一种火法炼铜白烟尘资源综合利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种火法炼铜白烟尘资源综合利用的方法，具体步骤如下：把白烟尘和烧碱按比例混合，加入硫酸钠，使溶液中有一定的SO

【技术实现步骤摘要】
一种火法炼铜白烟尘资源综合利用的方法
本专利技术涉及一种固体废物资源综合利用的方法，具体为一种适用于处理具有高铅、高砷、低锌等特点的白烟尘的火法炼铜白烟尘资源综合利用的方法。
技术介绍
火法炼铜生产过程中，铜精矿中所含的微量砷富集于电场烟尘中，这些烟尘中含有比较高的铜、铅、砷，还有一定量的金、银等贵金属。多数冶炼企业将这些白烟尘返回熔炼系统进行处理，但铅、砷等元素的累积，会影响产品电解铜的质量，同时恶化炉况，降低熔炼炉处理铜矿的能力。因此，白烟尘返回火法熔炼炉系统，是无法保持闭路循环的，必须开路一部分，以确保系统中的铅、砷等有害元素的含量不超过系统容许的指标上限值。火法炼铜系统开路出来的白烟尘，要进一步综合回收其中的有价金属元素。自然界砷广泛分布在土壤、岩石和矿物中，随着各种矿石的开采、冶炼，砷被富集在冶炼烟尘及尾矿中，由于砷的各种形态都是有毒的，必须对这些烟尘或尾矿中的砷进一步回收利用或无害化处理。含砷制剂用于农药、木材防腐剂、玻璃澄清剂、半导体铸件、晶体管等化工和农用化学品，砷酸钠、硫酸钠和碳酸钠配制的复合盐，可用于玻璃制造业，是很好的澄清剂，可以改善玻璃的透明度和导热性，提高玻璃制品的化学均匀性。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种适用于处理具有高铅、高砷、低锌等特点的白烟尘的火法炼铜白烟尘资源综合利用的方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种火法炼铜白烟尘资源综合利用的方法，包括以下步骤：（1）、白烟尘碱性浸出：把白烟尘和氢氧化钠溶液按比例混合，加入硫酸钠，搅拌加热，通入空气进行氧化浸出，然后过滤，滤液（碱浸液）主要成分是砷酸钠，其他有价金属元素在滤饼（碱浸渣）中；（2）、碱浸液蒸发结晶：碱浸液加热蒸发，然后冷却结晶，分离后得到砷酸钠成品，母液返回碱浸循环利用；（3）、碱浸渣酸浸：碱浸渣打浆，加入硫酸，搅拌加热浸出，然后过滤，滤液（酸浸液）主要成分是硫酸铜；滤饼（酸浸渣）主要成分是硫酸铅及金、银等贵金属元素，可作为铅精矿提炼金属铅及其他贵金属；（4）、铁粉置换：在酸浸液中加入铁粉置换，过滤得到海绵铜；海绵铜返回火法炼铜系统精炼成电解铜。所述碱性浸出液固比为4:1，氢氧化钠浓度为10～15%，溶液中SO42-浓度为20～25g/L，浸出温度为85～95℃，浸出时间为3～4小时。碱浸液蒸发浓缩至砷浓度60～70g/L，降温至20～25℃结晶。酸浸的液固比为2:1，硫酸浓度为15～30g/L，浸出温度为80～95℃，浸出时间为1～3小时。所得硫酸铜溶液用铁粉置换，置换用铁粉用量为化学计量的1.1～1.2倍，置换温度为40～60℃。积极有益效果：用本专利技术方法技术方案所述第1项白烟尘碱性浸出的方法，可以使白烟尘中砷的浸出率达到95%以上，铜、铅及金、银等贵金属几乎不会浸出；用本专利技术方法技术方案所述第2项碱浸液蒸发结晶的方法，因采用火法炼铜的余热蒸汽作为热源，生产成本非常低，所得的砷酸钠含量大于85%，可用于玻璃工业的生产；用本专利技术方法技术方案所述第3项碱浸渣硫酸浸出的方法，铜的浸出率大于98%，酸浸渣中铅的含量大于50%，金、银等贵金属也进一步富集；用本专利技术方法技术方案所述第4项酸浸液铁粉置换的方法，所得到的海绵铜，铜含量大于92%，砷含量小于1%，满足火法炼铜阳极炉的进料要求。置换后铜的收率达到99.5%。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术做进一步的说明：本专利技术是把白烟尘在硫酸钠存在下用烧碱并通入空气氧化浸出，砷以砷酸钠的形式进入碱浸液中，而铜、铅及贵金属等保留在碱浸渣中。碱浸液蒸发浓缩后冷却结晶得到砷酸钠产品，结晶母液可返回碱浸。碱浸渣打浆后用硫酸浸出，铜形成硫酸铜进入酸浸液中，酸浸渣主要含硫酸铅及贵金属，可作为铅精矿出售。酸浸液加入铁粉置换得到海绵铜，海绵铜返回火法炼铜系统精炼成电解铜，置换后液主要成分是硫酸亚铁，可用于生产氧化铁黑颜料。具体技术方案如下：1、氢氧化钠碱性浸出把白烟尘和结晶母液按1:4混合，搅拌打浆，加入氢氧化钠和硫酸钠，加热并通入空气氧化浸出，完成后过滤，滤饼用适量水洗涤。2、碱浸液蒸发结晶碱浸液加热蒸发浓缩，然后冷却结晶，过滤，滤液返回前工序进行白烟尘打浆，实现循环使用，滤饼是砷酸钠。3、碱浸渣硫酸浸出碱浸渣加水搅拌打浆，加入硫酸，加热浸出，然后过滤，滤液是硫酸铜溶液，滤饼是硫酸铅及金、银等贵金属，作为铅精矿出售。