一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及金属资源综合回收利用领域，公开了一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统，包括依次连接的浸出单元、第一过滤单元、换热单元、萃取除铁单元、萃取除铜单元和还原沉砷单元。本方案通过换热单元将滤液的热量传递给浸没剂，避免了滤液中热能浪费和造成额外能量消耗降温的问题；对反应原料进行提前预热，加快反应的速度，同时减少反应所需的加热资源消耗，节约能源。节约能源。节约能源。

【技术实现步骤摘要】
一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统


[0001]本技术涉及金属资源综合回收利用领域，具体涉及一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统。

技术介绍

[0002]在铜电解精炼工业生产中，废电解液在铜电解精炼单元经过二段电积脱铜，铜电解精炼单元会产出砷铜渣和黑酸。此外，铜铅锌等的火法冶炼中会产生相当数量的高砷烟灰。以上两种铜砷废弃物中的铜和砷含量较高，作为资源进行回收利用的价值较大，而且不宜返回原来的冶炼工艺，否则会造成杂质在系统内不断累积，最终影响工艺顺行和产品质量。
[0003]目前有许多研究报道了以黑铜渣和高砷冶炼烟灰为原料制备砷酸铜的技术，在进行富砷酸铜浸出时，需要进行加热，增加可溶物的溶解度和浸出反应速度，富砷酸铜浸出后需要进压滤，压滤产生的滤液温度会比较高，需要先进行降温后进行后续处理，这样不仅会让滤液中大量的热能直接散失掉，可能还需要额外的能量将滤液的热量散失掉。

