一种铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法技术

本发明专利技术公开了一种铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法，包括如下步骤：A、将含砷烟尘进行中性浸出，浸出完成后固液分离得到中浸液和中浸渣；B、步骤A所得的中浸渣进行一级常压碱浸，浸出完成后固液分离得到一次浸出液和一次浸出渣；控制浸出终碱浓度低于50g/L；C、步骤B所得一次浸出渣进行二级常压碱浸，NaOH浓度为40‑150g/L；浸出完成后固液分离得到二次浸出液和二次浸出渣；D、将步骤A所得中浸液采用旋流电积工艺脱铜，产品为标准阴极铜和脱铜后液；E、将步骤B所得一次浸出液石灰苛化，固液分离得到砷酸钙和苛化后液。本发明专利技术可实现含砷烟尘低成本高效脱砷，解决铜精矿中砷不断升高对铜冶炼过程的影响，具有环保、经济、节能、资源利用率高的优点。

A low cost arsenic removal method for copper smelting high arsenic soot

The invention discloses a method for smelting copper high arsenic ash low cost of arsenic removal, which comprises the following steps: A, the arsenic containing dust neutral leaching, leaching after solid-liquid separation obtained in extracts and residue; B, step A in the leaching residue level for the atmospheric pressure alkali leaching, leaching finished the solid-liquid separation after a leaching solution and a leaching slag; leaching of alkali concentration is lower than 50g/L control terminal; C, B obtained a step leaching residue of two atmospheric pressure alkali leaching, the concentration of NaOH was 40 150g/L; after the completion of the solid-liquid separation leaching two times two times leaching solution and leaching slag, D; extracts obtained in the step A by cyclone electrowinning process for removing copper products as the standard of cathode copper and copper removal after liquid; E, step B income a leaching solution of lime causticizing, solid-liquid separation by calcium arsenate and causticizing liquid. The invention can realize arsenic removal and dust removal with low cost and high efficiency, and solve the influence of arsenic rising in copper concentrate on copper smelting process. It has the advantages of environmental protection, economy, energy saving and high resource utilization rate.

