本發(fā)明屬于有色金屬加壓濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含銅渣中高效清潔除砷的方法。
背景技術(shù)：
我國每年鉛鋅冶煉含銅渣產(chǎn)量達到5000萬t以上，云南省有1000多萬t，這些銅渣含銅品位在10%~40%，鉛3%~80%，鋅3%~20%，鉍1%~30%、銀0.9%，潛在價值大，是一種綜合利用回收價值大的礦產(chǎn)資源。鉛鋅冶煉含銅渣是鉛鋅冶煉過程中產(chǎn)生的廢渣，這類渣包括轉(zhuǎn)爐渣、次冰銅、銅浮渣、銅鎘渣、鉛冰銅、陽極泥等。在鉛鋅冶煉過程中，每年產(chǎn)生大量的銅浮渣，這些渣采用反射爐進行還原熔煉，回收其中的鉛、銀、銻等金屬。在銅浮渣反射爐熔煉過程中，產(chǎn)出粗鉛、含銅渣和渣3種產(chǎn)品。含銅渣中含有價金屬銅、鉛、銀、鉍、銻等，雜質(zhì)元素砷和硫。處理含銅渣回收其有價金屬具有較大的經(jīng)濟價值，但元素砷的存在使含銅渣的處理面臨嚴峻的技術(shù)和環(huán)保壓力。
目前，國內(nèi)外進行含銅冶煉渣制備高品質(zhì)硫酸銅的方法主要有濕法處理和火法處理。相關(guān)方面的主要專利有：在常溫常壓下利用銅渣生產(chǎn)硫酸銅的工藝方法（201110063556.1）、一種銅渣低壓氧浸生產(chǎn)高品質(zhì)硫酸銅的方法（201310037276.2）、一種濕法煉鋅酸洗銅渣免焙燒免蒸發(fā)生產(chǎn)硫酸銅的方法（201210136135.1）、一種低品位氧化銅礦生產(chǎn)硫酸銅新工藝（201310307734.x）等，但是針對含銅渣物料處理工藝過程中雜質(zhì)元素砷難處理、金屬回收率低、環(huán)境污染嚴重等問題的研究較少。在浸出銅的過程中，砷以離子的形式進入浸出液中，如果對浸出液不進行除砷處理，用高砷母液制取硫酸銅會嚴重影響其產(chǎn)品的質(zhì)量。同時砷也是有害元素，降低砷元素的含量，對減少環(huán)境污染也是有利的。目前已有的除砷方法中，石灰法存在銅損失較多導(dǎo)致浸出率低的缺點；鐵鹽法工藝流程復(fù)雜，容易引入其他雜質(zhì)；硫化鈉法存在浸出之后固液分離困難，產(chǎn)生大量較難處理的廢水的問題。所以，開發(fā)一種含銅渣中高效清潔除砷且經(jīng)濟效益好、環(huán)境污染少的新工藝具有重要的現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種含銅渣中高效清潔除砷的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟：
a：破碎、細磨
將含銅渣用破碎機進行破碎，然后將破碎的含銅渣進行細磨，得到含銅渣粉料；
b：氧壓堿浸
然后按照液固比5~10:1加入氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧化介質(zhì)，并控制壓力、浸出溫度、攪拌速度的條件對其進行氧化堿浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬；
c：調(diào)ph
在浸出液中通過調(diào)節(jié)ph值，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，固砷渣安全存放；
d：氧壓酸浸
將c步驟得到的濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入硫酸溶液，通入氧化介質(zhì)，并控制壓力、浸出溫度、攪拌速度的條件對其進行氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品。
本發(fā)明的有益效果：針對含銅渣物料處理工藝過程中雜質(zhì)元素砷難處理、金屬回收率低、環(huán)境污染嚴重等問題，本方法提出先將含銅渣中砷和鉛、銀等有價金屬高效清潔分離，再回收含銅渣中銅。反應(yīng)過程簡潔快速、選擇性強，能耗低、環(huán)境污染少、生產(chǎn)效率高，含銅渣中的銅可以實現(xiàn)高效浸出，金屬分離徹底。相對于現(xiàn)行的含銅渣處理工藝技術(shù)及現(xiàn)有除砷方法存在的浸出率低、流程復(fù)雜、容易引入其他雜質(zhì)、固液分離等問題，本方法在浸出銅之前通過堿性浸出使砷以砷酸鈉沉淀的形式去除，實現(xiàn)高效清潔除砷，除砷效果好，浸出液中砷含量小于1g/l。再通過氧壓酸浸回收銅，最終制成的硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率≥96%，同時含銅渣中的砷以砷渣的形式回收，避免了砷的二次污染。具有金屬回收率高、生產(chǎn)成本低、高效清潔除砷、環(huán)境污染少等優(yōu)點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明保護范圍。
如圖1所示，本發(fā)明包括以下步驟：
a：破碎、細磨
將含銅渣用破碎機進行破碎，然后將破碎的含銅渣進行細磨，得到含銅渣粉料；
b：氧壓堿浸
然后按照液固比5~10:1加入氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧化介質(zhì)，并控制壓力、浸出溫度、攪拌速度的條件對其進行氧化堿浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬；
c：調(diào)ph
在浸出液中通過調(diào)節(jié)ph值，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，固砷渣安全存放；
d：氧壓酸浸
