46.82%、Cu3.34%、Zn0.34%、As0.45%、Bi3.72%、S5.46%。
碱体系沉砷：用石灰调整浸出液PH值至PH=1，反应时间为1h，反应温度为60℃，砷以砷酸钙形式进行沉淀，砷的沉淀率为98.5%，沉砷后液中砷浓度0.4mg/L。
置换沉铜：取沉砷后液，锌粉过量率为20%,反应时间1h，反应温度60℃，所得质量分数为99.9%的海绵铜，可以直接外售。
浓缩结晶：将沉铜后液加热到70℃，调节PH值至6后保温2h，将保温后的溶液置于120℃的条件下结晶3h，得到纯度为98.7%的硫酸锌产品。
最终铜、锌、砷、铅总回收率分别达到：99.7%、99.8%、99.5%、99.9%。
实施例3
本实施例中的烟尘来自国内某企业闪速吹炼炉产生的白烟尘，主要成分以质量百分比计为(%)：Pb25.66、Cu15.61%、Zn8.60%、As14.8%、Bi2.67%、S15.50%，余量为SiO2及其他。处理如下：
浓硫酸活化处理：用浓硫酸对烟尘进行活化处理，其中酸矿比为1.5:1，室温条件下放置时间4h。
浸出：经硫酸活化后的烟尘进行酸浸，硫酸浓度为0.3mol/L，液固比1.5:1，温度为60℃，时间1h。酸浸渣中：含Pb33.87%、Cu2.61%、Zn1.80%、As0.25%、Bi3.83%、S5.82%。
碱体系沉砷：用石灰乳调整浸出液PH值至PH=1.5，反应时间为1h，反应温度为70℃，砷以砷酸铁和砷酸钙混合物形式沉淀，砷的沉淀率为98.8%，沉砷后液中砷浓度0.2mg/L。
置换沉铜：取沉砷后液，锌粉过量率为40%,反应时间1h，反应温度60℃，所得质量分数为99.5%的海绵铜。
浓缩结晶：将沉铜后液加热到70℃，调节PH值至7后保温2h，将保温后的溶液置于90℃的条件下结晶6h，得到纯度为99.6%的硫酸锌产品。
最终铜、锌、砷、铅总回收率分别达到：99.5%、99.9%、99.8%、99.9%。
实施例4
本实施例中的烟尘来自国内某企业铜精矿闪速熔炼炉，主要成分以质量百分比计为(%)：Pb23.85%、Cu18.81%、Zn6.52%、As15.43%、Cd3.87%、Bi1.32%、S15.65%，余量为SiO2及其他。处理如下：
浓硫酸活化处理：用浓硫酸对烟尘进行活化处理，其中酸矿比为2:1，处理时间4h，处理温度控制在40℃。
浸出：经浓硫酸活化处理后的烟尘进行常压酸浸，硫酸浓度为0.3mol/L，液固比2:1，温度为40℃，时间2h。酸浸渣中：含Pb35.4%、Cu2.6%、Zn0.77%、As0.21%、Bi3.2%、S6.7%。
碱体系沉砷：用NaOH调整浸出液PH值至PH=1.5，反应时间为2h，反应温度为90℃，砷以砷酸钠形式沉淀，砷的沉淀率为99.1%，沉砷后液中砷浓度0.2mg/L。
置换沉铜：锌粉过量率为30%,反应时间1h，反应温度60℃，所得质量分数为99.6%的海绵铜。
浓缩结晶：将沉铜后液加热到70℃，调节PH值至7后保温2h，将保温后的溶液置于120℃的条件下结晶4h，得到纯度为98.7%的硫酸锌产品。
最终铜、锌、砷、铅总回收率分别达到：99.7%、99.8%、99.9%、99.9%。
实施例5
本实施例中的烟尘来自国内某企业艾萨炉产生的熔炼烟尘，主要成分以质量百分比计为(%)：Pb20.99%、Cu10.30%、Zn14.80%、As8.32%、Cd6.62%、Bi0.56%、S6.52%，余量为SiO2及其他。处理如下：
浓硫酸活化处理：用浓硫酸对烟尘进行活化处理，其中酸矿比为1.5:1，处理时间4h，处理温度控制在60℃。
浸出：经硫酸活化处理后的烟尘进行常压酸浸，硫酸浓度为0.4mol/L，液固比2:1，温度为25℃，时间3h。浸出渣中：含Pb44.67%、Cu4.32%、Zn0.28%、As1.43%、Bi1.7%、S5.4%。
碱体系沉砷：用石灰调整浸出液PH值至PH=2，反应时间为1h，反应温度为80℃，砷以砷酸钙形式进行沉淀，砷的沉淀率为99.2%，沉砷后液中砷浓度0.2mg/L。
