一种从铜电解液中提取金属砷的方法技术

本发明专利技术公开了一种从铜电解液中提取金属砷的方法：(1)将含钛化合物或含锆化合物加入到铜电解液中反应，反应完成后经液固分离，得到净化后液和沉砷渣；(2)将所述沉砷渣加入到碱性溶液中浸出，反应完成后经液固分离，得到砷碱混合液和再生沉淀剂；(3)向所述砷碱混合液中加入碳酸钙或/和氧化钙进行苛化沉砷，得到钙砷渣；(4)将所述钙砷渣在CO的气氛中进行还原焙烧，得到氧化钙，收集冷凝烟气得到金属砷。本发明专利技术从铜电解液中提取金属砷的方法中，沉淀剂投入量小，在电解液中溶解损失小，不会给电解系统造成负担，可回收重复利用，绿色环保；含钛或锆的沉淀剂除杂后不会在电解液中形成细颗粒漂浮物，对电解系统基本无影响。对电解系统基本无影响。对电解系统基本无影响。

【技术实现步骤摘要】
一种从铜电解液中提取金属砷的方法


[0001]本专利技术属于资源处理领域，尤其涉及一种从铜电解液中提取金属砷的方法。

技术介绍

[0002]随着高品位、易开采的优质铜资源逐渐枯竭，铜精矿的品位不断降低，杂质含量渐增，导致砷锑铋等杂质在电解液中积累速度加快，加速漂浮阳极泥的生成，导致电积的电流密度降低、阴极极化，阴极铜质量下降。而砷是形成漂浮阳极泥的主要元素，给铜电解液系统带来严重危害。目前，铜冶炼企业广泛采用电积法使砷与铜以黑铜的形式共析出。电积法虽可将砷开路出电解系统，但仍有明显的缺陷：1)电积产生的黑铜含铜达60％以上，造成了电解体系铜的损失，而且黑铜难以直接利用，一般是返回铜火法冶炼系统，进一步加剧了整个铜冶炼系统中的砷量；2)电极过程中能耗大，经济成本高；3)对于高砷电解液的电积过程存在着技术条件复杂、易产生剧毒砷化氢气体等问题。除电积法外，溶剂萃取法、离子交换法和化学沉淀法也都有所研究，但均未获得工业推广运用。
[0003]申请号为201710372522.8和201710372637.7公开了一种铜电解液沉淀除杂的方法，以锑化合物作为沉淀剂，实现电解液中砷锑铋杂质共沉淀脱除。但此方法砷锑铋沉淀效果不够理想，沉淀渣中同时含有砷锑铋，导致最终砷锑铋分离效果并不彻底，所得产品仍需进一步提纯，使得整体工艺流程长；此外再生所得锑化合物通过高温火法制备，其活性降低，对铜电解液的净化效果有待提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种从铜电解液中提取金属砷的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种从铜电解液中提取金属砷的方法，包括以下步骤：
[0007](1)将含钛化合物或含锆化合物加入到铜电解液中反应，反应完成后经液固分离，得到净化后液和沉砷渣；
[0008](2)将所述沉砷渣加入到碱性溶液中浸出，反应完成后经液固分离，得到砷碱混合液和再生沉淀剂；
[0009](3)向所述砷碱混合液中加入碳酸钙或/和氧化钙进行苛化沉砷，得到钙砷渣；
[0010](4)将所述钙砷渣在CO的气氛中进行还原焙烧，得到氧化钙，收集冷凝烟气得到金属砷。
[0011]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(1)中，所述铜电解液中铜离子浓度为35～50g/L，硫酸浓度为50～300g/L，砷含量为1～50g/L。
[0012]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(1)中，所述含钛化合物为二氧化钛、偏钛酸、硫酸氧钛、硫酸钛、四氯化钛中的一种或几种；所述含锆化合物为二氧化锆、氢氧化锆、硫酸锆、碳酸锆、氯化锆、硝酸锆中的一种或几种。
[0013]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(1)中，所述反应温度为40～120℃，反应时间为5min～240min，所述含钛化合物中的钛物质的量是铜电解液中砷物质的量的0.5～2.5倍，所述含锆化合物中的锆物质的量是铜电解液中砷物质的量的0.5～2.5倍。
[0014]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(2)中，所述碱性溶液中碱浓度为1～10mol/L，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或两种的混合物。
[0015]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(2)中，浸出的温度为40～120℃，浸出时间为0.5～3h，浸出过程中，碱性溶液与沉砷渣的液固质量比为2～8。
[0016]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(3)中，所述氧化钙加入量是砷碱混合液中砷物质的量的1～3倍，苛化沉砷的温度为60～120℃，反应时间为1～4小时。
[0017]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(4)中，CO气体的通入速率为100
