[發明專利]一種從黑銅泥中回收砷的方法

有效

• 申請號: 201710183404.2
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106893864B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 劉維;梁超;焦芬;覃文慶;蔡練兵;楊康;郭波平;阮茗;陳世民
• 申請（專利權）人: 中南大學;郴州金山冶金化工有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B30/04;C22B15/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發明公開了一種從黑銅泥中回收砷的方法，該方法是將黑銅泥粉末在氧化條件下進行堿性浸出，浸出液通過石灰苛化，得到砷酸鈣，苛化過程再生堿性浸出劑返回堿性浸出；將砷酸鈣通過真空還原焙燒，得到金屬砷和氧化鈣，金屬砷可直接銷售，氧化鈣則返回苛化過程，該方法實現黑銅泥處理過程中砷的開路，得到無毒且具有經濟價值的金屬砷，同時堿和氧化鈣在流程中得到循環，最大限度降低堿消耗；該方法過程簡單，成本低廉，對環境友好，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種黑銅泥的處理方法，具體涉及一種從黑銅泥中回收砷的方法，適用于含砷黑銅泥的清潔處理；屬于有色金屬冶金技術領域。

背景技術

在陽極銅電解精煉過程中，電解液的成分不斷發生變化，雜質也會不斷積累。因此，為了保證電解過程的正常進行，必須對電解液進行凈化和調整，除去其中對電解過程危害較大雜質。在電積脫銅脫雜時，銅電解液中的As、Sb、Bi等雜質會與Cu一起在陰極析出，這些在陰極上產出的泥狀物(含Cu、As、Sb、Bi、Pb等)稱為黑銅泥。

目前，針對黑銅泥的處理方式較多采用返回配料進入熔煉系統，但這種方法造成砷在冶煉過程中的循環累積，嚴重影響金屬的直收率和產品質量，降低設備的生產能力，危害工人身體健康。為了克服上述問題，一些廠家和研究者對黑銅泥中的砷進行開路處理研究。專利CN 103288133A用氫氧化鈉做浸出劑，通入空氣攪拌浸出黑銅泥中的砷，然后調節浸出液pH至-1～1，通入SO₂氣體還原，還原后溶液經蒸發濃縮結晶得到As₂O₃沉淀。雖然該方法實現了砷的開路，但過程藥劑用量大，中和過程產生大量無用的鹽，無法產生經濟效益。專利CN103290221A采用硫酸氧化浸出的方法處理黑銅泥，使銅和砷進入溶液，通過蒸發結晶得到硫酸銅，結晶母液調節pH至2.5～7后反應得到砷酸銅沉淀，硫酸浸出渣采用堿性硫化浸出，結合氧化、酸溶、中和等工藝提銻。該工藝流程冗長，得到的砷酸銅市場需求小，化學性質不穩定，難以處理。專利CN 106148702A采用相似的方法處理黑銅泥，但在砷的脫除工藝上存在差異：在蒸發結晶母液中加入亞鐵源得到性質更加穩定的臭蔥石。

發明內容

針對現有從黑銅泥中提取砷的工藝存在的缺陷，本發明的目的是在于提供一種高效、環保、經濟，能從黑銅泥中高效回收高純度砷的方法，該方法解決現有工藝砷分散嚴重、成本高、存在安全隱患等問題。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種從黑銅泥中回收砷的方法，包括以下步驟：

1)將黑銅泥粉末在氧化條件下進行堿性浸出后，固液分離，得到含砷堿液和渣相I；所述黑銅泥包含砷化銅、單質砷、單質銅、氧化銅和氧化亞銅主要物相；

2)在所述含砷堿液中加入石灰進行苛化后，固液分離，得到堿液和渣相II；所述堿液作為堿性浸出劑返回步驟1)的堿性浸出；

3)所述渣相II與碳質還原劑混合后，置于惰性或還原氣氛中，在負壓條件下進行還原焙燒，焙燒煙氣經過收集、冷卻，得到單質砷產品；焙燒固體產物即石灰，返回步驟2)用于含砷堿液苛化。

本發明的技術方案關鍵在于采用了堿性氧化浸出、石灰苛化及還原焙燒相結合的工藝，不但實現了黑銅泥中砷與金屬的高效分離和提取，而且實現了堿浸出劑和苛化石灰的循環利用，大大降低了工藝的成本。本發明的技術方案首先將黑銅泥采用氧化堿浸出，能使砷選擇性進入液相，而銅等金屬富集在渣相中，實現了黑銅泥的源頭脫砷過程，避免了金屬回收過程中砷的積累，有利于金屬回收；而砷富集液巧妙地利用石灰苛化后，使堿性浸出劑再生，實現堿浸出液的循環，同時砷酸鈉等轉化成砷酸鈣沉淀。而砷酸鈣采用真空還原焙燒，得到單質砷產品，且使石灰再生，實現石灰的循環使用。該方法實現了堿浸出液和石灰的閉路循環，既符合環保要求，又降低了生產成本，產生了可觀的經濟效益。