[發明專利]一種從黑銅泥中回收銅碲及砷無害化處理的方法

有效

• 申請號: 202111008193.1
• 申請日: 2021-08-29
• 公開（公告）號: CN113699379B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 劉智勇;劉志宏;周蓬勃;張家潤;教光輝;袁啟盛;王紅軍;李啟厚
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;C01B19/00;C01B19/02;C01G49/00
• 代理公司: 長沙啟昊知識產權代理事務所(普通合伙) 43266
• 代理人: 張海應

本發明公開了一種從黑銅泥中回收銅碲及砷無害化處理的方法，具體步驟如下：首先，將黑銅泥與硫酸溶液混合后進行氧壓浸出；其次，浸出液經鐵粉置換得到海綿銅和置換后液；隨后，置換后液經FeSO₄溶液和O₂協同氧化得到固砷礦物—臭蔥石和脫砷后液；最后，脫砷后液經SO₂還原產出粗碲。本發明將銅以海綿銅的形式返回陽極精煉工序進行回收，砷以臭蔥石的形態進行固化堆存，碲以粗碲為產品，銻、鉍、鉛等雜質富集于浸出渣中，實現了銅、碲的回收，砷的無害化處理，銻、鉍、鉛的富集，具有綜合利用率高、無污染、成本低、便于工業化應用等優點。

技術領域

本發明涉及冶金技術，具體涉及一種從黑銅泥中分離銅碲及砷無害化處理的方法。

背景技術

銅電解精煉過程中，隨著電解的進行，電解液中的雜質(砷、銻、鉍等)不斷累積，當達到一定濃度后在陰極析出，從而影響陰極銅的質量。因此，為避免上述現象發生，需定期凈化電解液。目前最常用的凈化方法為電積法，凈化時，砷、銻、鉍、銅等在陰極析出，生成黑色的泥狀物即為黑銅泥。

黑銅泥中含有15～30％的砷、1～6％的碲和40～60％的銅，具有較大的回收價值。黑銅泥中銅、碲和砷的處理方法分為火法工藝和濕法工藝，目前以濕法工藝為主。火法工藝有焙燒法、真空碳還原法等，主要是在高溫下將砷轉化為易揮發的化合物，銅留在渣相，從而完成分離回收。火法工藝適應性強、流程短，但是存在反應能耗高，設備要求嚴格，安全隱患大，工作環境不理想等問題，不適宜綜合處理黑銅泥。濕法工藝主要包括酸浸法、堿浸法、氧壓酸浸法、氧壓堿浸法以及焙燒—浸出法，主要是通過控制不同的浸出條件浸出銅、碲和砷。首先，使銅以離子的形態進入浸出液，用于制備硫酸銅等銅鹽產品。然后，處理浸出渣，使砷以砷酸(鹽)、亞砷酸(鹽)的形式進入溶液，隨后經還原制備三氧化砷或固化得到砷酸銅、砷酸鈣、臭蔥石等固砷礦物。

CN106148702A公布了一種黑銅泥氧化酸浸—氧化沉砷的工藝，使砷和鐵形成穩定的臭蔥石沉淀，實現砷的開路及無害化處理，但是該工藝未考慮其它元素如碲、銻的回收，所用試劑過氧化氫價格昂貴，成本高、綜合回收效果差。CN103290221A公布了一種氧化酸浸—硫化堿浸同時分離銅、砷、銻的方法，該方法產出的砷酸銅、砷酸鈉可以用于制備木材防腐劑，但是由于目前市場需求很小，經濟價值并不高。另外，該方法的三段浸出工序交替使用酸堿，試劑消耗量大，工藝復雜。CN110643815A公布了一種黑銅泥中砷無害化處理的方法，該方法通過氧化酸浸—中和沉砷—臭蔥石固化沉砷等工序，使砷轉化為可堆存的砷酸鈣和臭蔥石，但是工藝繁瑣，試劑消耗量大，成本高。

針對黑銅泥處理工藝存在的有價金屬回收率低、固砷化合物不穩定、工藝復雜等問題，本發明旨在提供一種從黑銅泥中高效回收銅、碲及砷無害化處理的方法。本發明采用氧壓酸浸、鐵粉置換脫銅、協同氧化沉砷、SO₂還原除碲等工藝，旨在實現銅、碲的回收，砷的無害化處理，銻、鉍、鉛的富集。

發明內容

針對黑銅泥處理工藝存在的有價金屬回收率低、固砷化合物不穩定、工藝復雜等問題，本發明旨在提供一種從黑銅泥中高效回收有價金屬銅、稀散金屬碲及砷無害化處理的方法，該方法采用氧壓酸浸、鐵粉置換脫銅、協同氧化沉砷、SO₂還原除碲等工藝，旨在實現銅、碲的回收，砷的無害化處理，銻、鉍、鉛的富集，具有銅和碲回收率高、砷固化物性質穩定、流程短、成本低、適合工業化推廣等優勢。

為了實現上述目的，本發明提供了一種從黑銅泥中分離銅、碲及砷無害化處理的方法，包括以下步驟：

(1)氧壓酸浸：將黑銅泥與濃度為1-4mol/L的硫酸溶液按照液固比為10-25:1(mL/g) 均勻混合，在氧分壓0.5-1.2MPa、浸出溫度140-180℃、攪拌速度500-800r/min的條件下浸出 1-5h；