技术实现思路

[0004]本技术意在提供一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统，以解决富砷酸铜浸出后产生的滤液中热能浪费和造成额外能量消耗降温的问题。
[0005]为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统，包括包括浸出单元、第一过滤单元、换热单元、萃取除铁单元、萃取除铜单元和还原沉砷单元，所述浸出单元的出料口与第一过滤单元的入口相连通，所述第一过滤单元的滤液出口与换热单元的冷液进口连通，所述换热单元的热液进口用于添加浸出剂，所述换热单元的热液出口与浸出单元的入口连通；所述换热单元的冷液出口与萃取除铁单元入料口连通，所述萃取除铁单元出料口和萃取除铜单元的入料口连通，所述萃取除铜单元的出料口与还原沉砷单元的入料口连通。
[0006]本方案的原理：将富铜砷的固体废弃物加入浸出单元，在浸出单元中进行浸出反应，然后浸出结束后通过第一过滤单元进行过滤，产生的滤液进入到换热单元中，滤液在换热单元中对浸出剂进行预热，预热后的浸出剂被添加到浸出单元中，降温后的滤液依次进入到取单元和还原沉砷单元，进行铜砷的回收利用。
[0007]本方案通过换热单元将滤液的热量传递给浸没剂，对浸没剂进行加热，同时也对滤液进行降温，避免了滤液中热能浪费和造成额外能量消耗降温的问题；对反应原料进行提前预热，加快反应的速度，同时减少反应所需的加热资源消耗，节约能源。
[0008]优选的，作为一种改进，还包括反萃铁单元，所述反萃铁单元用于反萃萃取除铁单元中负载铁的有机相。
[0009]优选的，作为一种改进，还包括含铁反萃液储罐，所述含铁反萃液储罐用于存储含铁的反萃液。
[0010]优选的，作为一种改进，所述反萃铁单元通过硫酸溶液反萃萃取除铁单元中负载铁的有机相。
[0011]优选的，作为一种改进，还包括反萃铜单元，所述反萃铜单元用于反萃萃取除铜单元中负载铜的有机相。
[0012]优选的，作为一种改进，所述反萃铜单元通过硫酸溶液反萃萃取除铜单元中负载铜的有机相。
[0013]优选的，作为一种改进，还包括硫酸铜溶液储罐，所述硫酸铜溶液储罐用于存储含铜的反萃液。
[0014]优选的，作为一种改进，还包括第二过滤单元，所述还原沉砷单元的出料口和第二过滤单元的入料口连通。
[0015]优选的，作为一种改进，所述第一过滤单元和第二过滤单元均为压滤机。
[0016]优选的，作为一种改进，所述第二过滤单元的出料口与铜电解精炼单元的入料口连通。混合物经过第二压滤单元分离后，滤液杂质含量低，硫酸浓度较高，可以返回铜电解精炼单元。
附图说明
[0017]图1为本技术实施例系统的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0019]如图1所示附图标记包括：反应釜1、第一压滤机2、换热器3、萃取除铁单元4、萃取除铜单元5、还原沉砷单元6、第二压滤机7。
[0020]实施例基本如附图1所示：
[0021]一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统，包括浸出单元、第一过滤单元、换热单元、萃取单元、还原沉砷单元6和第二过滤单元。
[0022]浸出单元为反应釜1，将富铜砷的固体废弃物加入反应釜1，通入反应釜1，浸出剂为铜电解液净化产出的黑酸，在反应釜1中进行浸铜，同时在浸铜的过程中加入O2进行加压浸出，保持PO2＝0.1～0.4MPa，pH＝0～2，浸出液固比10:1～15:1(液体体积：固体质量，单位ml/g或L/kg)，浸出温度110～150℃，浸出时间1～3h。
[0023]浸出液从反应釜1的出料口进入到第一过滤单元进行压滤，清除滤渣，本实施中第一过滤单元为第一压滤机2，然后第一压滤机2产生的滤液从第一压滤机2的滤液出口进入到换热单元中，本实施例中换热单元为换热器3，滤液具体从换热器3的冷液进口进入到换热器3中，所述换热器3的热液进口用于添加浸出剂，所述换热器3的热液出口与反应釜1的入口连通。
[0024]通过换热单元将滤液的热量传递给浸没剂，对浸没剂进行加热，同时也对滤液进行降温，避免了滤液中热能浪费和造成额外能量消耗降温的问题；对反应原料进行提前预热，加快反应的速度，同时减少反应所需的加热资源消耗，节约能源。
[0025]萃取单元包括萃取除铁单元4和萃取除铜单元5；所述换热单元的冷液出口与萃取除铁单元4入料口连通，萃取除铁单元4出料口和萃取除铜单元5连通。
[0026]本实施例中采用萃取
‑
反萃除铁，取除铁单元设浸出液、萃取除铁余液、萃取除铁后的余液和铁萃取剂四个出入口，通过铁萃取剂储罐中的铁萃取剂萃取除铁，铁的萃取温度25～35℃，萃取相比O/A＝1:1～2:1(体积比)，萃取级数1～3级。负载铁的有机相通过萃取除铁余液出入口与铁的反萃单元连接。使用反萃剂储罐中1～3mol/L硫酸溶液反萃，相比O/A＝1:1～1:3(体积比)，反萃级数1～3级。反萃再生的有机相返回铁萃取剂储罐。含铁的反萃液(硫酸铁)进入含铁反萃液储罐暂存。本技术选择采用萃取除铁，可以除去浸出液中98％以上的铁杂质。负载铁的有机相使用稀硫酸反萃，得到硫酸铁溶液。反萃再生的铁萃取剂回用。
[0027]本实施例中采用萃取
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反萃回收所述浸出液中的铜，萃取除铁后的余液和铜萃取剂分别通过萃取除铁后的余液出入口和铁萃取剂出入口进入铜的萃取回收单元。通过铜萃取剂储罐中的铜萃取剂进行萃取除铜，铜的萃取温度25～35℃，萃取相比O/A＝1:1～2:1(体积比)，萃取级数1～3级。萃铜余液最终进入到砷的回收单元中。负载铜的有机相进入铜的反萃单元，使用稀硫酸储罐中0.1～0.5mol/L硫酸溶液反萃，操作温度25～35℃，相比O/A＝1:1～1:3(体积比)，反萃级数1～3级。铜的反萃液(硫酸铜溶液)进入到硫酸铜溶液储罐中进行存储。反萃再生的有机相经返回铜的萃取剂储罐。本实施例中选择萃取除铁，许多研究表明，对大多数的铜萃取剂，Fe
3+
都会优先于铜被萃取，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统，包括浸出单元和第一过滤单元，其特征在于，还包括：换热单元、萃取除铁单元、萃取除铜单元和还原沉砷单元，所述浸出单元的出料口与第一过滤单元的入口相连通，所述第一过滤单元的滤液出口与换热单元的冷液进口连通，所述换热单元的热液进口用于添加浸出剂，所述换热单元的热液出口与浸出单元的入口连通；所述换热单元的冷液出口与萃取除铁单元入料口连通，所述萃取除铁单元出料口和萃取除铜单元的入料口连通，所述萃取除铜单元的出料口与还原沉砷单元的入料口连通。2.根据权利要求1所述的一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统，其特征在于：还包括反萃铁单元，所述反萃铁单元用于反萃萃取除铁单元中负载铁的有机相。3.根据权利要求2所述的一种富铜砷固体废弃物的综合处理系统，其特征在于：还包括含铁反萃液储罐，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志彪，陈士朝，丁银贵，管子豪，游韶伟，刘梦瑶，
申请(专利权)人：中节能工程技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：