CN113621813B

CN113621813B - 一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法

Info

Publication number: CN113621813B
Application number: CN202110946545.1A
Authority: CN
Inventors: 邓志敢; 魏昶; 祁聪海; 李旻廷; 李兴彬; 樊刚; 王梓澎; 李嘉辉
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2041-08-18
Also published as: CN113621813A

Abstract

本发明涉及一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，属于冶金工程技术领域。本发明针对含铜40~60wt%、含砷10~20wt%的湿法炼锌铜砷渣，采用高温挥发分离铜、砷的方法，即将湿法炼锌铜砷渣，放入内衬石墨装置的中频炉中，加热至中频炉内温度为1100~1300℃并保温30~60min使湿法炼锌铜砷渣熔融，在电磁场的电磁扰动和炉内石墨装置形成的还原气氛中，湿法炼锌铜砷渣中砷形成单质砷挥发分离得到含铜大于95wt%粗铜产品和含砷大于90wt%的金属砷产品。本发明可直接实现湿法炼锌铜砷渣的高效分离铜、砷，并获得高质量的铜、砷产品，具有操作简单、工艺流程短、有价金属回收率高、处理过程清洁高效等特点。

Description

一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法

技术领域

本发明涉及一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，属于冶金工程技术领域。

背景技术

锌精矿中通常伴生有数量较可观的铜，尤其在复杂铁闪锌矿中铜的含量可达到1%以上，具有较高经济价值。在湿法炼锌过程中，采用中浸或中浸-弱酸浸出工艺只能回收40~50%的金属铜，其余则留在浸出渣中，采用回转窑挥发法处理浸出渣时铜几乎全部进入窑渣，难以回收；采用热酸浸出技术处理浸出渣时，铜随锌、铁、铟进入热酸浸出液；采用加压浸出工艺处理锌精矿时，铜同样随锌、铁、铟进入氧压浸出液，对于上述两类浸出液大部分冶炼企业采用的是溶剂萃取回收铜和铟-氧化中和沉铁或中和沉铟-氧化沉铁。在浸出液分离除铁工艺中，为了避免沉铁过程锌、铟、铜等有价金属进入铁渣，通常需要先将浸出液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺。目前常用的方法为在酸性条件下，利用硫化锌精矿还原浸出液中的三价铁离子，但由于精矿利用率低，需添加过量锌精矿，易导致热酸浸出液中的铜生成硫化亚铜沉淀进入渣中，渣中铜、锌含量高。还原后液采用中和法沉铟时部分铜进入沉铟渣，需在铟渣回收铟的工艺过程进行专门铜铟分离处理，其工艺流程较为繁琐，且回收率较低；溶剂萃取法虽能实现较高的铜回收率，但由于浸出液量大、铜浓度低，所需萃取体系庞大，造成大量有机试剂进入浸出液中，需进行专门脱油处理。因此，长期以来锌精矿伴生的铜未能得到较好地回收利用，从而降低了资源的综合利用率，造成了资源的浪费。

为解决锌精矿冶炼过程中锌、铁、铟、铜的高效分离和综合回收的问题，提高金属回收率和资源综合利用率，湿法炼锌过程中提高铜回收率方法中采用铁粉置换法产出了一种含砷铜渣，实现了强酸性溶液中铜的高效回收和砷的有效脱除，且过程无砷化氢产生，含砷铜渣可进一步回收铜，但是该方法无法回收砷。或者将铜烟尘进行常压酸浸得到酸浸液，再对酸浸液进行氧压沉砷得到臭葱石和沉砷后的硫酸铜液，该方法较好的实现了浸出溶液中铜与砷的分离，但浸出过程铜砷浸出率较低，浸出渣中铜砷含量高，造成了铜资源浪费和砷污染。

发明内容

本发明针对现有技术中湿法炼锌铜砷渣难以直接分离回收铜和砷产品的问题，提供一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，即在电磁场的电磁扰动和中频炉炉内石墨装置形成的还原气氛中，利用高温分解湿法炼锌铜砷渣，砷形成单质砷挥发，以直接实现湿法炼锌铜砷渣的高效分离铜和砷并获得高质量的粗铜产品和金属砷产品。

