[发明专利]一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法。属于资源回收技术领域。

技术背景

铋是一种稀有金属，铋的矿物大都与钨、钼、铅、锡、铜等金属矿物共生，很少形成有单独开采价值的矿床，所以需要在其它主金属选矿过程中分离铋精矿。另外，铋也常进入其他主金属提炼过程的副产物中，如铅阳极泥、铜熔炼及吹炼的烟尘等。因此，铋通常是在铜、铅、锌等金属的生产过程中作为副产物加以回收利用的。

在从阳极泥或各种冶炼烟尘中回收铋时通常采用湿法冶金的工艺技术，即通过酸浸处理使铋进入溶液相，再通过调整溶液的pH值使其发生水解沉淀。为了提高铋的浸出率，浸出用的酸溶液中一般含有大量的氯离子，如H₂SO₄-NaCl溶液、H₂SO₄-FeCl₃溶液等，由此得到的水解产物通常是BiOCl。将该水解产物溶解于酸后通过铁粉置换反应即可得到海绵铋。研究表明，只有在砷含量比较低的情况下溶液中的铋才能水解生成BiOCl，而当溶液中的砷含量比较高时，在沉铋前首要要对溶液进行脱砷处理，该处理过程往往会造成铋的损失从而使整个工艺过程中铋的回收率下降。

对于砷含量较高的烟尘或阳极泥而言，在进行酸浸处理时由于砷和其它金属也会被浸出到溶液中，需要复杂的脱砷工艺对其做进一步的处理后才能回收铋。因此，研究一种不需要对溶液进行单独的脱砷处理，直接从砷浓度较高的含铋溶液中回收铋和砷的方法，实现两种元素的高效分离与回收利用，非常必要。

发明内容

本发明的目的是要提出一种从含砷和铋的溶液中回收铋和砷的方法，重点是回收从阳极泥、冶炼烟灰等含铋物料的酸浸液中回收砷和铋，使浸出液能够得到高效利用，提高冶炼废渣处理的社会经济效益。

本发明一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法，包括下述步骤：

第一步：选择性共沉积

将含砷铋的溶液的pH值调整到0～1，搅拌不少于30分钟，过滤，得第一滤渣和第一滤液，所述第一滤渣主要含砷和锑，用常规回收方法回收；将第一滤液的pH值调整到2.5～4，搅拌不少于30分钟，过滤；得第二滤渣和第二滤液，第二滤渣为铋和砷以砷酸铋形式的共沉积物；

第二步：碱浸处理工序

将第一步所得的第二滤渣与碱溶液混合，在搅拌的情况下，于20～95℃进行碱浸处理，得到浆料；过滤，得到第三滤渣和第三滤液备用；所述氢氧化钠溶液与第二滤渣混合物的液固比为(3-6)∶1；碱浸处理时间不少于60分钟；

第三步：第三滤液蒸发结晶，回收砷酸盐

将第三滤液在50～95℃蒸发浓缩，结晶析出砷酸钠；回收砷酸钠后的母液返回碱浸处理工序；

第四步：第三滤渣置换回收铋

将第三滤渣溶解在含氯离子的硝酸溶液中，加还原铁粉与溶液中的Bi³⁺进行置换反应制备海绵铋。

本发明一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法中，所述含砷铋的溶液是指含有铋和砷的矿物或冶炼渣得到的酸浸液。

本发明一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法，所述第一步中，pH值调整采用氨水或氢氧化钠溶液进行。

本发明一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法，所述第一步中，将含砷铋的溶液的pH值调整到0～1；将第一滤液的pH值调整到2.5～4。

本发明一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法，所述第二步中的碱溶液为碱金属氢氧化物溶液，浓度为1～10mol/L；优选氢氧化钠溶液。

本发明一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法，所述第四步中，含氯离子的硝酸溶液是硝酸与氯化钠或氯化铁的混合溶液，其中氯离子浓度为0.5～1mol/L，硝酸浓度为1.15～1.25mol/L。

本发明一种从含砷铋的溶液中回收铋和砷的方法，所述第四步中，还原铁粉的加入量不少于化学计量比的1.5倍。

本发明由于采用上述工艺方法，根据含有铋和砷的矿物或冶炼渣得到的酸浸液中除含有铋和砷外，还含有锑、铁、铜、锌等其他金属离子，其pH值一般小于0。因此，首先向溶液中添加氨水或氢氧化钠溶液，将溶液的pH值调到0～1之间，最好是在0～0.8之间，搅拌30分钟后过滤，滤渣主要含砷和锑，用常规回收方法回收利用；滤液用于回收砷和铋。使酸浸液中的铋、砷与其他金属离子分离。