一種砷濾餅的銅砷分離處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于含神固體廢物的處理，具體設(shè)及一種神濾餅中銅神分離的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有色冶煉是最重要的神污染源之一，全球該行業(yè)每年排放神近10萬(wàn)噸。其中90% 左右的神來(lái)自銅、鉛、鋒等有色金屬冶煉行業(yè)，而銅冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的神濾餅也是神污染的 重要來(lái)源。神濾餅是由閃速煉銅中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)硫酸洗涂，其中的神及其他重金屬進(jìn)入 污酸溶液中，經(jīng)硫化處理之后產(chǎn)出得到的一種物質(zhì)。其渣為強(qiáng)酸性，含神、銅量較高，其他有 色金屬含量較少，國(guó)內(nèi)部分冶煉廠仍采用直接堆存及出售方式處理神濾餅。
[0003] 目前，神濾餅的處理技術(shù)方法主要分為火法和濕法?；鸱ú捎醚趸r燒、還原賠燒 和真空賠燒等方法進(jìn)行處理，神直接WAS203形式回收。運(yùn)種方法成熟，流程相對(duì)較短，成本 較低；但是在處理干燥狀態(tài)的AS203時(shí)，作業(yè)環(huán)境較差，極易造成環(huán)境的二次污染，且神回收 率低，產(chǎn)品純度低。濕法有加壓浸出法、制備神酸銅、硫酸鐵法、堿浸法等。加壓浸出法是在 酸性體系中，采用加壓浸出方法把神和銅都浸出到溶液中，浸出液經(jīng)過(guò)還原可W得=氧化 二神產(chǎn)品。該方法對(duì)設(shè)備要求高，并且神銅浸出率最高僅達(dá)到90%左右。制備神酸銅的方 法是采用浸出、氧化合成工藝對(duì)神濾餅進(jìn)行處理，神酸銅雖然可W用于制備木材防腐劑，但 是神酸銅仍為劇毒物質(zhì)，被政府所禁用。硫酸鐵法是在高壓的條件下，利用硫酸鐵對(duì)硫化神 進(jìn)行浸出，使各種金屬離子在該過(guò)程中得W分離。由于生產(chǎn)過(guò)程中采用高壓操作，設(shè)備和操 作條件比較復(fù)雜，因此成本也比較高。堿浸法是W化OH為主的濕法除神方法，原料來(lái)源方 便，操作方法簡(jiǎn)單，且無(wú)需改變?cè)械囊睙捁に嚪椒ǎ摲椒ǖ娜秉c(diǎn)是神濃度較高時(shí)，堿 的消耗量，成本較高，且目前沒(méi)有簡(jiǎn)單、成本低的堿回收方法。
[0004] 因此，神濾餅的合理化處理處置是我國(guó)一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，依據(jù)神濾餅的特性，發(fā)明了一種經(jīng)濟(jì)、 流程簡(jiǎn)單、銅神分離率高的神濾餅的銅神分離處理方法。
[0006] 神濾餅原料為銅冶煉過(guò)程中污酸渣用硫化鋼處理所產(chǎn)生，大部分硫化物結(jié)構(gòu)不穩(wěn) 定，硫含量高，并且還有少量硫單質(zhì)形態(tài)存在。用火法處理會(huì)造成=氧化二神及硫單質(zhì)的揮 發(fā)，污染環(huán)境。工藝所用原渣為酸性，用傳統(tǒng)的堿浸法脫神雖然能達(dá)到較好的銅神分離效 果，但是堿用量太大，成本較高。因此，申請(qǐng)人發(fā)明了一種濕法浸出方法，有效的、低成本的 達(dá)到神濾餅中銅的高回收率W及神的無(wú)害化處理。
[0007] 在浸出過(guò)程中，銅神分離主要進(jìn)行如下幾個(gè)反應(yīng)：
[0008] 3C112++AS2S3+4H2O = 3CuS+HAs〇2+6H+
[0009] 3化2++45+他2〇=3C11S+SO42+8H+
[0010] 2AS2S3+3O2巧肥0 = 4HAs〇2+6S
