專利名稱：一種氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著有色金屬工業(yè)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源供需矛盾日益突出，復(fù)雜難處理資源已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。在以高砷、多雜質(zhì)的鉛精礦為原料的鉛冶煉系統(tǒng)中，會(huì)產(chǎn)生大量砷冰銅(亦稱黃渣)，其除含銅、鉛、銀等有價(jià)金屬外，還含有砷等雜質(zhì)，砷的存在使砷冰銅的處理面臨嚴(yán)峻的技術(shù)和環(huán)保壓力，所以，處理砷冰銅的關(guān)鍵之處就在于砷的有效脫除和回收。發(fā)明專利申請(qǐng)(CN 201110354232)公開了一種含砷碳金精礦兩段焙燒綜合回收砷的工藝，將含砷碳金精礦進(jìn)行兩段焙燒處理，產(chǎn)生的含塵煙氣先通過(guò)布袋收砷裝置回收三氧化砷，然后在制酸系統(tǒng)進(jìn)行濕法凈化，產(chǎn)生含砷稀酸；將焙燒后產(chǎn)生的焙砂用稀硫酸浸泡，產(chǎn)生含砷酸浸液， 上述方法工藝過(guò)程較為復(fù)雜且為火法處理工藝，將會(huì)污染環(huán)境。發(fā)明專利申請(qǐng)(CN 201110020607)公開了一種濕法處理含砷鉛陽(yáng)極泥工藝，工藝流程為:堿浸脫砷-出濾液沉鉛銻-氯鹽體系浸出-水解銻鉍-置換銅-酸浸渣轉(zhuǎn)型；轉(zhuǎn)型后渣含鉛，銻，金，銀，進(jìn)入火法熔煉系統(tǒng)。發(fā)明專利申請(qǐng)(CN 200710034474)公開了一種高砷鉛陽(yáng)極泥脫砷方法，將高砷鉛陽(yáng)極泥，加堿液，在不斷鼓入空氣和加溫的條件下，經(jīng)堿浸出；脫砷后的鉛陽(yáng)極泥，利用已知工藝綜合回收金銀及其它有價(jià)金屬；浸出液中含有砷酸鈉，經(jīng)石灰沉砷回收砷精礦，沉砷后的溶液補(bǔ)充堿液返回到堿浸出工序。上述兩個(gè)發(fā)明僅提及堿浸的回收砷方法，堿浸法回收砷相較氧壓堿浸法，堿浸法回收砷反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)且砷浸出率不理想。砷冰銅在工業(yè)生產(chǎn)中通常采用火法工藝處理，如反射爐氧化熔煉、轉(zhuǎn)爐吹煉、鼓風(fēng)爐和電爐熔煉、加堿焙燒與水浸等，這些方法除砷效果差、砷會(huì)二次污染環(huán)境，且均存在能耗高、金屬綜合回收率低、工藝流程長(zhǎng)等缺點(diǎn)，已不適應(yīng)行業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。其它濕法工藝鮮有報(bào)道，僅如硫酸浸出脫砷，但該技術(shù)脫砷效果不理想，且會(huì)產(chǎn)生AsH3氣體污染環(huán)境甚至致人傷亡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)上述各發(fā)明中的問(wèn)題及不足，提供一種氧壓堿浸砷冰銅脫除回收砷的方法，該方法反應(yīng)過(guò)程快捷、選擇性強(qiáng)，脫砷效果好，工藝過(guò)程能耗低、環(huán)境污染少，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高。本發(fā)明的氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其具體步驟包括如下:
(1)首先將砷冰銅破碎至粒度小于100目，然后按照固液比1:3 20g/ml加入堿性溶液中形成礦漿，堿性溶液中堿的用量為與砷冰銅中的砷銻完全反應(yīng)的理論消耗質(zhì)量的
0.8 2.0倍；將礦漿加入加壓釜中，通入氣體氧化介質(zhì)，并控制壓力0.2^1.8MPa、浸出溫度10(T20(TC、攪拌速率300 600r/min的條件下對(duì)礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反應(yīng)I 5h ;
