一种氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法技术

本发明专利技术属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法。所述氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法，包括以下步骤：（1）将氧化锌与铜白烟尘混合后加酸浸液进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣；（2）向中浸液加入铁粉，进行沉铜脱氯，过滤得到铜渣和沉铜脱氯后液；向中浸渣加废电解液、硫酸进行酸性浸出，得到酸浸渣和酸浸液；（3）在沉铜脱氯后液通入氧气进行氧压沉铁除砷，得到砷酸铁渣和沉铁除砷后液；沉铁除砷后液送除铁净化、电解、熔铸生产电锌；砷酸铁渣送火法固化处理。本发明专利技术可以处理低铜的白烟尘量高达50%。锌浸出率可达98%以上，铜浸出率可达95%以上，除砷效果可达99%。除砷效果可达99%。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法


[0001]本专利技术属于有色湿法冶金
，具体涉及一种氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法。

技术介绍

[0002]铜火法冶炼过程中会产生含砷较高的铜白烟尘，一般含铜5～18％，含砷9～18％，含铜小于8％可以称为低铜白烟尘，反之为高铜白烟尘。对于铜白烟尘中砷要求从铜冶炼系统开路外排，这样才能保证系统正常生产，目前大都采用湿法处理铜白烟尘以开路外排砷，即将铜白烟尘进行酸性浸出，铜转变为硫酸铜溶液，加入硫化砷渣沉铜形成硫化铜渣，再向含砷溶液中通入二氧化硫烟气进行砷还原，通过结晶产出白砷产品。这种方法可以实现铜与砷的分离，但在沉铜及砷还原过程中产出大量硫酸，多余的硫酸需中和处理又产出大量中和渣待处理，而且白砷产品销售市场有限，大都需建仓库长期储存。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法，可以将铜砷分离并使砷固化渣中外排，解决了铜砷分离及固砷无害化的技术难题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法，包括以下步骤：
[0006](1)将氧化锌与铜白烟尘混合后加酸浸液进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣；
[0007](2)向中浸液加入铁粉，进行沉铜脱氯，过滤得到铜渣和沉铜脱氯后液；
[0008]向中浸渣加废电解液、硫酸进行酸性浸出，得到酸浸渣和酸浸液；
[0009](3)在沉铜脱氯后液通入氧气进行氧压沉铁除砷，得到砷酸铁渣和沉铁除砷后液；
[0010]沉铁除砷后液送除铁净化、电解、熔铸生产电锌；砷酸铁渣送火法固化处理。
[0011]在本专利技术中，氧化锌+低铜白烟尘混合浸出采用中性浸出而非氧压浸出的原因是，氧化锌的含锌物相为ZnO，若采用氧压浸出，一方面能耗高，且其浸出率也增加不明显。另一方面，由于铜白烟尘中的铁低、砷高，氧压浸出液中的铁浓度也不足以完全沉砷。
[0012]优选的，所述酸浸液的酸浓度为80～100g/L H2SO4。
[0013]在本专利技术中，采用中性浸出、酸性浸出和氧压浸出联合处理氧化锌和低铜白烟尘。利用酸性浸出中浸渣后得到的酸浸液为中性浸出的浸出剂，其始酸浓度为80～100g/L硫酸。这部分硫酸量足以满足氧化锌和低铜白烟尘中的Zn、Cu、Fe、As浸出到溶液中。
[0014]但如果酸浸液的始酸浓度过低，则浸出剂过少，使得中浸渣中的有价金属过多，再进行酸性浸出后，酸浸渣中有价金属含量会较高，即降低了金属回收率。
[0015]如果始酸浓度过高，则浸出剂过量，会使得中浸液中的酸度增高，那么进行沉铜脱氯工序时会加大铁粉的消耗。
[0016]优选的，控制中性浸出终点的pH为1.0～1.5。
[0017]若pH小于1，则此时中浸液含酸较高，那么进行沉铜脱氯工序时会加大铁粉的消
耗。
[0018]若pH大于1.5，则中浸液中的铁会存在沉铁可能，这不利于后续沉铁除砷工序。
[0019]优选的，中性浸出过程中控制温度60～70℃，时间1～2h。
[0020]温度过低，时间过短，Cu、Zn浸出率低，温度过高，浸出效果也得不到更多的提升，反而耗能过多。
[0021]优选的，所述氧化锌以质量百分比计包括以下主要成分：Zn 45～65％，Fe 0～3％，As 0.05～0.8％，Pb1～15％。
[0022]优选的，所述铜白烟尘以质量百分比计包括以下主要成分：Cu 1.5～8％，Zn 2～15％，As 4.5～20％，Fe 1～5％，Pb 5～20％。