[0011] Cu2++S2 = CuS
[0012] 通過(guò)調(diào)整控制化、As、SS種元素在溶液浸出體系的比例和含量，進(jìn)一步控制幾個(gè) 反應(yīng)的進(jìn)程，使Cu都WCuS的形式沉淀，As通過(guò)置換反應(yīng)W神酸和亞神酸形式存在于溶液 中，從而達(dá)到銅神分離的效果。
[0013] 本發(fā)明目的通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)：
[0014] 一種神濾餅的銅神分離處理方法，包括W下步驟：
[0015] (1)將神濾餅物料進(jìn)行烘干、磨碎，過(guò)篩；
[0016] 似將物料與水混合調(diào)漿；
[0017] (3)將可溶性銅鹽加入步驟（2)調(diào)好的漿料中，攬拌溶解均勻；
[0018] (4)將步驟（3)的混合漿料在有氧條件下攬拌浸出反應(yīng)；
[0019] (5)浸出反應(yīng)后加入能提供硫離子的含硫化合物進(jìn)一步沉銅；
[0020] (6)浸出液用于神的回收。
[0021] 所述的神濾餅物料為銅冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的污酸，經(jīng)硫化鋼處理的產(chǎn)物；神濾餅 包含W下質(zhì)量百分比的成分：神12.Ol%~19. 5%、銅15. 10%~20. 00%、硫25. 30%~ 48. 21%。所述的神濾餅物料中神的存在形態(tài)及質(zhì)量百分比為：神硫化物0. 5%~3. 0%、神 氧化物9. 2%~17. 2%、神酸鹽0. 1 %~1. 5%，銅的存在形態(tài)及質(zhì)量百分比為：可溶性銅 5.6%~9. 31%、硫化銅 7. 50%~10. 56%。
[0022] 步驟（1)中的神濾餅在105°C條件下烘干至含水率低于5%，并過(guò)100目篩網(wǎng)，篩 余量小于25%。 陽(yáng)02引步驟似中所述的水與神濾餅物料混合調(diào)漿的液固比為8:1~12:Iml/g，其中最 優(yōu)液固體積質(zhì)量比為l〇:lml/g。
[0024]步驟（3)中可溶性銅鹽包括氯化銅、五水合硫酸銅、硝酸銅中的一種或多種。 陽(yáng)0巧]步驟（3)中可溶性銅鹽及原渣中可溶性銅的總和與神濾餅中神的質(zhì)量比為： 化：As= 3:8~7:8,其中最優(yōu)質(zhì)量比為5:8。 陽(yáng)0%] 步驟（4)中的浸出工藝條件為：溫度為75~90°C，攬拌轉(zhuǎn)速為20化/min~40化/ min,通入空氣的流量為30~60L/min，浸出時(shí)間為5~化；其中最優(yōu)的溫度為80°C，最優(yōu) 轉(zhuǎn)速為3(K)r/min，通入空氣流量最優(yōu)為40L/min，浸出時(shí)間最優(yōu)為化。
[0027] 步驟巧）中含硫化合物包括：硫化鋼、硫氨化鋼、硫化鐘中的一種或多種，含硫化 合物加入溶液中的時(shí)間為浸出反應(yīng)后1~3小時(shí)。
[0028] 步驟巧）中所加的含硫化合物所提供的硫離子與此時(shí)溶液中銅離子的比例為 S:Cu= 2:1~4:1，其中最優(yōu)質(zhì)量比為3:1。
[0029] 步驟妨中浸出渣返回銅冶煉工序浪出液再經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)抑、立價(jià)神的氧化，最后添 加硫酸亞鐵沉神反應(yīng)，得到臭蔥石晶體。