【技术实现步骤摘要】
一种铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法
本专利技术属于有色金属冶炼领域，具体涉及从铜冶炼烟灰中有效脱砷的方法。
技术介绍
在自然界中，砷通常以毒砂(FeAsS)、砷磁黄铁矿(FeAsS2)、砷铁矿(FeAs2)、硫砷铜矿(Cu3AsS3)、雄黄(As2S3)、雌黄(As2S3)等矿物，富集于铜、铅、锌、镍、钴、金和银等有色金属矿石中；在有色冶金过程中，产出许多高砷固体物料，如焙烧与熔炼烟尘。这些物料含砷高达5-50％，还含有大量的有价金属，直接返回冶炼流程，导致砷在系统中的循环累积，因此，通常应单独处理脱砷。砷在铜冶炼过程中的开路成本约20000元/吨，如果原料含砷高，将导致铜冶炼阳极板砷超标，电解净液车间超负荷运转，砷处置难、费用高等问题，开发砷在冶炼系统过程中的低成本高效开路是趋势也是必然选择。铜冶炼系统每天产生的烟尘含砷高达6-8％，为了回收铜等有价金属，该烟尘一般直接返回熔炼炉熔炼。经砷流程查定得知，该部分烟尘返料砷含量占熔炼炉总砷投入量的50％，若不及时脱除，势必会造成砷在系统内的累积。目前处理含砷烟尘的方法主要是两类，一是火法分离，二是湿法分离。火法生产中，主要是利用砷的氧化物与其他元素氧化物沸点的不同，使砷与其他元素分离。CN103602835A公布了一种置换还原法获得粗砷和粗锑，CN103602834A公布了一种选择性氧化-还原获得纯度不高的As2O3和粗锑，CN104294053A公布了一种含砷烟尘还原挥发砷的方法，获得As2O3纯度达到97.0％以上。但是如果烟尘中含有与砷元素性质接近的金属(如锑)，则获得的三氧化二砷纯度不高。湿法生产中主要有水浸、酸浸、碱浸三种工艺，但是均只能获得纯度不高的三氧化二砷、砷酸钠等产品，且对有价金属粉回收未做进一步研究。CN105567983A公布了一种铜冶炼烟尘水浸-碱浸的处理工艺，使砷与金属分离，制备的砷产品无销路，浸出渣中含砷仍较高。CN104357668A公布了一种用污酸浸出烟尘，电积脱砷，酸浸和电积过程容易产生砷化氢。CN105648226A和CN105648227A公布了一种氧压碱浸实现砷锑分离的方法，砷锑分离的比较彻底，但是在工艺中获得的砷酸钠未处理，碲、锑等有价金属未回收。从烟尘中脱砷、提取有价金属的研究论文和相关专利报道很多，但存在有价元素综合回收率低，碱耗高，脱砷成本高。因此，现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法，适用于铜冶炼过程产生的高含砷烟尘的处理，可以实现含砷烟尘低成本高效脱砷，解决铜精矿中砷不断升高对铜冶炼过程的影响，具有环保、经济、节能、资源利用率高的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法，包括如下步骤：A、将含砷烟尘进行中性浸出，浸出完成后固液分离得到中浸液和中浸渣；B、步骤A所得的中浸渣进行一级常压碱浸，浸出完成后固液分离得到一次浸出液和一次浸出渣；C、步骤B所得一次浸出渣进行二级常压碱浸，浸出完成后固液分离得到二次浸出液和二次浸出渣；D、将步骤A所得中浸液采用旋流电积工艺脱铜，产品为标准阴极铜和脱铜后液；E、将步骤B所得一次浸出液石灰苛化，固液分离得到砷酸钙和苛化后液。需要说明的是，步骤A中，中性浸出的浸出条件为：控制pH为2-7，液固比3-10:1，温度：30℃-95℃，时间1h-3h。需要说明的是，步骤B中，一级常压碱浸的浸出条件为：采用二次浸出液进行浸出，液固比3-10:1，温度：50℃-95℃，时间1h-3h。需要说明的是，步骤B中，控制浸出终碱浓度低于50g/L需要说明的是，步骤C中，二级常压碱浸的浸出条件为：液固比3-10:1，NaOH浓度40-150g/L，温度60℃-90℃，时间0.5h-2h。需要说明的是，步骤D中，脱铜条件为电流密度300-1100A/m2，电解液循环量为500-1500L/h，电积时间为1-5h。需要说明的是，将步骤D所得脱铜后液返回步骤A进行中性浸出，待循环若干次后视溶液中锌和砷的含量，将脱铜后液进行开路回收锌、脱除砷。需要说明的是，步骤E中，苛化条件为：以熟石灰作苛化剂，按Ca与As的摩尔比为2-6:1添加，苛化时间为1h-4h小时，反应温度为50℃-90℃。需要说明的是，将步骤C所得二次浸出渣干燥后返回铜熔炼系统；步骤B所得二次浸出液返回用于一级常压碱浸；步骤E所得苛化后液返回用于二级常压碱浸，所得砷酸钙经固化后堆存。本专利技术的有益效果在于：1、采用中性浸出工艺预浸出烟尘中的可溶铜与可溶锌，与直接碱浸相比可减少沉铜、锌所需的碱耗。2、中性浸出液采用蒸发结晶-诱导脱砷的形式开路，在回收硫酸锌的同时有效的富集砷，强化诱导脱砷效果。3、利用砷与铜、铅、锌在不同pH值条件下的浸出特性，采用二次逆流碱浸工艺处理中性浸出渣，控制特定终碱浓度，实现砷的高效浸出，并有效抑制铜、铅、锌等元素的浸出。4、通过控制一次浸出液终碱浓度，砷钙比与沉砷温度，实现对苛化沉砷工艺砷酸钙物相的控制，提高了砷沉淀率和砷富集率，同时促进NaOH的再生，降低了药剂成本。本专利技术通过中性浸出+两级逆流常压碱浸的浸出方式，实现烟尘中砷的高效选择性浸出；浸出渣直接返回熔炼系统回收有价金属；碱浸富砷液采用石灰苛化回收碱，并使砷转化易固化的砷酸钙；苛化后液返回常压碱浸，砷酸钙进行固化堆存。此方法将砷从烟尘中脱除、固化，而铜、铅、锌等有价金属则尽可能留在浸出渣中，返回熔炼系统一并回收。本专利技术可实现砷高效脱除，解决了铜冶炼工艺中砷开路碱耗高、成本高、处置难、费用高等问题。附图说明图1为本专利技术实施例的流程示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。如图1所示，本实施例路线为“中性浸出--两级逆流浸出砷--浸出液苛化再生碱液并沉淀砷--浸出渣返回熔炼回收铜”，工艺主要包含中性浸出、旋流电积、碱浸、苛化工艺等步骤。首先，对含砷烟尘进行中性浸出，浸出条件为：控制pH为2-7，液固比3-10:1，温度：30℃-95℃，时间1h-3h。然后，对中性浸出中得到的中浸渣进行两级逆流碱浸，主要实施方式为：一级碱浸的浸出条件为液固比3-10:1，温度：50℃-95℃，时间1h-3h；一次浸出渣在液固比3-10:1，NaOH浓度40-150g/L，温度60℃-90℃，时间0.5h-2h条件下进行二级碱浸；两级逆流浸出利用在低碱度条件下砷与铜、铅、锌等金属的溶解浸出规律差异，在浸出砷的同时，抑制铜、铅、锌等有价金属浸出，实现砷与有价金属的有效分离。中性浸出中得到的中浸液电积脱铜：电流密度300-1100A/m2，电解液循环量为500-1500L/h，电积时间为1-5h。含砷浸出液苛化：按摩尔质量比n(Ca):n(As)＝2-6:1向碱浸液中投加熟石灰，于特定温度下充分搅拌反应一定时间，富砷苛化渣开路堆存，苛化液返回碱浸。实施例1：本实施例中所处理铜含砷烟尘中Cu：20.05％，As：7.38％，Pb：3.04％，Zn：3.86％。处理工艺、效果如下：(1)将含砷烟尘进行水浸，pH为6，液固比为5，温度80本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法，其特征在于，包括如下步骤：A、将含砷烟尘进行中性浸出，浸出完成后固液分离得到中浸液和中浸渣；B、步骤A所得的中浸渣进行一级常压碱浸，浸出完成后固液分离得到一次浸出液和一次浸出渣；控制浸出终碱浓度低于50g/L；C、步骤B所得一次浸出渣进行二级常压碱浸，NaOH浓度为40‑150g/L；浸出完成后固液分离得到二次浸出液和二次浸出渣；D、将步骤A所得中浸液采用旋流电积工艺脱铜，产品为标准阴极铜和脱铜后液；E、将步骤B所得一次浸出液石灰苛化，固液分离得到砷酸钙和苛化后液。