(2)將氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸、過(guò)濾，得到氧壓堿浸浸出液和浸出渣；將得到的浸出渣用熱水洗滌、過(guò)濾后用于回收銅；(3)將步驟(2)中過(guò)濾得到的氧壓堿浸浸出液冷卻結(jié)晶，進(jìn)行固液分離后既得到砷酸鹽結(jié)晶和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液經(jīng)補(bǔ)充堿量至氧壓堿浸所需要的濃度后返回步驟(I)中繼續(xù)浸出砷冰銅；或者將結(jié)晶母液經(jīng)過(guò)固砷反應(yīng)后過(guò)濾得到固砷渣和濾液，固砷渣安全存放，濾液直接達(dá)標(biāo)排放。所述步驟(I)中的砷冰銅的主要成分及質(zhì)量百分比為:砷2% 40%，銅10% 60%，鉛5% 30%。所述步驟(I)中堿性溶液為NaOH、KOH或Ca (OH) 2溶液中的一種或幾種任意比例混合物。所述步驟(I)中氣體氧化介質(zhì)為空氣、富氧空氣、工業(yè)氧氣或醫(yī)療氧氣中的一種或幾種任意比例混合氣體。所述步驟(I)中氧壓堿浸為一段浸出或多段浸出，直到砷的浸出率為90wt%以上。所述步驟(2 )中的閃蒸是將氧壓堿浸后的礦漿從加壓釜中排出，使排出的礦漿壓
力降為常壓。所述步驟(2)的洗滌中熱水溫度為50 100°C，洗滌次數(shù)為I 5次。所述步驟(3)中熱的氧壓堿浸濾液冷卻結(jié)晶溫度為15 30°C。所述步驟(3)中砷酸鹽結(jié)晶為砷酸鈉、砷酸鉀、或砷酸鈣結(jié)晶中的一種或幾種任意比例混合物。所述步驟(3)中固砷試劑為鈣的化合物和鐵鹽，鈣的化合物為CaO或Ca(OH)2 —種或兩種任意比例混合物，其中加入的鈣與結(jié)晶母液中As的摩爾比為4 10。
本發(fā)明具有以下效果和優(yōu)點(diǎn):
(1)該回收砷的方法為濕法工藝，能耗低、環(huán)境污染少，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高；
(2)該回收砷的方法為氧壓堿浸，反應(yīng)過(guò)程快捷、選擇性強(qiáng)，脫砷效果好，脫砷率大于
98% ；
(3 )堿性浸出液中的砷以砷酸鈉、砷酸鉀、砷酸鈣形式回收，避免了砷的二次污染；
(4)結(jié)晶母液能循環(huán)使用，也能經(jīng)CaO、Ca(OH)2或鐵鹽處理后達(dá)標(biāo)排放。


圖1是本發(fā)明氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1及具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施方式一:如圖1氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法的工藝流程圖所示， 其具體步驟包括如下:(I)首先將500g砷冰銅(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅48.5%，
鉛10.23%，砷22.8%)破碎至粒度小于100目，然后按照固液比I:10g/ml加入NaOH溶液中形成礦漿，NaOH溶液的用量為與砷冰銅中的砷銻完全反應(yīng)的理論消耗質(zhì)量的1.6倍，將礦漿加入臥式加壓釜中，通入空氣氧化介質(zhì)，并控 制壓力l.0MPa、浸出溫度150°C、攪拌速率500r/min的條件下礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反應(yīng)2h ；(2)將氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸(將氧壓堿浸后的礦漿從加壓釜中排出，使排出的礦漿壓力降為常壓)、過(guò)濾，得到的濾渣用100°C熱水洗滌I次，過(guò)濾后得到的浸出渣(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅54.2%，鉛12.8%，砷0.21%)用于回收銅、含砷量為23.2g/L的浸出液用于回收砷；(3)將步驟(2)中熱的氧壓堿浸濾液冷卻至30°C結(jié)晶，進(jìn)行固液分離后既可得到砷酸鈉結(jié)晶和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液可以經(jīng)補(bǔ)充堿量至氧壓堿浸所需要的濃度后返回步驟(I)中繼續(xù)浸出砷冰銅。經(jīng)處理，砷的一段浸出率為99.12%，浸出率較高，不需進(jìn)行兩段浸出。實(shí)施方式二:如圖1氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法的工藝流程圖所示， 其具體步驟包括如下:(I)首先將5kg砷冰銅(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅34.56%，
