[發明專利]一種銅冶煉過程中所產含銅砷煙灰綜合利用的方法

在審

• 申請號: 202010626049.3
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111979421A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 郝冬冬;熊敬超;朱飛;黃丹;張浩浩;姚明志;萬磊
• 申請（專利權）人: 中冶南方都市環保工程技術股份有限公司
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B15/00;C22B13/00;C22B30/04
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明提供了一種銅冶煉過程中所產含銅砷煙灰綜合利用的方法，主要包括以下步驟：(A)常壓酸浸：將煙灰物料混勻后，取適量的物料在合適的液固比、溫度以及酸濃度條件下攪拌浸出，得到浸出料漿；(B)硫化沉銅：步驟(A)中的浸出料漿經固液分離后，向浸出液中加入硫化劑，在適宜的硫銅比和溫度條件下，將溶液中銅轉化為硫化銅渣；(C)SO₂還原：步驟(B)中的沉銅后液經SO₂氣體還原，將溶液中的五價砷還原為三價砷；(D)蒸發濃縮、冷卻結晶：步驟(C)中的還原后液經蒸發濃縮后，將溶液調整至適宜的砷濃度，在冷卻結晶制備工業白砷。本方法能有效回收其中的銅、砷等金屬，將砷轉化為白砷產品，從根本上解決了砷的危害和污染問題。

技術領域

本發明屬于濕法冶金與環保技術領域，具體涉及一種銅冶煉過程中所產含銅砷煙灰綜合利用的方法。

背景技術

銅是一種重要的有色金屬，在人類文明進程中從青銅時代開始，到幾千年后的電氣時代，直至當今的信息時代，銅一直是應用最廣泛的金屬材料之一。近年來我國精煉銅產量已高居世界榜首，但銅資源卻較為匱乏，銅精礦自給率嚴重不足，為緩解我國銅冶煉工業原料緊張這一問題，各冶煉企業處理復雜物料比例逐漸升高，使得低品位、復雜多金屬礦被大量開發。

由此伴隨銅精礦進入熔煉系統的雜質元素也急劇增加，經造锍熔煉和銅锍吹煉之后，其中大部分易揮發物質進入煙氣，最終以氧化物或硫酸鹽的形態存在于煙灰中，形成銅冶煉煙灰。煙灰中一般包含Cu、Zn、Pb、As、Sb、Bi、Cd、Ag、Au和In等金屬元素，若直接排放，其中的重金屬會對環境產生巨大的危害；若將其返回銅熔煉系統，會使系統內的有害元素不斷累積，降低熔煉系統的處理能力，影響正常生產。故需對銅冶煉煙灰進行資源化處置。

中國專利申請“一種含砷銅冶煉煙塵酸浸液砷、銅、鋅高效分離與回收的方法”(CN109913658A)報道了煙塵酸浸液經沉砷后，經萃取和反萃工序提取金屬銅和鋅，分別采用Lix973Ns-Lv與260#磺化煤混合液作為銅萃取劑，P204與260#磺化煤油作為鋅萃取劑，硫酸作為反萃劑。此方法主要不足之處在于整個工藝流程較復雜，實際生產成本較高。

中國專利申請“一種銅冶煉煙灰與污酸聯合處理的方法”(CN105950874A)和“一種污酸中酸的資源化利用及砷的固化方法”(CN107459166A)均報道了將污酸和煙塵聯合處置，但其主要不足之處在于對于砷分別生成硫化砷渣和臭蔥石進行固化，并未從根本上將其進行資源化利用。

因此，在現有工藝基礎上進行進一步資源化利用的研發工作具有重要的經濟和環保效益。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之缺陷，提供了一種銅冶煉過程中所產含銅砷煙灰綜合利用的方法。

本發明是這樣實現的：

本發明提供一種銅冶煉過程中所產含銅砷煙灰綜合利用的方法，主要包括以下步驟：

(A)常壓酸浸：將煙灰物料混勻后，取適量的物料在合適的液固比、溫度以及酸濃度條件下攪拌浸出，得到浸出料漿；

(B)硫化沉銅：步驟(A)中的浸出料漿經固液分離后，浸出渣送鉛冶煉系統，向浸出液中加入硫化劑，在適宜的硫銅比和溫度條件下，將溶液中銅轉化為硫化銅渣返回銅熔煉配料工序，殘留溶液為沉銅后液；

(C)SO₂還原：步驟(B)中的沉銅后液經SO₂氣體還原，將溶液中溶解度較高的五價砷還原為低溶解度的三價砷，形成還原后液；

(D)蒸發濃縮、冷卻結晶：步驟(C)中的還原后液經蒸發濃縮后，將溶液調整至適宜的砷濃度，在冷卻結晶制備工業白砷。

進一步地，步驟A中的煙灰物料來自于銅冶煉過程所產的白煙灰，或者銅冶煉過程中其他高銅砷煙塵。