[0030] 本發(fā)明的原料是現(xiàn)在銅冶煉過(guò)程中污酸經(jīng)過(guò)硫化鋼處理而得到的神濾餅廢渣，通 過(guò)加入銅離子W及原料中可溶性銅與硫化神發(fā)生置換反應(yīng)，生成硫化銅沉淀，神變成神酸 根離子和亞神酸根離子存在于溶液中，原渣中的神氧化物通過(guò)一定條件的氧化浸出也溶于 溶液中。一段浸出結(jié)束后，得到了神溶液和富集硫化銅的濾渣。神溶液再向其中加入含硫 化合物提供硫離子W沉淀多余的銅離子，由于抑仍為酸性并且硫化銅的溶度積常數(shù)比硫 化神小，硫離子幾乎不與溶液中的神發(fā)生反應(yīng)。溶液再經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)pH、=價(jià)神的氧化過(guò)程，最 后添加一定比例的硫酸亞鐵于溶液中，經(jīng)過(guò)一定條件的沉神反應(yīng)，得到臭蔥石晶體和二段 濾液。濾液可通過(guò)排水處理工序處理。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)： 陽(yáng)0巧 1.本發(fā)明的神濾餅銅神分離工藝，銅神的分離率高，神的浸出率可W達(dá)到98%W上；銅的回收率可W達(dá)到99%W上，并且產(chǎn)生的硫化銅渣中神含量小于0. 5%，可W直接返 回銅冶煉工序。浸出液中的神經(jīng)過(guò)氧化浸出后W五價(jià)神的形態(tài)存在于溶液中，較易W穩(wěn)定 的臭蔥石晶體形態(tài)進(jìn)行沉淀，可實(shí)現(xiàn)神的穩(wěn)定化。
[003引2.神濾餅物料為強(qiáng)酸性，傳統(tǒng)的堿性浸出會(huì)消耗大量的氨氧化鋼等堿試劑，成本 會(huì)大量提高，并且浸出后的堿液的處理也是一個(gè)難題。利用酸性氧化條件下硫化神和銅離 子的置換反應(yīng)可W達(dá)到銅神分離的效果。向溶液中添加堿性含硫化合物，可提供硫離子進(jìn) 一步使溶液中銅離子沉淀、降低反應(yīng)所需時(shí)間并調(diào)節(jié)抑為后續(xù)鐵鹽沉神提供條件。
[0034] 3.該工藝條件要求不嚴(yán)格，工藝流程短，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作較方便，經(jīng)濟(jì)效益高， 實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述 內(nèi)容。
[0037] 實(shí)施例1:本發(fā)明一種神濾餅的銅神分離處理方法，具體操作如下：
[0038] 實(shí)施例1所用原料來(lái)自于某銅冶煉廠，首先將原料神濾餅（包括的主要元素質(zhì)量 百分比的組分為：S42. 10%、Asl8. 20%、Cul7. 10%、BiO. 82%、PbO. 41 %，主要的物相質(zhì)量 百分比組分為：神硫化物1. 2%、神酸鹽0. 75%、神氧化物15. 04%、易溶性銅7. 23%、硫化 銅8. 94%)烘干、磨礦、過(guò)篩后取50g，按比例加入水500ml，混合均勻后再按化：As= 5:8 加入化CI2藥劑3g。水浴加熱控制溫度80±5°C，同時(shí)W4化/min通入空氣，并W30化/min 的速度進(jìn)行攬拌。反應(yīng)進(jìn)行化后，加入NazS固體1.6g，繼續(xù)加熱攬拌3h。浸出過(guò)程剛開(kāi)始 時(shí)，溶液為藍(lán)色，隨著浸出過(guò)程的進(jìn)行，溶液顏色逐漸變淺直至為無(wú)色透明。浸出后渣的主 要元素質(zhì)量百分比為：S59. 30%、As0. 45%、Cu33. 16%、BiO.68%、PbO. 30%，浸出渣的主要 物相質(zhì)量百分比為：神硫化物0. 14%、神酸鹽0. 13%、神氧化物0. 12%、易溶性銅0. 29%、 硫化銅32. 38%。因?yàn)殄b、祕(mì)等有價(jià)金屬基本不被浸出，濾渣中W硫化銅為主，W及一些硫 化物和一些有價(jià)金屬，可直接返回冶煉工序進(jìn)行回收利用。
[0039]SOg物料經(jīng)過(guò)氧化浸出后剩余渣量為28. 35g，浸出率為43. 3%。浸出渣中神的含 量?jī)H為0. 45%，神的浸出率達(dá)到98.6%，銅在浸出渣中的含量為33. 16%，銅的浸出率為 0.