[發(fā)明專利]一種分離銅砷渣中銅和砷的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710605883.2
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107475519B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張杜超;令紅斌;盧一帆;楊天足;劉偉鋒;陳霖
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B30/04;C22B30/02;C22B15/00;C22B13/00
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一種分離銅砷渣中銅和砷的方法，本發(fā)明將銅砷渣在氫氧化鈉體系進行加壓氧化浸出，砷和少量的重金屬離子進入溶液中，剩余部分銅、銻、鉛經(jīng)氧化后進入氧化浸出渣中；進入加壓氧化后液中的重金屬離子進行硫化沉淀，所得砷酸鈉溶液則進行結(jié)晶脫砷后返回堿性加壓氧化浸出體系；進入氧化浸出渣中的銅、銻、鉛等采用硫酸浸出，銅進入溶液后可進行后續(xù)電積提銅，銻、鉛則保留在酸浸渣中進行后續(xù)分離和回收。本發(fā)明堿性加壓氧化浸出不但能夠?qū)崿F(xiàn)銅砷渣中砷的高效浸出，砷的浸出率達到96%以上，而且通過將銅砷渣中的銅進一步氧化，有利于后續(xù)銅的酸性浸出；重金屬離子銅、銻、鉛的沉淀率達到85%以上，對設(shè)備的腐蝕性較低，環(huán)境較友好；勞動強度低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中濕法冶金過程，特別是一種有效分離銅砷渣中銅和砷的方法。

背景技術(shù)

在銅電解精煉過程中，電解液中銅離子的增加量約為陽極泥溶解量的1.5~2.0%，此外電解液中還含有砷、銻、鉍等雜質(zhì)離子，通常采用電解沉積法除去銅以及砷、銻、鉛等雜質(zhì)離子。目前，在工藝上廣泛采用的為連續(xù)脫銅脫砷電積法，使溶液中的銅、砷、銻、鉛等共同析出，即產(chǎn)出銅砷渣（朱祖澤,賀家齊?，F(xiàn)代銅冶金學。北京：科學出版社，2003年，564-573）。

為了回收銅砷渣中的銅等有價金屬，并實現(xiàn)砷的開路，通常采用的主要冶煉方法為焙燒法、酸浸法和堿浸法等。焙燒法分為兩種，一種是直接焙燒法，利用三氧化二砷易揮發(fā)的性質(zhì)實現(xiàn)銅與砷的分離，然而由于銅砷渣中銅與砷形成的是固溶體，必須在熔化和攪拌條件下才能有效地分離砷，造成能耗較高，而且揮發(fā)出的三氧化二砷毒性大，污染環(huán)境；另一種是加堿焙燒法，通過將氫氧化鈉與銅砷渣混合均勻后在550度左右進行焙燒，焙燒所得的渣進行水浸，砷進入水溶液中，水浸后所得銅渣則進行酸浸或直接返回銅冶煉系統(tǒng)，該方法的主要缺點為能耗高和耐火材料的使用壽命短（陳彩霞，洪濤，張晗，趙秀麗。含砷銅物料中砷、銅分離試驗研究。銅業(yè)工程，2014,6:26-28,35；朱紀念，張晗。銅電解黑銅渣處理工藝應(yīng)用研究，世界有色金屬，2014,10:32-34。）。由于在酸性體系常溫常壓下，銅砷渣中的銅和砷浸出率低，采用酸性加壓氧化法浸出銅砷渣的工藝方案被提出，即在高溫高壓下，銅和砷進入硫酸浸出液后，通過調(diào)節(jié)溶液pH產(chǎn)出砷酸銅沉淀，然后采用氫氧化鈉浸出砷酸銅沉淀中的砷，銅則以氫氧化銅的形式回收，然而該工藝路線復雜，且酸性加壓過程對設(shè)備的腐蝕性較大，生產(chǎn)成本較高（張晗, 陳彩霞, 趙秀麗。全濕法工藝處理砷銅渣的試驗研究。有色金屬(冶煉部分)，2010，2:18-20）。此外，由于大部分砷在銅砷渣中以固溶體存在，常規(guī)的堿浸過程中砷的浸出率低，難以實現(xiàn)砷與銅、銻、鉍等有價金屬的良好分離。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服銅砷渣傳統(tǒng)處理工藝的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能有效處理銅砷渣的方法。

本發(fā)明為達到上述目的采用的技術(shù)方案是：將銅砷渣在氫氧化鈉體系進行加壓氧化浸出，砷和少量的重金屬離子進入溶液中，剩余部分銅、銻、鉛則經(jīng)氧化后進入氧化浸出渣中；進入加壓氧化后液中的重金屬離子進行硫化沉淀，所得砷酸鈉溶液則進行結(jié)晶脫砷后返回堿性加壓氧化浸出體系；進入氧化浸出渣中的銅、銻、鉛等采用硫酸浸出，銅進入溶液后可進行后續(xù)電積提銅，銻、鉛則保留在酸浸渣中進行后續(xù)分離和回收。

具體的工藝過程與技術(shù)參數(shù)如下：

1 加壓氧化浸出

銅砷渣經(jīng)堿性加壓氧化浸出實現(xiàn)砷的溶解和銅、銻、鉛的氧化。銅砷渣磨細至粒徑為0.074~0.25mm，用氫氧化鈉溶液漿化后加入高壓反應(yīng)釜內(nèi)進行氧化浸出，氫氧化鈉的濃度控制為40~120g/L，液固比（液體體積L與固體重量kg之比）為5~10:1，當反應(yīng)釜溫度升至120~220℃，開始通入氧氣，氧氣分壓控制在0.05MPa~0.50MPa，攪拌速度控制在600~1000r/min，反應(yīng)2~6h后停止通入氧氣，冷卻降溫，當溫度降至60℃以下，卸掉釜內(nèi)壓力，開始進行過濾，得到加壓氧化后液和氧化浸出渣。

硫化沉淀