金铜冶炼高砷烟尘酸浸液铜砷分离回收工艺研究

Ｓ２ － ＋ ＣｕＳＯ４ ������ＣｕＳ↓ ＋ ＳＯ２４ －
(１)
在一定条件下ꎬ加入一定量的脱铜剂ꎬ浸出液中
的铜生成硫化铜ꎬ过滤后返回熔炼配料系统回收铜ꎮ
１������ ２ 脱铜液 ＳＯ２ 还原制备白砷 从含砷浸出液中回收砷的方法主要有:浓缩结
晶法、ＳＯ２ 还原法以及砷酸铜沉淀法等ꎬ主要产品为 Ａｓ２ Ｏ３ 、砷酸钠以及砷酸铜等ꎮ 浓缩结晶法主要用于 制备砷酸钠ꎬＳＯ２ 还原法主要用于制备 Ａｓ２ Ｏ３ 产品ꎮ ＳＯ２ 是一种较强的还原剂ꎬ可以将溶液中的 Ａｓ( Ⅴ) 还原成 Ａｓ( Ⅲ) ꎬＡｓ ( Ⅲ) 再以 Ａｓ２ Ｏ３ 的形式结晶析 出ꎮ 原理为[３] :
[摘 要] 针对高砷白烟尘酸浸液中的铜砷分离回收进行了工艺研究ꎬ采用沉铜法分离铜ꎬ沉铜液用 二氧化硫还原结晶ꎮ 试验结果表明:在 ８５ ℃ 以上加入沉铜剂反应 ２ｈ 可实现铜的分离ꎬ铜的回收率达 ９８％ 以上ꎬ沉铜液中的砷通入二氧化硫还原ꎬ结晶温度为 ２０ ℃ 时ꎬ砷的回收率 ７０％ 左右ꎮ 该工艺为高砷 烟尘酸浸液中的铜砷分离及回收提供了较为可靠的处理思路ꎮ [ 关键词] 酸浸ꎻ 脱铜ꎻ ＳＯ２ 还原结晶ꎻ 白砷 [ 中图分类号] ＴＦ８１１ꎻ Ｘ７５６ [ 文献标志码] Ｂ [ 文章编号] １６７２￣￣６１０３(２０１８)０３￣￣００３３￣￣０３
金铜冶炼高砷烟尘酸浸液铜砷分离回收工艺研究
田 静１ꎬ２ ꎬ 赵亚峰３ ꎬ 马喜功２ ꎬ 李晓恒１ꎬ２ ꎬ 雷 明１ꎬ２
(１������ 河南省黄金资源综合利用重点试验室ꎬ 河南 三门峡 ４７２０００ꎻ ２������ 河南中原黄金冶炼厂有限责任公司ꎬ 河南 三门峡 ４７２０００ꎻ ３������ 中金黄金股份有限公司ꎬ 北京 １０００１１)
������３４������
中 国 有 色 冶 金 Ａ 生产实践篇������重金属
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０ 前言
白烟尘是铜火法冶炼熔炼系统电收尘工序获得的 物料ꎬ主要含有砷、铜、铅、锌等元素ꎬ具有较高的回收 价值ꎮ 由于各铜火法冶炼企业入炉原料、冶炼工艺参 数差异较大ꎬ白烟灰成分复杂ꎬ物相组成波动较大ꎬ很 难有统一的处理方法ꎮ 目前大多数企业多采用“湿法 ＋ 火法”联合工艺ꎬ即先用水或硫酸浸出烟尘中的铜、 砷、锌等有价元素ꎬ再分别加以回收ꎻ浸出渣经火法还 原熔炼生产粗铅ꎬ回收铅、铋等金属[２] ꎮ
目前烟尘浸出液回收铜常用的方法有:铁粉置
换法、萃取法、直接电积脱铜法ꎮ 铁粉置换法容易产
生砷化氢剧毒气体ꎬ而且海绵铜中砷含量高ꎬ导致分
离不彻底ꎻ萃取法流程较长ꎬ指标控制严格ꎻ直接电
积脱铜法适合含砷低的料液ꎬ对于高砷料液容易出
现电铜质量低的问题ꎮ
通过研究ꎬ找到了一种新的脱铜剂ꎬ该脱铜剂价
格低廉ꎬ成本低ꎮ 反应原理为:
ＡｓＯ５４ － ＋ ＳＯ２ ＋ Ｈ２ Ｏ ������ＡｓＯ３３ － ＋ ＳＯ２４ － ＋ ２Ｈ ＋ (２)
ＡｓＯ３３ － ＋ ３Ｈ ＋ ������Ｈ３ ＡｓＯ３
(３)
２Ｈ３ ＡｓＯ３ ������Ａｓ２ Ｏ３ ↓ ＋ ３Ｈ２ Ｏ
(３)
２ 试验结果与讨论
从图 ２ 可以看出ꎬ在相同反应温度和时间内ꎬ 随着脱铜剂用量的增加ꎬ脱铜率也随之升高ꎬ当脱 铜剂用量 为 浸 出 液 中 铜 理 论 量 的 １������ ０ 倍 时ꎬ 脱 铜 后液铜浓度小于 ０������ ５ ｇ / Ｌꎬ可判断此时反应基本结 束ꎮ 综合考虑ꎬ选 择 浸 出 液 中 铜 理 论 量 的 １������ ０ 倍
河南中原黄金冶炼厂有限责任公司底吹熔炼 系统自 ２０１５ 年 ６ 月 １９ 日投料生产以来ꎬ每天产白 烟尘约 １１０ ｔꎬ其含有铜、砷、铅、金和银等有价金 属ꎬ公司针 对 白 烟 尘 中 有 价 元 素 回 收 开 展 了 大 量 的试验研究工作ꎬ开发出新的处理工艺:白烟尘浸 出—浸出液脱铜—脱铜液 ＳＯ２ 还原结晶—白砷产 品ꎬ沉砷液返回污水处理系统ꎬ浸出渣作为铅精粉 外售或火法还原熔炼回收铅、铋ꎬ脱铜渣返回熔炼 系统回收铜ꎮ 本文针对白烟尘浸出液中铜砷分离 回收进行研究ꎮ
０������ ０１
３������ ２
０������ １
ｇ/Ｌ
Ｆｅ １������ ２
从表 １ 可以看出ꎬ白烟尘酸浸液含铜 ３４������ ２ ｇ / Ｌ、
砷 ３７������ ７ ｇ / Ｌ、锌 ３������ ２ ｇ / Ｌꎬ其他杂质含量较低ꎬ因此铜
砷分离回收试验具有较高的研究价值ꎮ
１������ １ 浸出液脱铜
２０１８ 年 ６ 月第 ３ 期 田 静等: 金铜冶炼高砷烟尘酸浸液铜砷分离回收工艺研究
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１ 试验原料及原理
试验所用白烟尘酸浸液的主要成分见表 １ꎮ
[ 作者简介] 田 静( １９８２—) ꎬ 女ꎬ 河南南阳人ꎬ 硕士ꎬ 化工工程 师ꎬ 从事黄金冶炼相关方面的研究工作ꎮ [ 收稿日期] ２０１８￣￣０３￣￣３０表 １ 白烟尘酸浸液成分 NhomakorabeaＣｕ
Ａｓ
Ｐｂ
Ｚｎ
Ｂｉ
３４������ ２
３７������ ７