置换沉铜：取沉砷后液，锌粉过量率为30%,反应时间2h，反应温度60℃，所得质量分数为99.6%的海绵铜，可以直接外售。
浓缩结晶：将沉铜后液加热到80℃，调节PH值至7后保温2h，将保温后的溶液置于120℃的条件下结晶4h，得到纯度为98.9%的硫酸锌产品。
最终铜、锌、砷、铅总回收率分别达到：99.8%、99.9%、99.8%、99.9%。
实施例6
本实施例中的烟尘来自国内某企业奥斯迈特炉产生的烟尘，主要成分以质量百分比计为(%)：Pb18.72、Cu9.61%、Zn9.45%、As6.81%、Cd1.43%、Bi4.67%、S15.50%，余量为SiO2及其他。处理如下：
浓硫酸活化处理：用浓硫酸对烟尘进行活化处理，其中酸矿比为1.5:1，处理时间3h，处理温度控制在60℃。
浸出：经硫酸活化处理后的烟尘进行酸浸，硫酸浓度为0.5mol/L，液固比2:1，温度为25℃，时间2h。酸浸渣中：含Pb36.57%、Cu2.32%、Zn0.81%、As0.56%、Bi6.83%、S9.62%。
碱体系沉砷：用石灰乳调整浸出液PH值至PH=2，反应时间为2h，反应温度为80℃，砷以砷酸铁和砷酸钙混合物形式沉淀，砷的沉淀率为99.8%，沉砷后液中砷浓度0.1mg/L。
置换沉铜：取沉砷后液，锌粉过量率为30%,反应时间2h，反应温度60℃，所得质量分数为99.5%的海绵铜。
浓缩结晶：将沉铜后液加热到90℃，调节PH值至8后保温3h，将保温后的溶液置于80℃的条件下结晶6h，得到纯度为99.8%的硫酸锌产品.
最终铜、锌、砷、铅总回收率分别达到：99.8%、99.9%、99.8%、99.9%。
对比例6-1
同实施例6，区别在于，浓硫酸活化预处理的温度取80℃，其余条件不变，经检测，最终铜、锌、砷、铅的回收率分别为：82.3%，88.0%，65.7%，97.6%，后续砷的沉淀率为68.8%，海绵铜品位为89.6%，硫酸锌纯度为92.7%。经理论分析发现，活化温度对烟尘中各元素的浸出率和回收率具有极大影响，在其余参数相同的条件下，预处理温度升高使得烟尘中含量较多的铅化合物扩散效应加剧，包裹在铜、砷和锌的化合物表面，难以浸出。此外，温度升高会造成体系内局部过热，一些易挥发的化合物极易被气流夹带到外界。
对比例6-2
同实施例7，区别在于，浸出过程的硫酸浓度超出本申请保护范围，具体取2mol/L，其余条件不变，经检测，最终铜、锌、砷、铅的浸出率分别为：87.3%，93.5%，78.6%，0.1%，后续砷的沉淀率为69.6%，海绵铜品位为88.7%，硫酸锌纯度为91.6%，总的回收率为82.3%，89.7%，65.7%，97.6%。经理论分析发现，硫酸浓度对烟尘中各元素的浸出率和回收率具有极大影响，在其余参数相同的条件下，浸出体系内硫酸浓度超过一定范围后，使得体系内的酸度急剧下降，后续难以达到回收铜、锌和砷所要求的PH范围，进而对各元素总的回收率造成影响。
实施例7
本实施例中的烟尘来自国内某企业白银炉产生的烟尘，主要成分以质量百分比计为(%)：Pb15.5、Cu10.27%、Zn1.21%、As11.78%、Cd0.43%、Bi4.32%、S10.50%，余量为SiO2及其他。处理如下：
浓硫酸活化处理：用浓硫酸对烟尘进行活化处理，其中酸矿比为1.5:1，处理时间3h，处理温度控制在50℃。
浸出：经硫酸活化处理后的烟尘进行酸浸，硫酸浓度为0.2mol/L，液固比2:1，温度为40℃，时间2h。酸浸渣中：含Pb26.57%、Cu0.32%、Zn0.06%、As0.19%、Bi7.83%、S9.38%。
碱体系沉砷：用石灰乳调整浸出液PH值至PH=2，反应时间为2h，反应温度为90℃，砷以砷酸铁和砷酸钙混合物形式沉淀，砷的沉淀率为98.9%，沉砷后液中砷浓度0.2mg/L。
置换沉铜：取沉砷后液，锌粉过量率为30%，反应时间2h，反应温度60℃，所得质量分数为99.3%的海绵铜。
浓缩结晶：将沉铜后液加热到90℃，调节PH值至8后保温3h，将保温后的溶液置于80℃的条件下结晶6h，得到纯度为99.6%的硫酸锌产品.