一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，具体步骤如下：

将湿法炼锌铜砷渣放入内衬石墨装置的中频炉中，加热至中频炉内温度为1100～1300℃并保温30~60min使湿法炼锌铜砷渣熔融，在电磁场的电磁扰动和炉内石墨装置形成的还原气氛中，湿法炼锌铜砷渣中砷形成单质砷挥发分离得到含铜大于95wt %粗铜产品和含砷大于90wt %的金属砷产品；

所述湿法炼锌铜砷渣中含有铜40~60wt%、砷10~20wt %、铁0.5~1wt %和锌1~2wt%；

所述湿法炼锌铜砷渣中铜的主要物象为Cu₃As，含有少量Cu₂O；

所述粗铜中含有铁0.8~2.2wt%和砷0.2~0.5wt%；

所述金属砷中含锌5~10wt%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明针对湿法炼锌铜砷渣的特有的物象组成以及铜、砷的挥发性差异，利用中频炉加热，使铜砷渣熔化，高温分解，并利用电磁场形成炉内的电磁扰动、利用炉内石墨装置形成还原气氛，将铜砷渣中的砷以单质砷的形式挥发，从而实现铜、砷的分离，工艺过程简单、有价金属回收率高；

（2）本发明采用火法高温分离铜砷渣中的铜、砷，相对湿法处理的铜砷渣产出硫酸铜溶液和臭葱石的方法，本发明通过直接地一步冶炼，直接实现湿法炼锌铜砷渣的高效分离铜、砷，获得高质量的金属铜、金属砷产品，具有工艺流程短、清洁高效等特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1：一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，具体步骤如下：

将含铜60wt%、含砷10wt %、含铁0.5wt %、含锌1wt %的湿法炼锌铜砷渣放入内衬石墨装置的中频炉内，加热至中频炉内温度为1100℃并保温30min使湿法炼锌铜砷渣熔化，利用电磁场形成炉内的电磁扰动和炉内石墨装置形成还原气氛，铜砷渣高温分解并使砷形成砷单质挥发，实现铜和砷分离，得到含铜97.5wt %、含铁0.81wt %、含砷0.2wt %粗铜产品和含砷92.6wt %、含锌5.06wt %的金属砷产品。

实施例2：一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，具体步骤如下：

将含铜40wt%、含砷20wt %、含铁1wt %、含锌2wt %的湿法炼锌铜砷渣放入内衬石墨装置的中频炉内，加热至中频炉内温度为1300℃并保温50min使湿法炼锌铜砷渣熔化，利用电磁场形成炉内的电磁扰动和炉内石墨装置形成还原气氛，铜砷渣高温分解并使砷形成砷单质挥发，实现铜和砷分离，得到含铜95.1wt %、含铁2.20wt %、含砷0.5wt %粗铜产品和含砷90.2wt %、含锌9.98wt %的金属砷产品。

实施例3：一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，具体步骤如下：

将含铜52wt%、含砷15wt %、含铁0.8wt %、含锌1.6wt %的湿法炼锌铜砷渣放入内衬石墨装置的中频炉内，加热至中频炉内温度为1200℃并保温60min使湿法炼锌铜砷渣熔化，利用电磁场形成炉内的电磁扰动和炉内石墨装置形成还原气氛，铜砷渣高温分解并使砷形成砷单质挥发，实现铜和砷分离，得到含铜97.1wt %、含铁1.42wt %、含砷0.36wt %粗铜产品和含砷91.1wt %、含锌7.29wt %的金属砷产品。

以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，其特征在于，具体步骤如下：

将湿法炼锌铜砷渣放入内衬石墨装置的中频炉中，加热至中频炉内温度为1100～1300℃并保温30~60min使湿法炼锌铜砷渣熔融，在电磁场的电磁扰动和炉内石墨装置形成的还原气氛中，湿法炼锌铜砷渣中砷形成单质砷挥发分离得到含铜大于95wt %粗铜产品和含砷大于90wt %的金属砷产品；其中湿法炼锌铜砷渣中含有铜40~60wt%、砷10~20wt %、铁0.5~1wt %和锌1~2wt %，湿法炼锌铜砷渣中铜的物象为Cu₃As和Cu₂O。

2.根据权利要求1所述湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，其特征在于：粗铜中含有铁0.8~2.2wt%和砷0.2~0.5wt%。

3.根据权利要求1所述湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，其特征在于：金属砷中含锌5~10wt%。