[发明专利]一种浸出含砷铜冶炼烟尘及同步除砷的方法

说明书

本发明涉及一种浸出含砷铜冶炼烟尘及同步除砷的方法，属于湿法冶金技术领域，本发明包括以下步骤：1）调浆；2）加压浸出及同步除砷；3）一级浆化洗渣；4）二级浆化洗渣。本发明可同时实现含砷铜冶炼烟尘中铜、锌、铟、镉等有价金属高效浸出和砷的同步脱出，铜、锌、铟、镉浸出率分别达97%、98%、85%、98%以上，砷的脱出率达99%以上；获得的低砷、低酸、高有价金属离子浓度的浸出液，浸出渣进入火法冶炼系统进一步回收其中的铅、银、铋、锡、锑等有价金属，其中的砷与铁以砷铁合金产品形式稳定固化。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体的说，涉及一种浸出含砷铜冶炼烟尘及同步除砷的方法。

背景技术

铜是国民经济发展和国防建设的重要战略资源。当前，火法炼铜是矿石和二次资源中提取铜的主要方法。在火法炼铜过程中约产出物料量２％～８％的铜冶炼烟尘。铜冶炼烟尘中除含有数量可观的铜、锌、铅、银、镉、铟、铋、锡、锑等有价金属外，还含有有害元素砷，砷的有效脱出与控制是综合高效回收铜冶炼烟尘中有价金属的关键。通常，采用以湿法冶炼工艺为主的方法实现铜冶炼烟尘中有价元素的综合回收。

浸出是铜冶炼烟尘湿法处理工艺中的第一个环节也是最为关键的一步，直接决定了烟尘中有价金属的后续回收方法和生产成本。目前，铜冶炼烟尘的浸出分为常压酸性浸出和加压酸性浸出两大类。由于烟尘中的低价金属硫化物在常压酸性浸出过程溶解能力有限，导致铜、锌、铟、镉等有价金属浸出率低。采用氧压酸浸工艺时更多关注有价金属的浸出率并未对砷加以控制，从而导致以下问题：（1）大部分砷或部分砷被浸出进入浸出液，对浸出液中铜、锌、铟、镉的进一步分离与回收影响严重。当浸出液含有一定数量的砷时，采用铁粉置换法或电积法-铁粉置换法回收铜的过程产生致命的砷化氢气体，或者溶液中的砷与铜一起在阴极上析出，导致阴极铜砷含量高，严重时引起烧板并产生砷化氢气体；而且浸出液中锌回收困难；采用金属置换法回收浸出液中的镉时，亦存在砷化氢气体毒害问题。（2）加压浸出条件控制不合理，导致加压浸出液中终酸浓度高，铜、锌、铟、镉浓度低，直接影响其回收的经济性。在采用铁粉置换法或电积法-铁粉置换法回收铜时，由于浸出液酸度高、铜含量低，铁粉会与酸发生反应，造成铁粉耗量增加并加重后续净化除铁的负担，以及大量危废铁渣的产生；在电积法回收铜过程中因溶液铜浓度低，增大电能消耗并影响其生产效率和阴极铜品质。溶液中锌离子浓度越低，蒸发结晶法或中和水解法生产七水合硫酸锌或碱式碳酸锌的成本越高，其工业化可实施性越低。浸出液酸度过高时，将增加中和沉淀法回收铟时的中和剂消耗量和中和成本；同时，金属置换法回收镉时，大量金属单质与酸发生反应，导致金属单质耗量增大。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种浸出含砷铜冶炼烟尘及同步除砷的方法，以火法炼铜企业产出的含砷铜冶炼烟尘为处理对象，在加压反应釜内同时实现烟尘中铜、锌、铟、镉等有价金属的高效浸出和砷的高效同步脱出，铜、锌、铟、镉浸出率分别达97%、98%、85%、98%以上，砷的脱出率达99%以上，得到有利于后续分离铜、锌、铟、镉的低砷、低酸以及高有价金属离子浓度的浸出液，砷几乎完全沉淀于浸出渣中。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的浸出含砷铜冶炼烟尘及同步除砷的方法包括以下步骤：

（1）调浆：将含砷铜冶炼烟尘、分散剂、铁源与浓硫酸和洗水的混合酸液按比例调浆后预热。

（2）加压浸出及同步除砷：将步骤（1）的预热矿浆由加料泵送入压力反应釜内，同时往釜内通入蒸汽、氧气，控制一定的条件进行加压浸出及同步除砷反应，反应技术后将反应矿浆进行液固分离，得到加压浸出液和加压浸出渣。

进一步的，所述的浸出含砷铜冶炼烟尘及同步除砷的方法还包括步骤（3）和步骤（4）：

（3）一级浆化洗渣：将步骤（2）产出的加压浸出渣与弱酸性溶液按固液比1:1～3混合，在常压搅拌反应槽内进行浆化洗涤，浆化洗涤后进行液固分离，得到一级洗水与一级洗渣，一级洗水返回步骤（1）。