一种固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法，包括步骤：硫化砷滤饼按照一定的液固比加入硫酸铜结晶母液中，搅拌均匀，送入高压反应釜，控制压煮温度和压煮时间，得到压煮液，对压煮液进行降温后，过滤得到压煮渣和压煮后液，大量的铜砷进入压煮渣中，少量的铜砷进入压煮后液，在压煮后液中添加适量的硫化钠或硫氢化钠，控制合适的电极电位和搅拌速度，过滤后得到硫化渣和富镍液，大量的铜砷进入硫化渣，少量的铜砷进入富镍液，富镍液控制

【技术实现步骤摘要】
一种固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法


本专利技术属于有色金属冶金
，特别涉及一种湿法工艺固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法
。

技术介绍

硫酸铜结晶母液是铜冶炼过程中产生的氧化铜铍
、
黑铜泥和电解产出的粗硫酸铜结晶混合浸出后进行蒸发浓缩，生产精制硫酸铜结晶后剩余的残液
。
硫酸铜结晶母液中富含铜
、
砷及镍等有价元素，具有综合回收价值
。
硫酸铜结晶母液的利用研究，国内研究最多的是采用分步中和法，第一步中和生产砷酸铜后，再进一步中和生产氢氧化镍产品
。
分步中和法处理的难点在于必须预先对结晶母液进行扩散渗析提取酸，扩散渗析的缺点是造成废酸体积膨胀，同时结晶母液中存在的大量颗粒杂质经常性的会堵塞渗析膜，扩散渗析系统的维护成本非常高
。
扩散渗析后的液相进行一步中和和二步中和从而制备氢氧化镍，过程中多添加苛性钠，苛性钠成本非常高昂，同时造成废水中大量的钠离子富集，造成废水再利用困难，同时产生的砷酸铜副产品中杂质含量高，需要将砷酸铜作为危废进行处理，增加了进一步的处理费用
。

