[发明专利]一种炼铜白烟尘与污酸资源化协同处理回收多金属的方法

说明书

本发明公开了一种炼铜白烟尘与污酸资源化协同处理回收多金属的方法。该方法包括炼铜白烟尘采用污酸浸出和污酸梯级缓释硫化两条路线；即炼铜白烟尘采用污酸浸出，浸出液利用活性硫化砷渣置换沉铜，而活性硫化砷渣由污酸梯级缓释硫化获得，置换沉铜后的富砷溶液通过还原、冷却结晶得到二氧化二砷产品和结晶母液，结晶母液返回制备活性硫化砷渣过程；污酸梯级缓释硫化后液则进行多金属提取和废水净化回用。该方法的两条路线所得产物交互利用形成闭路循环，实现整个系统内废物循环利用，且整个工艺可零排放，且该方法过程简单，成本低，实现了污酸和炼铜白烟灰中有价金属元素和砷的综合资源化回收，利于工业化的应用。

技术领域

本发明涉及一种炼铜白烟尘和污酸的处理方法，具体涉及一种炼铜白烟尘与污酸资源化协同处理回收多金属的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

在铜的火法冶炼过程中，会产生大量的含铜废渣。在熔炼的过程中，大量可挥发的元素会随着SO₂的挥发进入烟尘中，这其中会机械夹杂部分含铜物质，SO₂被用来制取硫酸，这些烟尘会在制酸前被收尘装备收集，从而形成铜烟尘。同时在制酸前要进行烟气净化，此过程中会产生大量含重金属的强酸性废水，简称污酸。污酸水量大，成分复杂，含有砷、铜、铅、锌、镉、铋等有害金属离子，需进行深度处理、达标排放。

不管是铜烟尘还是污酸，其中含有大量的有价金属待回收，特别是铜烟尘，不仅有价元素含量多，且产量巨大，随意放置将造成资源的极大浪费。如果这部分资源能得到回收和妥善处理将极大地缓解我国市场对铜巨大的需求量压力，减少铜资源的进口量。因此，对有色金属冶炼过程中产生的废渣进行重新循环利用不仅可以提高资源利用效率和改善环境，还可以促进经济和社会的可持续发展。

然而，在当前中国铜冶炼行业中，二次资源的利用率并不高，其主要原因是这些铜冶炼废渣中除了含有可回收的有价元素和贵金属外，还含有大量难以处理的砷；砷在自然界中与有色金属矿共生或伴生，受人类矿冶活动(特别是铜、铅、锌、金冶金行业)因素的影响，砷经过开采和选矿后随精矿一同进入有色冶炼厂进行冶炼，在环境中进行不断的迁移和富集。若要回收和利用这些铜基固废中有价金属元素，首先需要解决的问题就是如何实现其中的砷与有价金属元素的高效分离。

目前大多数企业并未采用行之有效的方法来处理这些烟灰，而是将其直接返回熔炼系统进行处理，这使得砷在系统中循环往复，造成累积，不仅会对工人身体造成危害，还会严重恶化产品的品质。污酸的处理则直接采用中和沉淀法，这种方法不仅无法回收其中的有价金属元素，还会产生大量石膏渣，增加了废渣堆放和处理的难度。上世纪八十年代以后，随着国家对环保问题的重视，湿法开始占据铜烟灰处理工艺的主要地位，含砷铜烟灰中元素众多，使用湿法处理可以使得其中的有价元素选择性地进入浸出液或留在浸出渣中，之后对浸出液和浸出渣分别采取不同的处理方式回收其中的有价金属，可以最大限度地实现铜冶炼烟灰的综合回收处理。但湿法处理存在后续溶液有价金属分离效果差等难题，目前的湿法工艺虽已在有价金属的分离中取得了进步，但砷大多还是以硫化砷渣的危废渣形式分离出来，增加了处理的负担。因此，目前迫切需要既能高效地实现污酸和白烟尘中有价金属与砷的分离，又不产生其它难以处理的中和渣和危废渣的处理办法。

发明内容

为了克服传统铜冶炼烟灰与污酸处理方法存在的不足，本发明的目的是在于提供一种将炼铜白烟尘与污酸资源化协同处理回收多金属的方法，该方法操作过程简单，成本低，实现了有价金属元素的梯级回收，并且整个工艺可零排放，无渣化，有利于工业化的应用。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种炼铜白烟尘与污酸资源化协同处理回收多金属的方法，该方法包括以下步骤：

1)将炼铜白烟灰采用污酸浸出，包含铜和砷在内的元素进入浸出液中，而包含铅和铋在内的元素进入渣相中；所述渣相作为铅铋合金原料返回火法冶炼；

2)将污酸采用缓释硫化剂进行梯级硫化沉淀，依次回收包含硫化铜在内的金属硫化物和活性硫化砷渣，余液为多金属溶液；