[发明专利]黑铜泥资源化无害化的处理方法

说明书

本发明涉及一种黑铜泥资源化无害化的处理方法，包括氧化浸出，采用常压热酸氧化浸出或加压氧化浸出，若常压热酸氧化浸出，按液固比为4～20，将黑铜泥与浓度20～200g/L的硫酸调浆，控制反应温度并充入空气，按0.5‑2t/t_黑铜泥加入双氧水反应，得浸出液和浸出渣；萃取‑电积，向稀释浸出液加入特定有机相，控制相比与时间，将洗涤后负载有机相进行萃取‑电积；沉砷固砷，向萃余液加碱中和降酸、浓密、酸化脱砷、洗涤，得溶液和石膏渣，向溶液加含铁试剂和双氧水使其成Fe³⁺和As⁵⁺，加入臭葱石晶种，控制pH值和反应时将进行固砷、浓密、加碱中和液固分离，沉砷渣入填埋场。它具有高效回收铜等有价金属，实现砷开路及无害化处理，工艺简单、成本低、处理效果好、对环境污染风险小等优点，适于有色金属冶炼及环保领域应用。

技术领域

本发明涉及一种黑铜泥资源化无害化的处理方法，适于有色金属冶炼及环保领域应用。

背景技术

黑铜泥为铜电解精炼过程中，电解液净化脱铜脱杂工序在阴极产生的黑色泥状物。黑铜泥中含有30-60%的铜、20-40%的砷，还含有少量锑、铋、铅。

黑铜泥传统的处理方式是作为配料返回熔炼系统，会造成砷在熔炼系统中循环、累积，不仅恶化炉况，降低熔炼系统的处理能力，也增加了烟尘产量且砷、铋、铅等杂质无法去除，在冶炼过程中也循环累积。过量砷随烟气进入转化过程势必影响制酸触媒使用寿命，降低二氧化硫转化率和硫酸产品质量，增加了制酸工序运行成本；同时也导致阳极板中砷含量越来越高，影响阴极铜产品的质量，增加后续砷开路成本及造成电解液中有价金属损失。

为减轻或避免以上问题，有人可对黑铜泥进行开路处理。目前黑铜泥开路处理工艺主要有火法和湿法两种。火法又包括直接焙烧法和加药剂焙烧法两类，湿法包括碱浸法和酸浸法两类。

（一）火法

（1）直接焙烧法

将黑铜泥置于冶炼炉内，在氧气气氛中加热到500-700℃，氧化产生的As₂O₃以气态方式进入烟气，其它高沸点和不易挥发的物质保留在物料中。直接焙烧法收尘效率高，低温收尘器的烟尘杂质少，白砷的纯度达到80%。但同时存在操作难于控制，生成的As₂O₃毒性很大，对烟尘收集及人员健康具有较大的挑战，存在一定的安全隐患。且As₂O₃产品市场空间小，销售困难。

（2）加药剂焙烧法

在高温热处理过程中加入碱性精炼熔剂（NaOH、Na₂CO₃等），同时高温条件下黑铜泥中低价砷被鼓入的压缩空气中的氧气氧化。氧化后的高价砷氧化物与碱在高温下分解出来的Na₂O反应，生成易溶于水的Na₃AsO₄或Na₃AsO₃。焙砂经过浸出将砷溶解，再用其他方式将砷回收或固化处置。专利CN 108048664A将黑铜泥与碱混合，在550-700℃下焙烧；将焙烧产物与水混合溶浸、过滤后，对溶浸液进行分步结晶得到砷酸钠产品和碱。该工艺药剂耗量较大，药剂成本高，且操作较难控制。

（二）湿法

（1）碱浸法，通过加入碱或混碱并通入空气进行氧化浸出，实现黑铜泥中砷的选择性浸出。浸出液采用浓缩结晶制备砷酸铜或砷酸钠或采用苛化沉淀富集砷，砷渣酸溶后进行结晶或还原制备As₂O₃。但该法存在碱耗高，系统引入钠容易造成硫酸钠结晶问题，副产品石膏渣砷含量偏高，砷酸钠和As₂O₃产品堆存及市场出路等问题。