鉛16.25%，砷5.73%)破碎至粒度小于100目，然后按照固液比1: 5g/ml加入KOH溶液中形成礦漿，KOH溶液的用量為與砷冰銅中的砷銻完全反應(yīng)的理論消耗質(zhì)量的1.2倍，將礦漿加入臥式加壓釜中，通入富氧空氣氧化介質(zhì)，并控制壓力0.6MPa、浸出溫度120°C、攪拌速率500r/min的條件下礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反應(yīng)4h ；(2)將氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸(將氧壓堿浸后的礦漿從加壓釜中排出，使排出的礦漿壓力降為常壓)、過(guò)濾，得到的濾渣用50°C熱水洗滌5次，過(guò)濾后得到的浸出渣(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅35.2%，鉛14.6%，砷0.08%)用于回收銅、含砷量為11.32 g/L的浸出液用于回收砷；(3)將步驟(2)中熱的氧壓堿浸濾液冷卻至15°C結(jié)晶，進(jìn)行固液分離后既可得到砷酸鉀結(jié)晶和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液加入質(zhì)量比為1:1的CaO和Ca(OH)2 (加入的鈣與結(jié)晶母液中As的摩爾比為10)及鐵鹽經(jīng)固砷反應(yīng)后過(guò)濾得到固砷渣和濾液，固砷渣安全存放，濾液直接達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)處理，砷的一段浸出率為98.47%，浸出率較高，不需進(jìn)行兩段浸出。實(shí)施方式三:如圖1氧壓堿浸砷冰脫除和回收砷的方法的工藝流程圖所示， 其具體步驟包括如下:(1)首先將250kg砷冰銅(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅31.75%，
鉛14.61%，砷15.8%)破碎至粒度小于100目，然后按照固液比l:8g/ml加入Ca(OH)2溶液中形成礦漿，Ca(OH)2溶液的用量為與砷冰銅中的砷銻完全反應(yīng)的理論消耗質(zhì)量的1.8倍，將礦漿加入立式加壓釜中，通入體積比為3:1的工業(yè)氧氣和醫(yī)療氧氣作為氧化介質(zhì)，并控制壓力1.5MPa、浸出溫度160°C、攪拌速率500r/min的條件下礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反應(yīng)3h ；(2 )將氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸(將氧壓堿浸后的礦漿從加壓釜中排出，使排出的礦漿壓力降為常壓)、過(guò)濾，得到的濾渣用70°C熱水洗滌2次，過(guò)濾后得到的浸出渣(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅33.6%，鉛16.1%，砷0.14%)用于回收銅、含砷量為18.2 g/L的浸出液用于回收砷；(3)將步驟(2)中熱的氧壓堿浸濾液冷卻至15°C結(jié)晶，進(jìn)行固液分離后既可得到砷酸鈣結(jié)晶和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液可以經(jīng)補(bǔ)充堿量至氧壓堿浸所需要的濃度后返回步驟(I)中繼續(xù)浸出砷冰銅。經(jīng)處理，砷的一段浸出率為98.63%，浸出率較高，不需進(jìn)行兩段浸出。實(shí)施方式四:如圖1氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法的工藝流程圖所示，其具體步驟包括如下:(I)首先將500g砷冰銅(主要成分及質(zhì)量百分比為銅40.5%，鉛13.26%，砷2.54%)破碎至粒度小于100目，然后按照固液比1: 3g/ml加入KOH和NaOH(質(zhì)量比為1:1)溶液中形成礦漿，KOH和NaOH溶液的用量為與砷冰銅中的砷銻完全反應(yīng)的理論消耗質(zhì)量的