‑
1000ml/min。
[0018]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(4)中，所述还原焙烧的温度为600～1200℃，还原焙烧的时间为0.5～4小时。
[0019]上述的从铜电解液中提取金属砷的方法，优选的，步骤(2)中得到的再生沉淀剂返回用于步骤(1)中；
[0020]步骤(3)中苛化沉砷后的溶液返回步骤(2)中用于处理沉砷渣。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0022](1)本专利技术从铜电解液中提取金属砷的方法，由于电解液中砷主要以五价形式存在，而大部分的锑和所有的铋元素则是以三价形式存在，当加入含钛化合物或含锆化合物后可与五价的As
5+
发生化学反应，不与Sb
3+
和Bi
3+
发生反应，从而实现砷元素的选择性沉淀，可将砷元素几乎完全去除，而对锑和铋元素则基本无除杂效果。
[0023](2)本专利技术从铜电解液中提取金属砷的方法中，沉淀剂投入量小，在电解液中溶解损失小，不会给电解系统造成负担，可回收重复利用，绿色环保；含钛或锆的沉淀剂除杂后不会在电解液中形成细颗粒漂浮物，对电解系统基本无影响。
[0024](3)本专利技术采用含钛或含锆化合物沉砷，无需对含钛或含锆化合物进行活化，可保证工艺流程更短，操作方便，同时，可减少活化所需的药剂，节约成本；含锆或钛化合物可选择性脱除砷，而不沉淀脱除其他元素。
[0025](4)本专利技术采用CO还原砷钙渣，还原产物只有氧化钙，避免碳粉还原造成还原后渣中灰分含量多，影响后续氧化钙回收，同时确保砷元素被完全还原为单质砷，所得单质砷为纯度高的无毒金属砷，实现了砷的无害化和高值资源化。
附图说明
[0026]图1是本专利技术从铜电解液中提取金属砷的工艺流程图。
[0027]图2为本专利技术实施例1中沉砷渣的XRD图。
[0028]图3为本专利技术实施例1中还原后渣的XRD图。
[0029]图4为本专利技术实施例1中收集金属砷的照片。
[0030]图5为本专利技术实施例1中收集金属砷的XRD图。
具体实施方式
[0031]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0032]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0033]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0034]实施例1：
[0035]一种本专利技术的从铜电解液中提取金属砷的方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
[0036](1)将17.2g硫酸锆投入至500mL铜电解液(硫酸浓度200g/L、砷15g/L、锑0.3g/L、铋0.5g/L、铜38.4g/L、镍23.48g/L)中，在80℃下搅拌反应2小时，液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从铜电解液中提取金属砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含钛化合物或含锆化合物加入到铜电解液中反应，反应完成后经液固分离，得到净化后液和沉砷渣；(2)将所述沉砷渣加入到碱性溶液中浸出，反应完成后经液固分离，得到砷碱混合液和再生沉淀剂；(3)向所述砷碱混合液中加入碳酸钙或/和氧化钙进行苛化沉砷，得到钙砷渣；(4)将所述钙砷渣在CO的气氛中进行还原焙烧，得到氧化钙，收集冷凝烟气得到金属砷。2.如权利要求1所述的从铜电解液中提取金属砷的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铜电解液中铜离子浓度为35～50g/L、硫酸浓度为50～300g/L、砷含量为1～50g/L。3.如权利要求1所述的从铜电解液中提取金属砷的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含钛化合物为二氧化钛、偏钛酸、硫酸氧钛、硫酸钛、四氯化钛中的一种或几种；所述含锆化合物为二氧化锆、氢氧化锆、硫酸锆、碳酸锆、氯化锆、硝酸锆中的一种或几种。4.如权利要求1所述的从铜电解液中提取金属砷的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应温度为40～120℃，反应时间为5min～240min，所述含钛化合物中的钛物质的量是铜电解液中砷物质的量的0.5～2.5倍，所述含锆化合物中的锆物质的量是铜电解液中砷物质的量...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志峰，龚傲，严康，李金辉，田磊，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：