最终铜、锌、砷、铅总回收率分别达到：99.5%、99.6%、98.2%、99.9%。
实施例8
本实施例中的烟尘来自国内某企业鼓风炉产生的炼铜烟尘，主要成分以质量百分比计为(%)：Pb25.52%、Cu14.27%、Zn5.21%、As14.78%、Cd0.43%、Bi1.20%、S9.50%，余量为SiO2及其他。处理如下：
浓硫酸活化处理：用浓硫酸对烟尘进行活化处理，其中酸矿比为1.25:1，处理时间2h，处理温度控制在60℃。
浸出：经硫酸活化处理后的烟尘进行酸浸，硫酸浓度为0.1mol/L，液固比2:1，温度为60℃，时间1h。酸浸渣中：含Pb38.57%、Cu0.26%、Zn0.12%、As0.23%、Bi7.52%、S10.13%。
碱体系沉砷：用石灰乳调整浸出液PH值至PH=1，反应时间为2h，反应温度为90℃，砷以砷酸铁和砷酸钙混合物形式沉淀，砷的沉淀率为99.6%，沉砷后液中砷浓度0.2mg/L。
置换沉铜：取沉砷后液，锌粉过量率为30%，反应时间1h，反应温度60℃，所得质量分数为99.6%的海绵铜。
浓缩结晶：将沉铜后液加热到70℃，调节PH值至7后保温2h，将保温后的溶液置于110℃的条件下结晶4h，得到纯度为99.6%的硫酸锌产品.
最终铜、锌、砷、铅总回收率分别达到：99.7%、99.6%、99.5%、99.9%。
以上所述仅为本发明的代表性实例，并不足以包括本发明的全部内容，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：浓硫酸预处理：
对铜冶炼烟尘预先进行浓硫酸预处理，预处理温度为40-60℃，获得预处理后烟尘；
步骤2：稀硫酸浸出：
将预处理后烟尘混合均匀后进行稀硫酸浸出，浸出温度为25-60℃，完成浸出后经固液分离，得到浸出液和浸出渣，其中，所述的稀硫酸浓度为0.01-0.5mol/ L；
步骤3：沉淀砷：
(1)浸出渣送铅冶炼系统提取铅有价金属；
(2)向浸出液中加入碱，获得浸出体系，进行碱浸出后，经固液分离，得到沉砷渣与沉砷后液，所述的沉砷后液中含有二价铜离子和二价锌离子；
步骤4：置换沉铜有价金属：
向沉砷后液中加入锌粉，进行置换反应，沉砷后液中铜以海绵铜的形式从溶液中回收，获得沉铜后液；
步骤5：锌回收：
将沉铜后液经深度净化后，进行锌回收，获得锌产品与沉锌后液。
2.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤1中，铜冶炼烟尘来自于铜冶炼工艺中熔炼或吹炼过程所产生的烟尘，或者铜冶炼过程中其它粉状物料，铜冶炼烟尘包括组分及质量百分含量为：Cu 1-20wt%、Zn 1-15wt%、As 5-25wt%、Pb 1-30wt%、Cd 1-5wt%、Bi 1-6wt%、Sb 1-5wt%和S 8-15wt%，余量为SiO2及其他。
3.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤1中，浓硫酸质量浓度为98%，酸尘体积质量比为(0.5-3):1，单位为ml:g，预处理时间为1-4h。
4.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤2中，预处理后烟尘加入稀硫酸后形成的浸出体系液固比为(0.5-2):1；浸出时间为1-4h，浸出操作在搅拌条件下进行，搅拌转速100-500r/min。
5.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤2中，浸出液中砷均以+5价状态存在。
6.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤3(2)中：
碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾或氨水中的一种或几种混合，混合比为任意比；
浸出体系pH =1-2，碱浓度为1-3mol/ L，浸出温度为50-90℃；浸出时间为2-5h；
碱浸出过程中，砷以稳定的砷酸钙盐形式沉淀，沉砷渣经过洗涤后得到稳定的砷酸盐固体。
7.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤3(2)中，沉砷后液中砷浓度为0.1-0.4 mg/L，砷沉淀率为97.8-99.8%，砷回收率为98.5-99.8%，铅的回收率为99.9%。
8.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤4中，锌粉过量加入，锌粉过量率为5%-50%，置换温度为20-80℃，置换时间为1-4h。
9.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤4中，铜回收率为99.2-99.8%，海绵铜品位为99.5-99.9%。
10.根据权利要求1所述的铜冶炼烟尘的有价元素浸出回收方法，其特征在于，所述的步骤5中，锌回收方式为浓缩结晶，浓缩结晶后得到硫酸锌产品；所述的步骤5中，浓缩结晶的具体步骤为：将深度净化后的沉铜后液加热到60-80℃，调节pH值至6-8后保温1-3h，之后经高温结晶得到硫酸锌产品，锌回收率为99.5-99.9%，结晶硫酸锌纯度为98.7-99.9%。
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