[發明專利]一種同時處理銅冶煉爐底高鐵合金料及廢工業鹽酸、并綜合回收鐵、銅及其它貴金屬的工藝

有效

• 申請號: 201610901129.9
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN106480317B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 梁春堂;楊建廣;阮靖遠;呂元錄;何馳;李樹超;陳冰
• 申請（專利權）人: 中南大學;廣西紅潤化工科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;C22B11/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 劉擎天

技術領域

本發明屬于濕法冶金領域，具體涉及一種同時處理銅冶煉爐底高鐵合金料及廢工業鹽酸、并綜合回收鐵、銅及其它貴金屬的工藝。

技術背景

現行銅火法造锍熔煉過程中在銅冶煉爐膛的底部，常生成一種高鐵含量的銅鐵合金(即銅冶煉爐底高鐵合金料)。這種高鐵合金原料的特點是硫、銅含量相對較低，但鐵含量高，通常在80wt.％以上；也常富集有煉銅原料中帶入的金、銀等稀貴元素。其金屬元素多以合金狀態賦存、硬度大，采用現有破礦設備進行破碎、研磨等難度很大、能耗很高，導致很難作為冶煉原料回收利用，目前只能大量堆存，不僅造成大量鐵、銅等資源的浪費，而且由于這種銅冶煉爐膛底部合金料還常含1.5～3.0％的砷，屬于高危廢料，若不對其清潔無害化處置，極易對周邊環境帶來環境污染風險。

另外，有機化工行業生產氯化石蠟或環氧氯丙烷等有機化工產品時，常產出大量廢工業鹽酸。這種廢工業鹽酸酸度約10mol/L，同時由于Cl的取代反應使得這種廢工業鹽酸中常含0.15～1.5％的甲醇、甲醛等有機小分子，使用過程稍有不慎極易發生爆炸等危險事故，極大地限制了廢工業鹽酸的回收利用價值。對這種有機化工工業產出的廢酸進行無害化、資源化、增值化回收利用一直是相關企業面臨的難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種資源化、增值化回收利用銅冶煉爐底高鐵合金料及有機化工行業產出的廢工業鹽酸，實現有價金屬的全量回收利用，并得到符合國標要求的凈水劑FeCl₃產品(GB 4482-2006)；達到資源綜合利用、節能減排、降耗增值目的的同時處理銅冶煉爐底高鐵合金料及廢工業鹽酸、并綜合回收鐵、銅及貴金屬的工藝。

本發明的技術方案在于提供一種同時處理銅冶煉爐底高鐵合金料及廢工業鹽酸、并綜合回收鐵、銅及其它貴金屬的工藝，包括以下步驟：

步驟一：銅冶煉爐底高鐵合金料溶解

將銅冶煉爐底高鐵合金料加入制備有機化工產品過程中產生的廢工業鹽酸中，溶解，過濾分離，得到含鐵浸出液及富集金、銀的浸出渣，對浸出過程中產生的廢氣進行負壓抽離；

步驟二：脈沖超聲耦合鐵刨花置換

對步驟一所得含鐵浸出液進行脈沖超聲耦合鐵刨花置換，得到置換后液和置換后渣，實現溶液中銅、鉛、砷的分離；

步驟三：置換后液氧化

向步驟二所得置換后液中加入氧化劑，所述氧化劑選自Cl₂、H₂O₂、O₃或HClO中的一種或兩種，氧化后進行濃縮，得到符合國標(GB 4482-2006)要求的FeCl₃凈水劑產品。

通過使用脈沖超聲耦合鐵刨花置換技術，意料之外地避免了“銅包裹鐵”現象，且大大提高了置換效率；這種效果的獲得是發明人嘗試之初未曾意料到的。

過濾分離后，分別得到含鐵浸出液及富集了金、銀的浸出渣。

浸出時產生的廢氣采用負壓抽離并進行堿液吸收處理。

對含0.15～1.5％的甲醇、甲醛等有機小分子的廢工業鹽酸，采用負壓抽離并進行堿液吸收處理，將浸出過程產生的酸霧及揮發出的有機小分子全部穩定吸收及集中處置，實現廢工業鹽酸的全量及無害化利用。

通過脈沖超聲耦合鐵刨花加強置換，可以實現溶液中銅、鉛、砷的高效、深度分離。

通過步驟一后，銅冶煉爐膛底部合金料含有的金、銀等稀貴金屬全部富集在浸出渣中，其富集率提高5倍以上，實現含金銀浸出渣的增值出售；

浸出液采用脈沖超聲耦合鐵刨花加強置換處理，且浸出液中的銅、鉛、砷、汞、鎘、鉻等離子幾乎全部進入置換渣中，得到銅、砷、鉛、汞、鎘、鉻質量分數分別小于0.001％、0.0002％、0.001％、0.00001％、0.0001％及0.0005％的FeCl₂溶液。由此得到的FeCl₂溶液在特定的條件下進行氧化濃縮，最終可以得到符合國標的FeCl₃凈水劑產品(GB 4482-2006)。更重要的是，采用這種方式進行處理，可以有效避免常規置換產生劇毒AsH₃氣體。

本發明進一步包括以下優選的技術方案：

優選的方案中，所述溶解溫度為60～90℃，溶解終點溶液pH值為0.1～1.0。

優選的方案中，所述溶解時銅冶煉爐底高鐵合金料與廢工業鹽酸的質量體積比為1:3～20(g/mL)。