[發明專利]一種砷菱鉛礬的電化學處理方法

有效

• 申請號: 202010480706.8
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN111534688B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 康金星;宋磊;王鑫;于傳兵;郭素紅;王傳龍;劉志國;王亞運
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: C22B3/06
• 分類號: C22B3/06;C22B3/10;C22B13/00;C22B11/00;C22B30/04;C25C1/18;C25C1/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王海燕

本發明公開了一種砷菱鉛礬的電化學處理方法，包括：a將砷菱鉛礬與酸性電解液混合作為電解質置于電化學反應裝置陽極室內，陰極室內充填活性炭；b向陰陽極間輸入電壓，使所述電解質進行電化學催化溶解反應和電化學沉積反應，砷在陽極沉積，鉛在活性炭上沉積；c將步驟b得到的陽極沉積產物、活性碳電沉積鉛產物與電解液分別過濾分離回收。本發明的砷菱鉛礬的電化學處理方法，能夠充分回收利用砷菱鉛礬中的鉛，鉛與砷分離效率高，無污染、工藝簡單，并且能耗低。

技術領域

本發明屬于砷菱鉛礬的濕法冶金技術領域，具體涉及一種砷菱鉛礬的電化學處理方法。

背景技術

砷菱鉛礬是一種硫砷酸鹽礦物，標準化學式為PbFe₃[AsO₄][SO₄](OH)₆，理論鉛含量為29.1％，砷含量為10.5％，見于某些高砷多金屬氧化礦或硫化礦床的氧化帶中，也作為有害雜質分布在某些鐵帽型褐鐵礦中，或可能作為有害物質存在于一些物料電化學加工過程中。上世紀90年代末國內開始有了關于砷菱鉛礬研究的報道，但研究內容大多局限于成因礦物學及其地質意義。已報道砷菱鉛礬的礦物性質表明，礦物中鉛與砷關系十分密切，其礦物結晶度較差，呈細脈狀、網脈狀、浸染狀等結構，與其他礦物關系緊密。如福建某鐵品位為46.10％鐵帽型褐鐵礦，礦石中鉛和砷的含量分別高達2.54％和1.99％，鐵精礦中鉛和砷含量直接影響礦石的合理開發。又如皖南南陵呂山地區含金的氧化礦石，砷菱鉛礬礦物含量高達50％。相對于國內，國外砷菱鉛礬的分布相對較多，如伊朗西北部Anbouran氧化鉛鋅礦床中鉛礦物主要為白鉛礦、砷鉛礦和砷菱鉛礬，中國黃金在非洲剛果(布)開發的索瑞米銅鉛鋅多金屬項目中就有部分高砷菱鉛礬含量的鉛資源。這些資源的合理開發利用過程，都面臨著砷和鉛分離及處置問題。

砷菱鉛礬存在于某些多金屬氧化礦或硫化礦的氧化帶中，其含有較高的鉛，是鉛的重要潛在資源；但因其同時砷含量高，回收利用需同時恰當處置含砷組分。目前，針對砷菱鉛礬的加工利用工藝報道極少，開采出的高品位含砷菱鉛礬物料基本處于堆存，或低品位伴生的作為難處理組分影響著其他精礦產品的質量，均未對其進行合理利用或分離。

砷菱鉛礬選礦富集回收難度系數大，因其表面易水化，可浮性差，硫化浮選困難，尤其是浮選過程受金屬離子影響非常顯著，如極少量Fe³⁺明顯惡化浮選；另外，砷菱鉛礬的比重與磁化系數與褐鐵礦相似，通常難以采用物理方法將其從某些鐵精礦中分離。

從高含量或富集后的砷菱鉛礬中回收鉛，仍需采用濕法或火法的方式處理回收鉛。

火法處理砷菱鉛礬時，通常添加還原劑將含砷物料還原為As₂O₃后揮發收集為白砷，但白砷市場小，其面對的問題有1)焙燒產出的含砷煙氣帶來的環境壓力非常大；2)焙燒后As仍有部分殘留在渣相中，難以充分處理；3)由于該類礦物焙燒過程中優先脫除較多的OH-，處理能耗會非常高；4)火法處理固定投資成本相對要大。

某些含有鉛與砷的物料濕法分離過程中，多是采用堿性溶液將砷以堿砷酸鹽溶解于溶液中，如氫氧化鈉溶浸體系使砷以亞砷酸鈉溶解，而鉛殘留在渣相中，但對于砷菱鉛礬而言，由于采用堿處理難以破壞分解氫氧化鐵及鉛礬組分，通常砷的溶浸效率低。

因此，急需開發一種能夠從砷菱鉛礬中有效回收鉛的處理方法。

發明內容

本發明是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識做出的：

從元素及化合物組成來看，砷菱鉛礬表現為類似鉛礬(PbSO₄)、砷酸鐵(FeAsO₄)及氫氧化鐵(Fe(OH)₃)三者混合物的物化性質。目前，關于這三類物質的處理工藝的報道，在選礦富集、濕法冶煉及火法處理三個方面均有涉及，但均難應用在砷菱鉛礬的回收上。