技术实现思路

本专利技术公开了一种固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法，以解决现有技术中上述以及潜在的任一问题
。
为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法，该方法具体包括以下步骤：
S1)
硫化砷滤饼按照一定的液固比加入硫酸铜结晶母液中，搅拌均匀，得到混合浆液；
S2)
将
S1)
中得到的浆液送入高压反应釜中，控制压煮温度和压煮时间，得到压煮液，对压煮液进行降温后，过滤得到压煮渣和压煮后液；
S3)
向压煮后液中持续添加硫化剂，以一定的转速持续搅拌，达到反应终点后，停止添加硫化剂，过滤后得到硫化渣和富镍液
。
进一步，所述
S1)
中的硫酸铜结晶母液的含砷浓度为
40
～
120g/l
；硫化砷滤饼与硫酸铜结晶母液的液固比为5～
8:1。
进一步，所述结晶母液酸度为
120
～
160g/l
；所述砷滤饼含水
50
～
70
％
。
进一步，所述硫化砷滤饼为废酸硫化处理后得到的含砷副产品，干基含砷为
30
～
45
％；所述硫酸铜结晶母液为铜冶炼粗硫酸铜精制及黑铜泥生产的硫酸铜产品后剩余的结晶母液，其中砷主要以五价的形态存在
。
进一步，所述
S2)
的具体步骤为：
S2.1)
将
S1)
中得到的混合浆液送入高压反应釜中，通入升压介质控制反应釜压力
为
1.0
～
1.2MPa、
温度为
115
～
120℃
后，关闭反应釜进排气阀；
S2.2)
进行压煮作业，维持状态2～
3h
后得到压煮液，通入降温介质对压煮液进行降温，温度至
40℃
以下后，再降压至常压后，过滤得到压煮渣和压煮后液
。
进一步，所述升压介质为压缩空气；所述降温介质为循环水
。
进一步，所述
S3)
的具体步骤为：
S3.1)
先向压煮后液中加入硫化剂，以
45
‑
55r/min
速度持续搅拌；
S3.2)
当电极电位升至为
190
‑
210mv
时，停止搅拌，停止添加硫化剂，反应达到终点，过滤后得到硫化渣和富镍液
。
进一步，所述硫化剂为浓度为
10
～
15
％的硫化钠溶液或浓度为
15
～
20
％的硫氢化钠溶液
。
进一步，所述压煮渣的主要成分为硫化铜
、
单质硫
、
三氧化二砷和硫化砷
。
进一步，所述硫化渣主要成分为硫化砷和硫化铜；所述富镍液中含镍
20
～
35g/l。
本专利技术的有益效果是：由于采用上述技术方案，本专利技术的制备方法采用先压煮后硫化的思路，压煮所用的硫化砷滤饼为铜冶炼废酸硫化处理产生的废渣，同时省去了废渣的处理费用，压煮的过程中除去了
80
％以上的铜砷，再进一步进行硫化处理，极大的减少了硫化剂的消耗，成本大幅降低
。
制备方法具有流程短，生产成本低的特点
。
所用设备均是湿法冶金常用浸出设备和压滤设备，使用的试剂也是常用化工试剂，实现了铜
、
砷的综合回收和镍的有效富集，产生压煮渣和硫化渣含铜高，直接作为铜冶炼的原料，变废为宝
。
同时对原料适应性强，工艺流程短，操作简单，铜砷的收率高，产出的富镍液含镍达到
20
～
35g/l。
附图说明
图1为本专利技术一种固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法工艺流程图；图2为本专利技术的实施例1的方法工艺流程图
。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案作详细说明
。
如图1所示，本专利技术一种固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法，具体步骤为：化浆置换：先配制含砷浓度为
40
～
120g/l
的硫酸铜结晶母液，再将硫化砷滤饼按照液固比5～
8:1
加入所配制的硫酸铜结晶母液中，搅拌1～2小时得到混合浆液，使铜砷发生置换反应，铜进入渣相
。
其反应机理为：
3Cu
2+
+As2S3→
3CuS+2As
3+
；压煮除铜砷：将得到的混合浆液送入高压反应釜中，通入升压介质控制反应釜压力为
1.0
～
1.2MPa、
温度为
115
～
120℃
后，关闭反应釜进排气阀，进行压煮作业，维持状态2～
3h
后得到压煮液，五价砷被硫还原为三价砷，对压煮液进行降温，温度至
40℃
以下，降温后三价砷结晶析出三氧化二砷进入渣相，降压至常压后，过滤得到压煮渣和压煮后液，其中
80
％以上的铜砷进入压煮渣中，少量的铜砷进入压煮后液
。
其反应机理为：
As
5+
+S2‑
→
S+As
3+
3As
5+
+S+4H2O
→
8H
+
+SO
42
‑
+3As
3+
2H3AsO3→
As2O3+3H2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种固化硫酸铜结晶母液中铜砷的方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：
S1)
硫化砷滤饼按照一定的液固比加入硫酸铜结晶母液中，搅拌均匀，得到混合浆液；
S2)
将
S1)
中得到的浆液送入高压反应釜中，控制压煮温度和压煮时间，得到压煮液，对压煮液进行降温后，过滤得到压煮渣和压煮后液；
S3)
向压煮后液中持续添加硫化剂，以一定的转速持续搅拌，达到反应终点后，停止添加硫化剂，过滤后得到硫化渣和富镍液
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述
S1)
中的硫酸铜结晶母液的含砷浓度为
40
～
120g/l
；硫化砷滤饼与硫酸铜结晶母液的液固比为5～
8:1。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述结晶母液酸度为
120
～
160g/l
；所述砷滤饼含水
50
～
70
％
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硫化砷滤饼为废酸硫化处理后得到的含砷副产品，干基含砷为
30
～
45
％；所述硫酸铜结晶母液为铜冶炼粗硫酸铜精制及黑铜泥生产硫酸铜产品后剩余的结晶母液，其中砷以五价的形态存在
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述
S2)
的具体步骤为：
S2.1)
将
S1)
中得到的混合浆液送入高压反应釜中，通入升压介质控制反应釜压力为
1.0
～...

【专利技术属性】
技术研发人员：代君，朱国荣，魏海彬，吴锦龙，刘亮，
申请(专利权)人：江西铜业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：