0.8倍，將礦漿加入臥式加壓釜中，通入富氧空氣氧化介質(zhì)，并控制壓力0.2MPa、浸出溫度100°C、攪拌速率300r/min的條件下礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反應(yīng)Ih ; (2)將氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸(將氧壓堿浸后的礦漿從加壓釜中排出，使排出的礦漿壓力降為常壓)、過(guò)濾，得到的濾渣用80°C熱水洗滌4次，過(guò)濾后得到的浸出渣(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅41.65%，鉛13.78%，砷1.14%)用于回收銅、含砷量為6.82g/L的浸出液用于回收砷；3)將步驟(2)中熱的氧壓堿浸濾液冷卻至15°C結(jié)晶，進(jìn)行固液分離后既可得到砷酸鉀及砷酸鈉結(jié)晶和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液加入Ca(OH)2 (加入的鈣與結(jié)晶母液中As的摩爾比為4)和鐵鹽經(jīng)固砷反應(yīng)后過(guò)濾得到固砷渣和濾液，固砷渣安全存放，濾液直接達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)處理，砷的一段浸出率為60.67%，浸出率不高，需進(jìn)行第二段浸出。實(shí)施方式五:如圖1氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法的工藝流程圖所示， 其具體步驟包括如下:(I)首先將500g砷冰銅(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅30.24%，
鉛25.68%，砷10.92%)破碎至粒度小于100目，然后按照固液比l:20g/ml加入NaOH溶液中形成礦漿，NaOH溶液的用量為與砷冰銅中的砷銻完全反應(yīng)的理論消耗質(zhì)量的2.0倍，將礦漿加入臥式加壓釜中，通入空氣氧化介質(zhì)，并控制壓力1.8MPa、浸出溫度200°C、攪拌速率600r/min的條件下礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反應(yīng)5h ；(2)將氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸(將氧壓堿浸后的礦漿從加壓釜中排出，使排出的礦漿壓力降為常壓)、過(guò)濾，得到的濾渣用100°C熱水洗滌I次，過(guò)濾后得到的浸出渣(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅34.47%，鉛29.14%，砷
0.08%)用于回收銅、含砷量為7.94g/L的浸出液用于回收砷；(3)將步驟(2)中熱的氧壓堿浸濾液冷卻至20°C結(jié)晶，進(jìn)行固液分離后既可得到砷酸鈉結(jié)晶和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液加入Ca(OH)2 (加入的鈣與結(jié)晶母液中As的摩爾比為6)和鐵鹽經(jīng)固砷反應(yīng)后過(guò)濾得到固砷渣和濾液，固砷渣安全存放，濾液直接達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)處理，砷的一段浸出率為99.36%，浸出率較高，不需進(jìn)行兩段浸出。實(shí)施方式六:如圖1氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法的工藝流程圖所示， 其具體步驟包括如下:(I)首先將500g砷冰銅(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅36.24%，
鉛20.32%，砷2%)破碎至粒度小于100目，然后按照固液比1:20g/ml加入NaOH溶液中形成礦漿，NaOH溶液的用量為與砷冰銅中的砷銻完全反應(yīng)的理論消耗質(zhì)量的2.0倍，將礦漿加入臥式加壓釜中，通入空氣氧化介質(zhì)，并控制壓力1.8MPa、浸出溫度200°C、攪拌速率600r/min的條件下礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反`應(yīng)5h ; (2)將氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸(將氧壓堿浸后的礦漿從加壓釜中排出，使排出的礦漿壓力降為常壓)、過(guò)濾，得到的濾渣用100°C熱水洗滌I次，過(guò)濾后得到的浸出渣(主要成分及質(zhì)量百分比為:銅37.58%，鉛21.63%，砷0.02%)用于回收銅、含砷量為7.8g/L的浸出液用于回收砷；(3)將步驟(2)中熱的氧壓堿浸濾液冷卻至20°C結(jié)晶，進(jìn)行固液分離后既可得到砷酸鈉結(jié)晶和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液加入Ca(OH)2 (力口入的鈣與結(jié)晶母液中As的摩爾比為6)和鐵鹽經(jīng)固砷反應(yīng)后過(guò)濾得到固砷渣和濾液，固砷渣安全存放，濾液直接達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)處理，砷的一段浸出率為99%，浸出率較高，不需進(jìn)行兩段浸出。