將c步驟得到的濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入硫酸溶液，通入氧化介質(zhì)，并控制壓力、浸出溫度、攪拌速度對其進行氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品。
步驟b中，所述加壓氧化堿浸溫度為70~100℃，反應(yīng)時間為0.5~2h，壓力為0.2~1mpa，攪拌速度為200~700r/min。
步驟b中，所述氧化介質(zhì)采用氧氣、雙氧水等氧化物，所述氧氣壓力為0.2~1mpa。
步驟b中，所述氫氧化鈉濃度為25~40g/l，液固比為5~10:1。
步驟c中，所述加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph值為：9~12。
步驟d中，所述加壓氧化酸浸溫度為80~120℃，反應(yīng)時間為2.5~3h，壓力為0.8~1.2mpa，攪拌速度為500~800r/min。
步驟d中，所述氧化介質(zhì)采用氧氣、雙氧水等氧化物，所述氧氣壓力為0.8~1.2mpa。
步驟d中，所述硫酸濃度為150~300g/l，液固比為5:1。
實施例1
將含銅渣進行破碎細磨，得到含銅渣粉料，然后按照液固比5:1加入濃度為30g/l氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧氣，在控制氧壓為0.8mpa、浸出溫度為100℃、浸出時間為1h、攪拌速度為200r/min的條件下進行加壓氧化堿浸反應(yīng)。到達浸出反應(yīng)時間后，將加壓氧化堿浸后的礦漿經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬。將得到的浸出液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至9，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，濾液中砷的含量為0.88g/l，固砷渣安全存放；將濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入濃度為200g/l硫酸溶液，通入氧氣，在控制氧壓為0.8mpa、浸出溫度為100℃、浸出時間為2.5h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率為96.1%。
實施例2
將含銅渣進行破碎細磨，得到含銅渣粉料，然后按照液固比5:1加入濃度為25g/l氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧氣，在控制氧壓為1.0mpa、浸出溫度為80℃、浸出時間為1h、攪拌速度為400r/min的條件下進行加壓氧化堿浸反應(yīng)。到達浸出反應(yīng)時間后，將加壓氧化堿浸后的礦漿經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬。將得到的浸出液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至9，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，濾液中砷的含量為0.90g/l，固砷渣安全存放；將濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入濃度為200g/l硫酸溶液，通入氧氣，在控制氧壓為0.8mpa、浸出溫度為80℃、浸出時間為3h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率為96.0%。
實施例3
將含銅渣進行破碎細磨，得到含銅渣粉料，然后按照液固比5:1加入濃度為40g/l氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧氣，在控制氧壓為1.0mpa、浸出溫度為100℃、浸出時間為2h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化堿浸反應(yīng)。到達浸出反應(yīng)時間后，將加壓氧化堿浸后的礦漿經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬。將得到的浸出液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至9，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，濾液中砷的含量為0.83g/l，固砷渣安全存放；將濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入濃度為200g/l硫酸溶液，通入氧氣，在控制氧壓為1.2mpa、浸出溫度為120℃、浸出時間為2.5h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率為96.6%。
實施例4
將含銅渣進行破碎細磨，得到含銅渣粉料，然后按照液固比6:1加入濃度為35g/l氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧氣，在控制氧壓為1.0mpa、浸出溫度為100℃、浸出時間為2h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化堿浸反應(yīng)。到達浸出反應(yīng)時間后，將加壓氧化堿浸后的礦漿經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬。將得到的浸出液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至9，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，濾液中砷的含量為0.87g/l，固砷渣安全存放；將濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入濃度為200g/l硫酸溶液，通入氧氣，在控制氧壓為1.2mpa、浸出溫度為120℃、浸出時間為2.5h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率為96.4%。
