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一種含砷銅渣的處理方法與流程

文檔序號(hào):12779293閱讀:1830來源:國知局

本發(fā)明涉及一種含砷銅渣的處理方法,屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。



背景技術(shù):

鋅精礦中通常伴生有數(shù)量較可觀的銅,尤其在復(fù)雜鐵閃鋅礦中銅的含量可達(dá)到1%以上,具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在濕法煉鋅過程中,采用中浸或中浸-弱酸浸出工藝只能回收40~50%的金屬銅,其余則留在浸出渣中,采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法處理浸出渣時(shí)銅幾乎全部進(jìn)入窯渣,難以回收;采用熱酸浸出技術(shù)處理浸出渣時(shí),銅隨鋅、鐵、銦進(jìn)入熱酸浸出液;采用加壓浸出工藝處理鋅精礦時(shí),銅同樣隨鋅、鐵、銦進(jìn)入氧壓浸出液,對(duì)于上述兩類浸出液大部分冶煉企業(yè)采用的是溶劑萃取回收銅和銦-氧化中和沉鐵或中和沉銦-氧化沉鐵。在浸出液分離除鐵工藝中,為了避免沉鐵過程鋅、銦、銅等有價(jià)金屬進(jìn)入鐵渣,通常需要先將浸出液中的Fe3+還原為Fe2+。目前常用的方法為在酸性條件下,利用硫化鋅精礦還原浸出液中的三價(jià)鐵離子,但由于精礦利用率低,需添加過量鋅精礦,易導(dǎo)致熱酸浸出液中的銅生成硫化亞銅沉淀進(jìn)入渣中,渣中銅、鋅含量高。還原后液采用中和法沉銦時(shí)部分銅進(jìn)入沉銦渣,需在銦渣回收銦的工藝過程進(jìn)行專門銅銦分離處理,其工藝流程較為繁瑣,且回收率較低;溶劑萃取法雖能實(shí)現(xiàn)較高的銅回收率,但由于浸出液量大、銅濃度低,所需萃取體系龐大,造成大量有機(jī)試劑進(jìn)入浸出液中,需進(jìn)行專門脫油處理。因此,長(zhǎng)期以來鋅精礦伴生的銅未能得到較好地回收利用,從而降低了資源的綜合利用率,造成了資源的浪費(fèi)。

為解決鋅精礦冶煉過程中鋅、鐵、銦、銅的高效分離和綜合回收的問題,提高金屬回收率和資源綜合利用率,本發(fā)明的發(fā)明人在專利CN201310308061和CN201410049421中公開了濕法煉鋅過程中提高銅回收率方法,采用鐵粉置換法產(chǎn)出了一種含砷銅渣,實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)酸性溶液中銅的高效回收和砷的有效脫除,且過程無砷化氫產(chǎn)生,含砷銅渣可進(jìn)一步回收銅。

發(fā)明專利CN201410739063.9公開了一種從銅煙塵中回收銅、固化砷的方法,其方法特征是先將銅煙塵進(jìn)行常壓酸浸得到酸浸液,再對(duì)酸浸液進(jìn)行氧壓沉砷得到臭蔥石和沉砷后的含銅液。該方法較好的實(shí)現(xiàn)了浸出溶液中銅與砷的分離,但浸出過程銅砷浸出率較低,浸出渣中銅砷含量高,造成了銅資源浪費(fèi)和砷污染。

目前現(xiàn)有技術(shù)可以完成含砷銅渣中銅、砷分離,但是工藝流程長(zhǎng)、過程難以控制,分離效率較低。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,提供一種含砷銅渣的處理方法,實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬高回收率、工藝流程簡(jiǎn)單、處理過程清潔高效;本發(fā)明針對(duì)銅浸出的特性與砷、鐵沉淀的特性,將銅的浸出和砷的沉淀在同一反應(yīng)釜同一過程中完成,利用砷和鐵沉淀過程生成的酸浸出銅,滿足銅浸出所需的硫酸;利用銅的浸出消耗體系中的酸,維持沉淀反應(yīng)所需的低酸環(huán)境,有效實(shí)現(xiàn)含砷銅渣中有價(jià)金屬的浸出與雜質(zhì)的沉淀同步進(jìn)行,達(dá)到高效分離回收的目的。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:利用稀硫酸對(duì)含砷銅渣進(jìn)行漿化,將所形成的礦漿置于帶有攪拌裝置的反應(yīng)釜;在反應(yīng)釜內(nèi)通入氧化介質(zhì),在高溫下反應(yīng),將銅及鋅、銦等有價(jià)金屬浸出至溶液,同時(shí)將砷和鐵形成穩(wěn)定的砷鐵固化渣,液固分離后得到富含銅的溶液和砷鐵渣。

一種含砷銅渣的處理方法,其特征在于,具體步驟如下:

(1)按照稀硫酸與含砷銅渣的液固比mL:g為20~100:1的比例,在含砷銅渣中加入稀硫酸,攪拌均勻形成礦漿;

(2)在溫度90~180℃的條件下,將步驟(1)所得礦漿中加入氧化介質(zhì)反應(yīng)2-4小時(shí)至礦漿的pH值為1~3,沉淀、固液分離即得到富含銅浸出液和砷鐵渣,砷鐵渣的主要物象為無害化的臭蔥石和赤鐵礦。

所述含砷銅渣中銅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為10~70%、砷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為5~20%、鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為5~30%;

