[发明专利]一种铜冶炼污酸与含砷烟尘协同处理的方法

说明书

本发明涉及一种铜冶炼污酸与含砷烟尘协同处理的方法，包括锌、铜、铅等有价金属的回收处理，以及污酸和铜冶炼烟尘两种含砷物料中砷的无害化处理。本发明原料适应性强、有价金属回收率高，工艺选择性好，可实现污酸和烟尘两种含砷物料中砷的无害化处理，合成的臭葱石稳定性好适合长期堆存，减少了砷在铜冶炼系统循环积累，同时高效利用污酸浸出，达到了污酸高效协同处理含砷烟尘的目的。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种铜冶炼污酸与含砷烟尘协同处理的方法。

背景技术

在铜的火法冶炼过程中，会产生大量的冶炼烟尘。烟尘中含有大量的铜、锌、砷等，若不回收处理，不仅会造成资源的浪费，还会污染环境。现阶段，部分冶金企业直接将含砷烟尘以堆存的形式处理，由于烟尘中含有大量的可溶性砷，直接堆存会对周围环境造成严重影响；而部分烟尘则作为原料返回冶炼系统，随着冶炼原料含砷逐渐增高，含砷烟尘不仅会造成砷在系统中大量积累，还会对产品质量和后期制酸工序造成不利影响。由此可见，含砷烟尘的综合回收处理具有重要意义。与此同时，由于铜冶炼污酸中含有大量的有害元素砷以及铜、锌、铁等有价元素，目前采用硫化法处理污酸存在硫化砷渣堆存难、溶液中的酸未能合理利用等问题，采用石灰中和法处理污酸存在石膏量大、石膏含砷高不易出售、亚砷酸钙或砷酸钙稳定性较差等问题，污酸如何实现高效综合治理，也是冶金企业关注的重点。

CN108358969A公布了一种利用含砷烟尘合成苄基胂酸的方法，将烟尘与氢氧化钠按一定比例加入反应釜后，在脱水干燥的条件下过滤净化加入氯化苄和硫酸得到苄基胂酸，但脱砷率不高且引入了氯离子，对冶炼系统会造成不利影响，后期有价金属含砷率也会相对较高。CN106893869A公布了一种直接挥发生产单质砷的方法，将木炭与含砷烟尘混料放入还原炉直接反应得到单质砷，并利用直流热炉脱除渣中剩余的砷，从而实现砷的资源化，但生产流程长且复杂，有价金属回收率不高，生产成本较高。CN109913658A公布了一种含砷烟尘酸浸液的处理方式，通过SO₂还原沉砷，结晶母液采用溶剂萃取的方法回收铜，再次利用溶剂萃取回收萃余液的锌，此发明虽金属回收率可观但萃取过程操作繁琐。CN101817553A公布了一种采用硫酸浸出含砷烟尘的方法，在加压氧化条件下加入黄铁矿得到砷酸铁和硫磺混合固体，其中硫酸直接回用于浸出，但有价金属未能得到回收，造成资源浪费。CN110451680A公布了一种冶炼污酸的处理方法，先将溶液中的铅以硫酸铅的形式回收，随后采用硫化法回收铜，沉铜后液再次加入硫化剂脱除砷，最后通过加入电石渣调节pH值得到石膏，虽然该方法能够回收有价金属，但工艺复杂，硫化砷渣难以处理且未能有效利用污酸中的氢离子。

目前，含砷烟尘的脱砷技术主要分为火法工艺和湿法工艺，其中火法工艺主要分为直接焙烧挥发法、氧化焙烧挥发法、还原焙烧法，根据砷在烟尘中的存在价态，将砷氧化或还原为易挥发的As₂O₃，实现与其他元素的分离。湿法工艺主要分为水浸法、酸浸法、碱浸法，根据烟尘中元素成分和物相的不同选择合适的浸出剂，利用砷酸铁法、硫化砷法、砷酸钙法等实现浸出液的砷与其他元素的分离。

火法处理虽然操作简单，但存在金属损失大、环境污染严重等不足，湿法处理烟尘由于其金属回收率高、环保等优势受到冶金研究者的重视。现阶段，湿法处理主要采用酸浸或碱浸的方法使烟尘中的砷或其他有价金属元素进入溶液。其中，稀硫酸浸出作为现大多数冶金企业浸出烟尘的主要手段，能够使烟尘中铜、锌、铁、砷等元素进入到溶液。脱砷阶段，传统的石灰-铁盐法、硫化法、石灰中和法虽能有效脱除砷元素，但含砷固废稳定性差，容易出现砷返溶，存在安全隐患。因此，如何有效降低脱铜成本、砷的高效脱除固化等问题还有待改进和发展。

发明内容