4、铁粉置换把酸浸液搅拌，适当加热，加入铁粉置换，然后过滤，滤饼是海绵铜，滤液是硫酸亚铁溶液。海绵铜返回火法炼铜系统。技术方案所述第1项白烟尘碱性浸出的方法，是用氢氧化钠和白烟尘中的砷氧化物及砷酸盐反应生成砷酸钠，白烟尘中有一部分砷的低价化合物，需通入空气氧化才形成砷酸钠。经过氢氧化钠氧化浸出后，白烟尘中的砷绝大部分转化成砷酸钠，存在于碱浸液中。硫酸钠存在的作用是产生同离子效应，阻止硫酸铅进入碱浸液中。浸出技术条件为：液固比为4:1；氢氧化钠浓度为10～15%；溶液中SO42-浓度为20～25g/L；浸出温度为85～95℃，浸出时间为3～4小时。技术方案所述第2项碱浸液蒸发结晶的方法，可采用火法炼铜所产生的余热蒸汽，对碱浸液蒸发浓缩，再用冷却水降温结晶，过滤分离得到砷酸钠产品，硫酸钠因浓度比较低而存在于结晶母液中，母液返回碱浸和白烟尘混合打浆，从而使硫酸钠有条件的循环使用。技术条件为：碱浸液蒸发浓缩至砷浓度60～70g/L后，降温至15～25℃结晶。技术方案所述第3项碱浸渣硫酸浸出的方法，是用硫酸把碱浸渣中的氢氧化铜和氧化铜溶解生成硫酸铜，经过酸浸把铜分离出来后，酸浸渣的主要成分为硫酸铅及一定的金、银等贵金属，即可作为铅精矿出售给铅冶炼企业。酸浸的技术条件为：液固比为2:1；硫酸浓度为8～12%；浸出温度为80～95℃，浸出时间为1～3小时。技术方案所述第4项铁粉置换的方法，是用铁粉把酸浸液中的硫酸铜置换成单质铜，俗称海绵铜。因海绵铜的纯度已经比较高，可直接返回火法炼铜系统的阳极炉精炼。置换液的主要成分是硫酸亚铁，可用于生产氧化铁黑颜料。置换的技术条件为：铁粉用量是铜摩尔量的1.1～1.2倍。，置换温度为40～60℃，置换后液铜浓度小于0.1g/L。实施例1把200g固体烧碱在搅拌下加入装有2000ml水的烧杯中，再加入500g白烟尘（成分见表1），加热，保温95℃浸出2小时，过滤并用300ml水洗涤滤饼，得滤液（碱浸液）1955ml（碱浸液成分见表2）。碱浸液加热蒸发，溶液体积浓缩至约1L，停止加热，边搅拌边慢慢降温，砷酸钠逐步结晶析出，待温度降至约20℃后过滤，滤饼放烘箱烘干，得到砷酸钠189g,取样分析砷酸钠含量为85.5%。碱浸渣加入1000ml水搅拌打浆，再加入98%浓硫酸55ml,加热升温，保温95℃浸出2小时，过滤并用水洗涤滤饼至洗涤水无色，滤饼取出放烘箱烘干，得酸浸渣187.5g,取样分析（分析结果见表3）；得到酸浸液1310ml，分析铜浓度为40.49g/L。把酸浸液加热至50℃，加入含量95%的铁粉55g，搅拌置换2小时，过滤，滤饼放烘箱烘干，得到海绵铜57.34g。（海绵铜分析结果见表4）。表1白烟尘金属成分表元素Cu(%)As(%)Pb(%)Zn(%)Au(g/t)Ag(g/t)含量10.7812.1219.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火法炼铜白烟尘资源综合利用的方法，其特征在于,包括以下步骤：（1）、白烟尘碱性浸出：把白烟尘和氢氧化钠溶液按比例混合，加入硫酸钠，搅拌加热，通入空气进行氧化浸出，然后过滤，滤液（碱浸液）主要成分是砷酸钠，其他有价金属元素在滤饼（碱浸渣）中；（2）、碱浸液蒸发结晶：碱浸液加热蒸发，然后冷却结晶，分离后得到砷酸钠成品，母液返回碱浸循环利用；（3）、碱浸渣酸浸：碱浸渣打浆，加入硫酸，搅拌加热浸出，然后过滤，滤液（酸浸液）主要成分是硫酸铜；滤饼（酸浸渣）主要成分是硫酸铅及金、银等贵金属元素，可作为铅精矿提炼金属铅及其他贵金属；（4）、铁粉置换：在酸浸液中加入铁粉置换，过滤得到海绵铜；海绵铜返回火法炼铜系统精炼成电解铜。

【技术特征摘要】
1.一种火法炼铜白烟尘资源综合利用的方法，其特征在于,包括以下步骤：（1）、白烟尘碱性浸出：把白烟尘和氢氧化钠溶液按比例混合，加入硫酸钠，搅拌加热，通入空气进行氧化浸出，然后过滤，滤液（碱浸液）主要成分是砷酸钠，其他有价金属元素在滤饼（碱浸渣）中；（2）、碱浸液蒸发结晶：碱浸液加热蒸发，然后冷却结晶，分离后得到砷酸钠成品，母液返回碱浸循环利用；（3）、碱浸渣酸浸：碱浸渣打浆，加入硫酸，搅拌加热浸出，然后过滤，滤液（酸浸液）主要成分是硫酸铜；滤饼（酸浸渣）主要成分是硫酸铅及金、银等贵金属元素，可作为铅精矿提炼金属铅及其他贵金属；（4）、铁粉置换：在酸浸液中加入铁粉置换，过滤得到海绵铜；海绵铜返回火法炼铜系统精炼成电解铜。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福元，
申请(专利权)人：河南中原黄金冶炼厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41