實施例5
將含銅渣進行破碎細磨，得到含銅渣粉料，然后按照液固比7:1加入濃度為35g/l氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧氣，在控制氧壓為0.4mpa、浸出溫度為90℃、浸出時間為0.5h、攪拌速度為700r/min的條件下進行加壓氧化堿浸反應(yīng)。到達浸出反應(yīng)時間后，將加壓氧化堿浸后的礦漿經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬。將得到的浸出液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至10，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，濾液中砷的含量為0.91g/l，固砷渣安全存放；將濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入濃度為200g/l硫酸溶液，通入氧氣，在控制氧壓為1.0mpa、浸出溫度為110℃、浸出時間為3h、攪拌速度為800r/min的條件下進行加壓氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率為96.2%。
實施例6
將含銅渣進行破碎細磨，得到含銅渣粉料，然后按照液固比8：1加入濃度為30g/l氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧氣，在控制氧壓為0.6mpa、浸出溫度為70℃、浸出時間為1.5h、攪拌速度為400r/min的條件下進行加壓氧化堿浸反應(yīng)。到達浸出反應(yīng)時間后，將加壓氧化堿浸后的礦漿經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬。將得到的浸出液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至11，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，濾液中砷的含量為0.98g/l，固砷渣安全存放；將濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入濃度為150g/l硫酸溶液，通入氧氣，在控制氧壓為0.8mpa、浸出溫度為90℃、浸出時間為3h、攪拌速度為500r/min的條件下進行加壓氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率為96.0%。
實施例7
將含銅渣進行破碎細磨，得到含銅渣粉料，然后按照液固比9：1加入濃度為35g/l氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧氣，在控制氧壓為1.0mpa、浸出溫度為100℃、浸出時間為2h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化堿浸反應(yīng)。到達浸出反應(yīng)時間后，將加壓氧化堿浸后的礦漿經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬。將得到的浸出液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至9，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，濾液中砷的含量為0.96g/l，固砷渣安全存放；將濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入濃度為180g/l硫酸溶液，通入氧氣，在控制氧壓為1.2mpa、浸出溫度為110℃、浸出時間為2.5h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率為96.1%。
實施例8
將含銅渣進行破碎細磨，得到含銅渣粉料，然后按照液固比10：1加入濃度為40g/l氫氧化鈉溶液形成混合物料；將混合物料加入加壓釜中，通入氧氣，在控制氧壓為1.0mpa、浸出溫度為100℃、浸出時間為1.5h、攪拌速度為700r/min的條件下進行加壓氧化堿浸反應(yīng)。到達浸出反應(yīng)時間后，將加壓氧化堿浸后的礦漿經(jīng)過濾，得到含鉛銀的浸出渣和浸出液；將得到的浸出渣經(jīng)過壓濾后返回火法回收其中的鉛、銀、銻等有價金屬。將得到的浸出液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至9，經(jīng)過濾后得到濾液和固砷渣，濾液中砷的含量為0.92g/l，固砷渣安全存放；將濾液加入加壓釜中，再按照液固比5:1加入濃度為200g/l硫酸溶液，通入氧氣，在控制氧壓為1.1mpa、浸出溫度為80℃、浸出時間為2.5h、攪拌速度為600r/min的條件下進行加壓氧化酸浸反應(yīng)；出釜后經(jīng)過濾，濾液用于制備硫酸銅產(chǎn)品，銅浸出率為96.2%。