進(jìn)一步地,所述含砷銅渣中銅的主要物象為砷化亞銅、氧化亞銅的一種或任意比兩種,鐵的主要物象為砷化亞鐵、砷化鐵和/或金屬鐵;

所述步驟(1)稀硫酸的濃度為10~30g/L;

進(jìn)一步地,稀硫酸選自工業(yè)硫酸的水溶液、濕法煉鋅系統(tǒng)的沉鐵溶液或濕法冶金的電解液;

所述步驟(2)氧化介質(zhì)為氧氣或空氣。

本發(fā)明的有益效果是:

(1)本發(fā)明利用氧化介質(zhì)緩慢氧化含砷銅渣,使其中的銅、砷、鐵、鋅、銦等溶解進(jìn)入溶液;同時(shí),砷、鐵以臭蔥石和赤鐵礦的形式沉淀為浸出渣,從而將銅、鋅、銦的浸出和砷、鐵的沉淀在同一反應(yīng)釜同一過程中完成,有效實(shí)現(xiàn)含砷銅渣中有價(jià)金屬的浸出過程與雜質(zhì)的沉淀過程同步進(jìn)行;

(2)本發(fā)明的反應(yīng)過程中利用鐵沉淀為赤鐵礦所生成的酸浸出銅、鋅、銦,保障浸出所需的硫酸;利用銅、鋅、銦的浸出消耗體系中的酸,維持沉淀反應(yīng)所需的低酸環(huán)境,既降低了酸耗,又避免了現(xiàn)有技術(shù)中添加中和劑來中和沉淀過程生成的硫酸以維持體系pH的不足,有價(jià)金屬的浸出過程與雜質(zhì)的沉淀過程無雜質(zhì)引入,所得含銅溶液易于處理,有價(jià)金屬回收率高、工藝流程簡(jiǎn)單、清潔高效、節(jié)能環(huán)保。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1:本實(shí)施例的含砷銅渣中銅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為69.8%、砷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為5.04%、鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為5.17%;

一種含砷銅渣的處理方法,具體步驟如下:

(1)在常溫條件下,按照稀硫酸與含砷銅渣的液固比mL:g為100:1的比例,在含砷銅渣中加入稀硫酸(稀硫酸為濕法冶金的電解液,稀硫酸濃度為20g/L),攪拌均勻,進(jìn)行漿化形成礦漿;

(2)將步驟(1)所得礦漿輸送至帶有攪拌裝置的加壓反應(yīng)釜中,在溫度150℃的條件下,在在反應(yīng)釜內(nèi)的礦漿中通入氧氣,反應(yīng)3小時(shí)至礦漿的pH值為1.8,沉淀、固液分離即得到富含銅浸出液和砷鐵渣;

經(jīng)測(cè)定,富含銅浸出液中銅的濃度為6.54g/L,砷鐵渣中砷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為24.6%、鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為20.7%;

本實(shí)例中銅浸出率為98.1%,砷的沉淀率為92.9%,鐵的沉淀率為76.3%。

實(shí)施例2:本實(shí)施例的含砷銅渣中銅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為35.7%、砷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為9.3%、鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為9.7%;

一種含砷銅渣的處理方法,具體步驟如下:

(1)在常溫條件下,按照稀硫酸與含砷銅渣的液固比mL:g為20:1的比例,在含砷銅渣中加入稀硫酸(稀硫酸為濕法煉鋅系統(tǒng)的沉鐵溶液,稀硫酸濃度為30g/L),攪拌均勻,進(jìn)行漿化形成礦漿;

(2)將步驟(1)所得礦漿輸送至帶有攪拌裝置的加壓反應(yīng)釜中,在溫度180℃的條件下,在在反應(yīng)釜內(nèi)的礦漿中通入氧氣,反應(yīng)3小時(shí)至礦漿的pH值為2.97,沉淀、固液分離即得到富含銅浸出液和砷鐵渣;

經(jīng)測(cè)定,富含銅浸出液中銅的濃度為17.1g/L,砷鐵渣中砷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為23.5%、鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為29.1%;

本實(shí)例中銅浸出率為95.7%,砷的沉淀率為92.6%,鐵的沉淀率為99.1%。

實(shí)施例3:本實(shí)施例的含砷銅渣中銅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為10.1%、砷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為19.8%、鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為29.6%;

一種含砷銅渣的處理方法,具體步驟如下:

(1)在常溫條件下,按照稀硫酸與含砷銅渣的液固比mL:g為50:1的比例,在含砷銅渣中加入稀硫酸(稀硫酸為工業(yè)硫酸的水溶液,稀硫酸濃度為10g/L),攪拌均勻,進(jìn)行漿化形成礦漿;

(2)將步驟(1)所得礦漿輸送至帶有攪拌裝置的加壓反應(yīng)釜中,在溫度90℃的條件下,在在反應(yīng)釜內(nèi)的礦漿中通入氧氣,反應(yīng)2小時(shí)至礦漿的pH值為1.02,沉淀、固液分離即得到富含銅浸出液和砷鐵渣;

經(jīng)測(cè)定,富含銅浸出液中銅的濃度為2.11g/L,砷鐵渣中砷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為22.1%、鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為21.2%;

本實(shí)例中銅浸出率為99.7%,砷的沉淀率為91.3%,鐵的沉淀率為58.6%。

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