[發明專利]一種煉銅白煙塵與污酸資源化協同處理回收多金屬的方法

在審

• 申請號: 202110340982.9
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113088708A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 韓海生;張滎斐;孫偉;袁佳;田佳;楊越;岳彤
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B15/00;C22B19/30;C22B19/20;C22B13/00;C22B30/04;C22B30/06;C01G28/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發明公開了一種煉銅白煙塵與污酸資源化協同處理回收多金屬的方法。該方法包括煉銅白煙塵采用污酸浸出和污酸梯級緩釋硫化兩條路線；即煉銅白煙塵采用污酸浸出，浸出液利用活性硫化砷渣置換沉銅，而活性硫化砷渣由污酸梯級緩釋硫化獲得，置換沉銅后的富砷溶液通過還原、冷卻結晶得到二氧化二砷產品和結晶母液，結晶母液返回制備活性硫化砷渣過程；污酸梯級緩釋硫化后液則進行多金屬提取和廢水凈化回用。該方法的兩條路線所得產物交互利用形成閉路循環，實現整個系統內廢物循環利用，且整個工藝可零排放，且該方法過程簡單，成本低，實現了污酸和煉銅白煙灰中有價金屬元素和砷的綜合資源化回收，利于工業化的應用。

技術領域

本發明涉及一種煉銅白煙塵和污酸的處理方法，具體涉及一種煉銅白煙塵與污酸資源化協同處理回收多金屬的方法，屬于濕法冶金技術領域。

背景技術

在銅的火法冶煉過程中，會產生大量的含銅廢渣。在熔煉的過程中，大量可揮發的元素會隨著SO₂的揮發進入煙塵中，這其中會機械夾雜部分含銅物質，SO₂被用來制取硫酸，這些煙塵會在制酸前被收塵裝備收集，從而形成銅煙塵。同時在制酸前要進行煙氣凈化，此過程中會產生大量含重金屬的強酸性廢水，簡稱污酸。污酸水量大，成分復雜，含有砷、銅、鉛、鋅、鎘、鉍等有害金屬離子，需進行深度處理、達標排放。

不管是銅煙塵還是污酸，其中含有大量的有價金屬待回收，特別是銅煙塵，不僅有價元素含量多，且產量巨大，隨意放置將造成資源的極大浪費。如果這部分資源能得到回收和妥善處理將極大地緩解我國市場對銅巨大的需求量壓力，減少銅資源的進口量。因此，對有色金屬冶煉過程中產生的廢渣進行重新循環利用不僅可以提高資源利用效率和改善環境，還可以促進經濟和社會的可持續發展。

然而，在當前中國銅冶煉行業中，二次資源的利用率并不高，其主要原因是這些銅冶煉廢渣中除了含有可回收的有價元素和貴金屬外，還含有大量難以處理的砷；砷在自然界中與有色金屬礦共生或伴生，受人類礦冶活動(特別是銅、鉛、鋅、金冶金行業)因素的影響，砷經過開采和選礦后隨精礦一同進入有色冶煉廠進行冶煉，在環境中進行不斷的遷移和富集。若要回收和利用這些銅基固廢中有價金屬元素，首先需要解決的問題就是如何實現其中的砷與有價金屬元素的高效分離。

目前大多數企業并未采用行之有效的方法來處理這些煙灰，而是將其直接返回熔煉系統進行處理，這使得砷在系統中循環往復，造成累積，不僅會對工人身體造成危害，還會嚴重惡化產品的品質。污酸的處理則直接采用中和沉淀法，這種方法不僅無法回收其中的有價金屬元素，還會產生大量石膏渣，增加了廢渣堆放和處理的難度。上世紀八十年代以后，隨著國家對環保問題的重視，濕法開始占據銅煙灰處理工藝的主要地位，含砷銅煙灰中元素眾多，使用濕法處理可以使得其中的有價元素選擇性地進入浸出液或留在浸出渣中，之后對浸出液和浸出渣分別采取不同的處理方式回收其中的有價金屬，可以最大限度地實現銅冶煉煙灰的綜合回收處理。但濕法處理存在后續溶液有價金屬分離效果差等難題，目前的濕法工藝雖已在有價金屬的分離中取得了進步，但砷大多還是以硫化砷渣的危廢渣形式分離出來，增加了處理的負擔。因此，目前迫切需要既能高效地實現污酸和白煙塵中有價金屬與砷的分離，又不產生其它難以處理的中和渣和危廢渣的處理辦法。

發明內容

為了克服傳統銅冶煉煙灰與污酸處理方法存在的不足，本發明的目的是在于提供一種將煉銅白煙塵與污酸資源化協同處理回收多金屬的方法，該方法操作過程簡單，成本低，實現了有價金屬元素的梯級回收，并且整個工藝可零排放，無渣化，有利于工業化的應用。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種煉銅白煙塵與污酸資源化協同處理回收多金屬的方法，該方法包括以下步驟：

1)將煉銅白煙灰采用污酸浸出，包含銅和砷在內的元素進入浸出液中，而包含鉛和鉍在內的元素進入渣相中；所述渣相作為鉛鉍合金原料返回火法冶煉；

2)將污酸采用緩釋硫化劑進行梯級硫化沉淀，依次回收包含硫化銅在內的金屬硫化物和活性硫化砷渣，余液為多金屬溶液；