[发明专利]一种从铜烟灰中选择性分步沉淀回收铜砷的方法

说明书

本发明提供了一种从铜烟中选择性分步沉淀回收铜砷的方法，通过包括酸法浸出、调节浸出液pH、铜的优先沉淀回收、调节含砷滤液pH、砷的沉淀固化、过滤等步骤，最终获得硫化铜渣和三硫化二砷渣。采用本发明的方法可解决选择性分离回收铜烟灰中铜砷存在的铜砷分离效率低、严重H₂S气体危害、硫化剂用量大等问题，是一种环保高效、操作简单、分离回收效果好、适应能力强、生产成本低的分步沉淀回收铜烟灰中铜砷的方法，可推广应用于工业化生产。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，尤其涉及一种从铜烟灰中选择性分步沉淀回收铜砷的方法。

背景技术

中国是全球铜精矿需求第一大国，铜的对外依存度高达80％，自身铜矿产资源储量与需求量的极度不平衡给我国经济和工业发展带来严峻挑战；因此，利用铜基固体废弃物作为炼铜原材料，对其进行资源化回收利用是我国铜工业可持续发展的必由之路。

铜烟灰是铜冶炼过程因挥发和气流作用产生的典型铜基固体废弃物，具有排量大、铜含量高、毒害高、安全处置与回收利用困难等特性。铜烟灰中的铜是最具有利用价值且易回收的有价金属，但其含有大量有毒有害砷元素，如果将铜烟灰直接返回冶炼系统，则在体系中循环累积，不仅会降低冶炼效率、影响冶炼过程的正常运转，砷等有害元素还将在精炼、电解系统中会累积，从而影响阴极铜产品质量，因此，我们需要对铜烟灰中的铜和砷进行选择性分离回收。

采用传统湿法或火法工艺处理铜烟灰难以解决有价金属综合回收、砷的有效分离和H₂S气体危害等问题；目前，硫化沉淀法因操作简单、生产成本低在生产上得到广泛应用，其主要是通过硫酸浸出将铜、砷组分转化为离子相，再利用硫化铜与三硫化二砷浓度积差异，将浸出液中的铜、砷依次沉淀为硫化铜和三硫化二砷。但传统硫化沉淀法大多采用硫化钠或硫氢化钠作为硫化剂，虽然可以实现铜砷的分离回收，但存在铜砷分离效率低、产生大量的H₂S气体、硫化剂用量大等问题。因此，迫切需要开发一种清洁高效的从铜烟灰中选择性分步沉淀回收铜砷的方法。

发明内容

针对铜烟灰排量大、铜含量高、组分复杂、毒害高、安全处置与回收利用困难等特性，传统硫化沉淀法分离回收铜烟灰中铜砷，存在铜砷分离效率低、严重的H₂S气体危害、硫化剂用量大等问题。本发明的目的在于提供一种环保高效、操作简单、分离回收效果好、适应能力强、生产成本低的从铜烟灰中选择性分步沉淀回收铜砷的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，一种从铜烟灰中选择性分步沉淀回收铜砷的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将铜烟灰与硫酸溶液混合后进行搅拌浸出，得到铜砷浸出液和浸出渣；

(2)将步骤(1)得到的铜砷浸出液采用硫酸溶液调节pH；

(3)将步骤(2)得到的浸出液与制备好的硫化剂ZHL-02混合，进行铜的优先沉淀回收，得到硫化铜渣和含砷滤液；

(4)将步骤(3)得到的硫化铜渣返回冶炼回收铜；

(5)将步骤(3)得到的含砷滤液采用硫酸溶液调节pH；

(6)将步骤(5)得到的含砷滤液与制备好的硫化剂ZHL-02混合，进行砷的沉淀回收，得到三硫化二砷渣和滤液；

(7)将步骤(6)得到的三硫化二砷渣进行资源化或无害化安全处置。

优选地，在步骤(1)中，所述的液固比为：4∶1～7∶1，硫酸溶液浓度为：15～25g/L，温度为：50～90℃，浸出时间为：3～6h；

优选地，在步骤(2)中，所述的浸出液pH调节为：0.5～1.0；

优选地，在步骤(3)中，所述的硫化剂ZHL-02与铜摩尔比为：1∶1～1.3∶1，反应时间为：30～60min，反应温度为：40～70℃；