[发明专利]一种黑铜泥中铜及稀散金属回收的方法

说明书

本发明提供了一种黑铜泥中铜及稀散金属回收的方法，具体地，是从黑铜泥中经济地回收铜、碲，稳定地固化砷，有效地富集锑、铋等稀散金属的方法。本发明采用焙烧‑水浸‑酸浸‑固化沉砷工艺。本发明水浸工艺中铜浸出率可达91.42％，酸浸工艺中砷和碲浸出率可达99.79％、97.00％，固化沉砷工艺中固化物稳定性符合GB5085.3‑2007要求。本发明实现了铜、碲的回收，砷的固化及锑、铋等稀散金属的富集，具有铜、砷和碲浸出率高、砷固化物稳定、操作简单、无污染、成本低等优势。

技术领域

本发明涉及冶金技术，具体涉及一种黑铜泥中铜及稀散金属回收的方法。

背景技术

黑铜泥是铜电解精炼时产生的黑色泥状物，含有40～60％的铜、15～25％的砷、1～10％的碲和锑等稀散金属。黑铜泥的传统处理方式是返回铜熔炼系统，其中的砷、锑等元素会在熔炼系统中形成恶性循环，降低阴极铜质量，增加能耗，恶化工作环境，最终富集在烟灰、漂浮阳极泥等高危固体废弃物中。因此，需要对黑铜泥进行开路处理，回收其中的铜、砷、碲等金属。黑铜泥中金属的分离回收方法可归纳为火法工艺和湿法工艺。

火法工艺主要有焙烧法、真空碳还原法等，主要是利用金属的高温挥发性进行分离回收。专利CN105238939A公布了一种黑铜泥焙烧的方法，高温下黑铜泥中的砷转化为易挥发的白砷，铜弥留于渣中。该工艺虽然适应性强、流程短，但是焙烧温度高，存在气体氧化砷外泄的可能，安全隐患大。

湿法工艺主要包括酸浸法、碱浸法、氧压酸浸法、氧压碱浸法以及焙烧—浸出法，主要是通过控制不同的浸出条件对铜、砷、碲等金属进行逐步浸出。首先，使铜以离子的形态进入浸出液，用于制备硫酸铜等铜盐产品。然后，处理浸出渣，使砷以砷酸(盐)、亚砷酸(盐) 的形式进入溶液；随后，经还原或固化工艺制备三氧化二砷、砷酸铜、砷酸钙、臭葱石等砷化物；最后，从渣中回收碲等稀散金属。CN103290221A公布了一种氧化酸浸—硫化碱浸同时回收铜、砷、锑的方法，该方法产出的砷酸铜、砷酸钠可用于制备木材防腐剂，但是市场需求量很小，经济价值并不高。另外，该方法的三段浸出工序交替使用酸碱，试剂消耗量大，工艺复杂。CN108048664A提供了一种从黑铜泥中脱砷的方法，该方法通过碱性焙烧、浸出工艺将砷转化为含砷量27-28％的砷酸钠，但是产品中的Ni、Sb、Pb等杂质会影响砷酸钠产品的质量。

针对黑铜泥中铜、砷、碲等金属回收工艺的不足，本发明采用低温硫酸化焙烧-水浸-酸浸-固化沉砷工艺，提供了一种从黑铜泥中经济地回收铜、碲，稳定地固化砷，有效地富集锑、铋等稀散金属的方法。

发明内容

针对黑铜泥中铜、砷、碲等金属回收工艺的不足，本发明采用焙烧-水浸-酸浸-固化沉砷工艺，实现了铜、碲的回收，砷的固化及锑、铋等稀散金属的富集，具有铜、砷和碲浸出率高、砷固化物稳定、操作简单、无污染、成本低等优势。

为了实现上述目的，本发明提供了一种黑铜泥中铜及稀散金属回收的方法，包括以下步骤：

(1)硫酸化焙烧：将黑铜泥与浓硫酸均匀混合，置于马弗炉中，焙烧，得到焙烧产物；

(2)焙砂水浸：将步骤(1)所得焙烧产物，加水反应后进行固液分离，得到浸出渣I和浸出液I，浸出液I处理得铜；

(3)硫酸浸出：将步骤(2)所得浸出渣I与硫酸溶液反应一段时间后进行液固分离，得到浸出液II和浸出渣II；

(4)沉砷实验：取浸出液II，用碱调节pH值至1-3，根据预设Fe/As摩尔比为1-3：1的比例添加硫酸亚铁溶液进行反应，利用碳酸钠溶液维持pH值稳定，持续通氧，反应完成后进行固液分离，沉淀经洗涤、烘干后得到臭葱石，沉砷后液可用于回收碲。

所述浸出液I处理得铜的方法是浸出液I返电积工序处理得铜。

所述具体步骤如下：