[發明專利]一種銅冶煉含砷煙塵的處理方法

在審

• 申請號: 202310422975.2
• 申請日: 2023-04-19
• 公開（公告）號: CN116287759A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 張旭;李清湘;段志勇;崔鵬;張云彭;喬濤
• 申請（專利權）人: 昆明瀚創科技有限公司;深圳市新能通環境科技有限公司
• 主分類號: C22B15/00
• 分類號: C22B15/00;C22B19/20;C22B19/30;C22B30/04
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發明涉及一種銅冶煉含砷煙塵的處理方法。銅冶煉含砷煙塵采用硫酸水溶液浸出，獲得鉛鉍渣。采用硫化砷渣分離浸出液中的銅、砷、獲得低砷的硫化銅渣，沉銅溶液冷卻得到純度較高的三氧化二砷晶體，結晶后液返回銅冶煉含砷煙塵浸出系統循環使用，鋅在過程中循環富集得到高濃度硫酸鋅溶液，可采用傳統的鋅回收方法回收鋅，整個過程無廢液、廢氣排放，在實現銅冶煉含砷煙塵中有價元素較為徹底分離的同時，可同時處理大量的硫化砷渣，大幅度提高了銅冶煉含砷煙塵處理的經濟效益。

技術領域

本發明涉及有色金屬冶金領域，主要涉及一種銅冶煉含砷煙塵的處理方法，具體地說是涉及一種銅冶煉產出的高砷煙塵分離砷和回收有價金屬的方法，針對現有濕法處理高砷煙塵處理技術的不足，進行了改進。

背景技術

全球砷礦資源探明儲量70％集中在中國。據統計，全國約70％的砷采出量廢棄于選礦尾砂中，只有20％左右進入冶煉廠。據不完全統計，僅每年隨精礦進入冶煉廠的砷總量就已超過8萬噸，但回收的砷僅約占進廠總砷量的10％。銅火法冶煉工藝種類較多，按熔煉類型可分為漂懸熔煉(閃速熔煉、閃速吹煉)、熔池熔煉(底吹或側吹熔煉)，由于銅礦中伴生的砷在冶煉過程中易揮發，火法煉銅過程中產生大量含砷煙塵，在銅锍吹煉過程中產出的煙塵稱為白煙塵，艾薩爐或澳爐熔煉中的產出的煙塵稱為艾薩爐煙塵或澳爐煙塵，這些煙塵砷含量高且成分復雜、成分變化大，共同點是均含有大量Cu、Pb、Zn、Bi等有價金屬，是銅冶煉過程中產生的主要固體副產物，本發明中將這類煙塵統稱為銅冶煉含砷煙塵。這類煙塵若返回熔煉系統，由于砷等雜質元素在冶煉系統中的循環累積，將會導致爐況惡化，必須開路處理，一部分銅冶煉企業自建含砷煙塵處理系統，但由于處理工藝不夠完善，導致經濟效益差，另一部分銅冶煉企業則采用公開招標的方式將此類煙塵出售給具有相關資質的專業處理廠家。

硫化砷渣是含砷制酸煙氣洗滌產生的污酸采用硫化沉淀產出的砷的硫化物，也是一種含砷的危險廢棄物。這兩種含砷危險廢棄物均為銅冶煉廠火法熔煉系統產出，現主要送至專業危廢處理廠集中處置，隨著國家環保政策日趨嚴格，危廢轉移要求逐漸增高，就地處理迫在眉睫。

銅冶煉含砷煙塵和硫化砷渣一般采用火法或濕法技術進行處理。火法處理工藝利用三氧化二砷的易揮發性在高溫下將砷揮發和重金屬分離，雖然流程簡單，處理量大，但煙氣的收塵系統要求較高，生產過程中由于含砷煙氣泄漏，易造成二次環境污染，且對操作人員身體構成較大危害。濕法處理工藝主要為酸浸、水浸法，濕法處理工藝操作環境較好，是今后發展的主流方向，但所使用的技術尚需完善。文獻[1、5]對現有銅冶煉白煙塵工藝進行了總結，指出了目前處理工藝存在的不足。

現有處理方法存在銅砷浸出率較低，砷在濕法處理過程中產出含砷渣危廢、銅砷分離不徹底等不足。為解決常壓下銅砷浸出率偏低的問題，一些研究提出采用高壓浸出工藝[2]，雖然高壓浸出可以獲得較高的砷浸出率，但設備、操作均較為復雜、處理成本較高。

濕法處理所得到的浸出液，含有大量砷、銅、鋅等有價元素，砷大部分以五價砷形態存在，為分離這些元素，現有技術[3-6]常采用鐵粉置換銅或電積法沉銅，銅分離效果較好，對于溶液中的五價砷，采用二氧化硫還原法將五價砷還原為三價砷，而三價砷溶解度較低，從溶液中析出，可將部分砷以三氧化二砷結晶形式產出，但這種方法存在大量酸產出的問題，對于結晶后液，再采用加入氧化劑將二價鐵氧化成三價鐵，再加石灰沉砷獲得含有大量硫酸鈣的鐵砷渣，和脫砷后液，此脫砷后液，采用鋅粉置換鎘后，濃縮、冷卻結晶產出硫酸鋅產品，結晶母液返回浸出。顯然這些方法流程長、能耗高、經濟效益差，且產出難處理的砷鐵渣危廢。

為解決浸出液處理工藝的不足，一些專利提出了采用硫化砷渣作為沉銅劑沉銅的方法，而硫化砷渣是含砷制酸煙氣洗滌產生的污酸采用硫化沉淀產出的砷的硫化物，也是一種含砷的危險廢棄物，顯然這一思路具有良好的發展前景。

日本專利昭59－128216公開了一種采用硫酸銅溶液處理硫化砷渣的方法，反應如下：