權(quán)利要求
1.一種氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其特征在于具體步驟包括如下 (1)首先將砷冰銅破碎至粒度小于100目，然后按照固液比I:3 20g/ml加入堿性溶液中形成礦漿，堿性溶液中堿的用量為與砷冰銅中的砷銻完全反應(yīng)的理論消耗質(zhì)量的0.8 2. 0倍；將礦漿加入加壓釜中，通入氣體氧化介質(zhì)，并控制壓力0. 2 I. 8MPa、浸出溫度100 200°C、攪拌速率300 600r/min的條件下對(duì)礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反應(yīng)I 5h ; (2)將氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸、過(guò)濾，得到氧壓堿浸浸出液和浸出渣；將得到的浸出渣用熱水洗滌、過(guò)濾后用于回收銅； (3)將步驟(2)中過(guò)濾得到的氧壓堿浸浸出液冷卻結(jié)晶，進(jìn)行固液分離后既得到砷酸鹽結(jié)晶和結(jié)晶母液，結(jié)晶母液經(jīng)補(bǔ)充堿量至氧壓堿浸所需要的濃度后返回步驟(I)中繼續(xù)浸出砷冰銅；或者將結(jié)晶母液經(jīng)過(guò)固砷反應(yīng)后過(guò)濾得到固砷渣和濾液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其特征在于所述步驟(I)中的砷冰銅的主要成分及質(zhì)量百分比為砷2% 40%，銅10% 60%，鉛5% 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其特征在于所述步驟(I)中堿性溶液為NaOH、KOH或Ca (OH) 2溶液中的一種或幾種任意比例混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其特征在于所述步驟(I)中氣體氧化介質(zhì)為空氣、富氧空氣、工業(yè)氧氣或醫(yī)療氧氣中的一種或幾種任意比例混合氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其特征在于所述步驟(I)中氧壓堿浸為一段或多段浸出，直到砷的浸出率為90wt%以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其特征在于所述步驟(2)中的閃蒸是將氧壓堿浸后的礦漿從加壓釜中排出，使排出的礦漿壓力降為常壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其特征在于所述步驟(2)中洗滌的熱水溫度為50 100°C，洗滌次數(shù)為I 5次。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，其特征在于所述步驟(3)中熱的氧壓堿浸濾液冷卻結(jié)晶溫度為15 30°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧壓堿浸砷冰銅脫除和回收砷的方法，屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。將砷冰銅破碎后按照固液比1∶3～20g/ml加入堿性溶液中形成礦漿，將礦漿加入加壓釜中，通入氣體氧化介質(zhì)，并控制壓力0.2～1.8MPa、浸出溫度100～200℃、攪拌速率300～600r/min的條件下對(duì)礦漿進(jìn)行氧壓堿浸反應(yīng)1～5h；氧壓堿浸后的礦漿經(jīng)閃蒸、過(guò)濾后得到的浸出渣用于回收銅、氧壓堿浸浸出液冷卻結(jié)晶后回收砷。本發(fā)明反應(yīng)過(guò)程選擇性強(qiáng)，脫砷效果好，自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高、環(huán)境污染小，能耗低。
文檔編號(hào)C22B30/04GK103255289SQ201310191630
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者金炳界, 黃世弘 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)