【技术特征摘要】
1.一种铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法，其特征在于，包括如下步骤：A、将含砷烟尘进行中性浸出，浸出完成后固液分离得到中浸液和中浸渣；B、步骤A所得的中浸渣进行一级常压碱浸，浸出完成后固液分离得到一次浸出液和一次浸出渣；控制浸出终碱浓度低于50g/L；C、步骤B所得一次浸出渣进行二级常压碱浸，NaOH浓度为40-150g/L；浸出完成后固液分离得到二次浸出液和二次浸出渣；D、将步骤A所得中浸液采用旋流电积工艺脱铜，产品为标准阴极铜和脱铜后液；E、将步骤B所得一次浸出液石灰苛化，固液分离得到砷酸钙和苛化后液。2.根据权利要求1所述的铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法，其特征在于，步骤A中，中性浸出的浸出条件为：控制pH为2-7，液固比3-10:1，温度：30℃-95℃，时间1h-3h。3.根据权利要求1所述的铜冶炼高砷烟灰低成本脱砷的方法，其特征在于，步骤B中，一级常压碱浸的浸出条件为：采用二次浸出液进行浸出，液固比3-10:1，温度：50℃-95℃，时间1h-3h。4.根据权利要求1所述的铜冶炼高砷烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：衷水平，陈杭，王俊娥，张焕然，吴星琳，李涛，吕旭龙，
申请(专利权)人：紫金铜业有限公司，紫金矿业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35