[0023]优选的，步骤(1)中，所述氧化锌与铜白烟尘的质量比为1:(20％
‑
50％)。
[0024]白烟尘的配入量来讲，配入量少，一方面能处理的铜白烟尘的量少，另一方面，中浸液中的沉砷的铁源较少，再经过铁粉沉铜除氯工序后，进入溶液的铁含量仍然较低，因此无法完全使溶液中的As均生成砷酸铁而除去。若配入量过大，则进入中浸溶液的砷含量、铜含量高，为了沉铜，需要配入的铁粉增多，其进入量超过了除砷所需的铁量，因此，在沉铁除砷工序，仅能使砷去除，但沉铁除砷后液中铁含量仍然较高，给后续除铁带来较大除铁负荷。
[0025]此外，配入白烟尘也会降低氧化锌品位，进而减少浸出液中锌浓度，因此白烟尘不宜加入过多，避免造成原锌系统中含锌浓度的降低。
[0026]白烟尘的最高配入约50％，主要根据氧化锌和铜白烟尘中带入的Cu、As含量，利用铁粉置换除铜引入的铁，以及中浸液浸出的铁与白烟尘的As结合生成砷酸铁。
[0027]优选的，步骤(2)中，铁粉的加入量与中浸液中Cu含量有关，加入量为Cu含量(质量)的1.5～5倍。
[0028]优选的，步骤(2)中，加入铁粉除铜脱氯的条件为pH 1.0～1.5，温度70～80℃，反应时间3～4h。
[0029]步骤(2)的目的是通过添加除铜剂即铁粉以深度除去浸出液中的Cu、Cl含量。
[0030]中性浸出过程中氧化锌和铜白烟尘中Cu、As、Zn、Fe进入溶液，此时中浸液中的Fe为Fe
2+
，因此As与Fe是不能生成砷酸铁沉淀。随后中浸液加入铁粉进行沉铜脱氯工序，此过程主要发生反应(3)和反应(4)得到铜渣返回铜火法冶炼系统。沉铜脱氯后液中含有大量的Fe
2+
，以及As。由于Fe粉在沉铜脱氯过程还会与酸进行反应，因此需要控制中浸液的pH值范围，确保中浸液pH 1.0～1.5，从而使得直接与酸反应的Fe粉消耗量极低。而后，控制溶液pH值，温度和反应时间，即可脱除溶液中的铜和氯。
[0031]中浸液的pH小于1则铁粉与酸反应的消耗量太大，导致铁粉的加入量过大，溶液中铁含量大于除砷所需的铁，沉铁除砷后液还需进一步除铁处理，pH大于1.5，会降低中浸液中铁的含量，影响后续除砷的效果。
[0032]温度，时间控制的过低则脱除效果不好，过高则能耗高，脱除效果增加不明显。
[0033]优选的，步骤(2)中，酸性浸出过程中控制始酸浓度为220～240g/L H2SO4。
[0034]始酸浓度过低，则浸出剂不足以将中浸渣中绝大部分的Zn、Cu浸出。
[0035]始酸浓度过高，则造成酸耗加大，进而使得酸浸液中的终酸浓度过高，进而返回中性浸出后，使得此工序的始酸过高，进而无法满足中性浸出终点pH值的控制要求，造成中浸
液终酸浓度过高，进而铁粉消耗量增加。
[0036]优选的，步骤(2)中，酸性浸出过程中控制终酸浓度为80～100g/L H2SO4。
[0037]此步骤为控制终酸浓度，也就是控制酸浸液的酸浓度。酸浸液是作为中性浸出用的浸出剂，因此，该终酸浓度，实际为中性浸出的始酸浓度，其浓度控制的高与低带来的影响，与步骤(1)中性浸出始酸的控制原因相同。
[0038]优选的，步骤(2)中，酸性浸出过程中控制温度80～90℃，时间5～6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将氧化锌与铜白烟尘混合后加酸浸液进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣；（2）向中浸液加入铁粉，进行沉铜脱氯，过滤得到铜渣和沉铜脱氯后液；向中浸渣加废电解液、硫酸进行酸性浸出，得到酸浸渣和酸浸液；（3）在沉铜脱氯后液通入氧气进行氧压沉铁除砷，得到砷酸铁渣和沉铁除砷后液；沉铁除砷后液送除铁净化、电解、熔铸生产电锌；砷酸铁渣送火法固化处理。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸浸液的酸浓度为80~100g/L H2SO4。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制中性浸出终点的pH 为1.0~1.5。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化锌以质量百分比计包括以下主要成分：Zn 45~65%，Fe 0~3%，As 0.05~0.8%，Pb1~15%；优选的，所述铜白烟尘以质量百分比计包括以下主要成分：Cu 1.5~8%，Zn 2~15%，As 4.5~20%，Fe 1~5%，Pb 5~20%。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭荣和，王恒辉，刘自亮，谢冰，骆建伟，蒋叶，包洪光，龙佳驹，何醒民，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：