[发明专利]一种从黑铜泥中回收铜碲及砷无害化处理的方法

说明书

本发明公开了一种从黑铜泥中回收铜碲及砷无害化处理的方法，具体步骤如下：首先，将黑铜泥与硫酸溶液混合后进行氧压浸出；其次，浸出液经铁粉置换得到海绵铜和置换后液；随后，置换后液经FeSO₄溶液和O₂协同氧化得到固砷矿物—臭葱石和脱砷后液；最后，脱砷后液经SO₂还原产出粗碲。本发明将铜以海绵铜的形式返回阳极精炼工序进行回收，砷以臭葱石的形态进行固化堆存，碲以粗碲为产品，锑、铋、铅等杂质富集于浸出渣中，实现了铜、碲的回收，砷的无害化处理，锑、铋、铅的富集，具有综合利用率高、无污染、成本低、便于工业化应用等优点。

技术领域

本发明涉及冶金技术，具体涉及一种从黑铜泥中分离铜碲及砷无害化处理的方法。

背景技术

铜电解精炼过程中，随着电解的进行，电解液中的杂质(砷、锑、铋等)不断累积，当达到一定浓度后在阴极析出，从而影响阴极铜的质量。因此，为避免上述现象发生，需定期净化电解液。目前最常用的净化方法为电积法，净化时，砷、锑、铋、铜等在阴极析出，生成黑色的泥状物即为黑铜泥。

黑铜泥中含有15～30％的砷、1～6％的碲和40～60％的铜，具有较大的回收价值。黑铜泥中铜、碲和砷的处理方法分为火法工艺和湿法工艺，目前以湿法工艺为主。火法工艺有焙烧法、真空碳还原法等，主要是在高温下将砷转化为易挥发的化合物，铜留在渣相，从而完成分离回收。火法工艺适应性强、流程短，但是存在反应能耗高，设备要求严格，安全隐患大，工作环境不理想等问题，不适宜综合处理黑铜泥。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浸出铜、碲和砷。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，随后经还原制备三氧化砷或固化得到砷酸铜、砷酸钙、臭葱石等固砷矿物。

CN106148702A公布了一种黑铜泥氧化酸浸—氧化沉砷的工艺，使砷和铁形成稳定的臭葱石沉淀，实现砷的开路及无害化处理，但是该工艺未考虑其它元素如碲、锑的回收，所用试剂过氧化氢价格昂贵，成本高、综合回收效果差。CN103290221A公布了一种氧化酸浸—硫化碱浸同时分离铜、砷、锑的方法，该方法产出的砷酸铜、砷酸钠可以用于制备木材防腐剂，但是由于目前市场需求很小，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。CN110643815A公布了一种黑铜泥中砷无害化处理的方法，该方法通过氧化酸浸—中和沉砷—臭葱石固化沉砷等工序，使砷转化为可堆存的砷酸钙和臭葱石，但是工艺繁琐，试剂消耗量大，成本高。

针对黑铜泥处理工艺存在的有价金属回收率低、固砷化合物不稳定、工艺复杂等问题，本发明旨在提供一种从黑铜泥中高效回收铜、碲及砷无害化处理的方法。本发明采用氧压酸浸、铁粉置换脱铜、协同氧化沉砷、SO₂还原除碲等工艺，旨在实现铜、碲的回收，砷的无害化处理，锑、铋、铅的富集。

发明内容

针对黑铜泥处理工艺存在的有价金属回收率低、固砷化合物不稳定、工艺复杂等问题，本发明旨在提供一种从黑铜泥中高效回收有价金属铜、稀散金属碲及砷无害化处理的方法，该方法采用氧压酸浸、铁粉置换脱铜、协同氧化沉砷、SO₂还原除碲等工艺，旨在实现铜、碲的回收，砷的无害化处理，锑、铋、铅的富集，具有铜和碲回收率高、砷固化物性质稳定、流程短、成本低、适合工业化推广等优势。

为了实现上述目的，本发明提供了一种从黑铜泥中分离铜、碲及砷无害化处理的方法，包括以下步骤：

(1)氧压酸浸：将黑铜泥与浓度为1-4mol/L的硫酸溶液按照液固比为10-25:1(mL/g) 均匀混合，在氧分压0.5-1.2MPa、浸出温度140-180℃、搅拌速度500-800r/min的条件下浸出 1-5h；