【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色金属提取和环保治理领域，具体涉及一种从砷滤饼中回收砷的方法及系统。
技术介绍
1、铜冶炼企业存在的固废主要有砷滤饼、白烟尘和黑铜泥三种。其中，砷滤饼是熔炼厂烟气和未沉降的灰尘经过动力波洗涤，硫化工序等处理产出的硫砷渣产物，砷滤饼的砷含量可达到30％-40％，是污染环境的主要固废之一。目前砷滤饼的处理方式主要有两种，火法处理和湿法处理，若通过火法处理，会严重污染环境，危害人员健康，消耗大量能耗，多数企业倾向于使用湿法浸出的方式先将砷滤饼中的砷浸出到溶液中，再将溶液中的砷转化为稳定的固体废渣。
2、湿法处理工艺主要有铜盐置换法、碱浸法、酸浸法等。铜盐置换法为向砷滤饼浆料中加入可溶性铜盐进行置换反应，将砷浸出到溶液中。该法需消耗大量铜盐，处理成本较高。碱浸法为在碱液中将三硫化二砷浸出，由于砷滤饼是强酸性渣，该法会消耗大量碱液且浸出后碱液处理复杂。酸浸法为酸溶解三氧化二砷和氧化铜，生成铜离子进一步浸出三硫化二砷实现砷的浸出。该法砷浸出率相对较低。
3、单质砷的应用范围广，可以用在医药、农药、合金、半导体材料和玻璃等领域，开发出技术可行、成本低廉、闭环循环制备单质砷的新工艺极其重要。
4、针对此，本领域亟需一种从砷滤饼中回收砷的方法及系统，能减少铜盐或碱液消耗，提高砷的浸出率，能够生产单质砷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的湿法处理砷滤饼时铜盐或碱液消耗大、砷浸出率低的缺陷，提供一种从砷滤饼中回收砷的方法及系统
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种从砷滤饼中回收砷的方法，所述方法包括：
3、使砷滤饼与硫酸铜、浓硫酸及水混合进行浆化，得到砷滤饼浆液；所述砷滤饼浆液的酸度为100g/l～120g/l；
4、使所述砷滤饼浆液与过二硫酸钠、过氧化氢水溶液和亚砷酸铜混合均匀后进行加压氧化浸出和第一固液分离，得到含砷浸出液和含硫浸出渣；所述加压氧化浸出的条件包括：过氧化氢水溶液的浓度为25wt％～35wt％，气氛为空气，浸出压强为0.6mpa～1.8mpa，浸出温度为60℃～180℃，过二硫酸钠和亚砷酸铜的加入量与所述砷滤饼浆液中砷的摩尔比分别为2.5～4:1和1.5～3:1，相对每克所述砷滤饼，加入过氧化氢水溶液5ml～8ml；
5、使所述含砷浸出液进行砷还原处理和第二固液分离，得到含有单质砷的产物和脱砷还原后液，使含有单质砷的产物进行干燥，得到单质砷成品。
6、在一些优选实施方式中，所述浆化的条件包括：硫酸铜的加入量与所述砷滤饼中砷的摩尔比为1.5-3:1；所述砷滤饼浆液的液固比为8～12:1。
7、在一些优选实施方式中，所述加压氧化浸出的浸出时间为2h～6h，浸出温度为100℃～180℃，浸出压强为1mpa～1.8mpa。
8、在一些优选实施方式中，所述砷还原处理包括保持室温条件向所述含砷浸出液中通入二氧化硫气体，加入氯化亚锡和盐酸，进行升温并保温，所述脱砷还原后液中含有四氯化锡。
9、优选地，所述砷还原处理的条件包括：二氧化硫气体的浓度为8％～12％，二氧化硫气体的通入时间为1h～5h；氯化亚锡的加入量与所述含砷浸出液中砷的摩尔比为1～2:1，盐酸的加入量与所述含砷浸出液的体积比为0.8～2:1。
10、优选地，所述升温的终温为60℃～90℃。
11、优选地，所述方法还包括：使所述脱砷还原后液进行锡还原处理，得到锡还原后液，所述锡还原后液中含有氯化亚锡，使所述锡还原后液返回砷还原单元进行砷还原处理。
12、更优选地，采用锡粉和铁粉进行所述锡还原处理。
13、进一步优选地，所述脱砷还原后液中四氯化锡含量与所述铁粉的加入量的摩尔比为0.2～0.6:1，所述脱砷还原后液中四氯化锡含量与所述锡粉的加入量的摩尔比为1～2:1。
14、第二方面，本专利技术提供了一种用于第一方面所述的回收砷的方法的系统，所述系统包括：浆化模块，其设置有砷滤饼入口、浆化剂入口和砷滤饼浆液出口，所述浆化剂入口向所述浆化模块中导入硫酸铜、浓硫酸和水；
15、混合模块，其设置有砷滤饼浆液入口、浸出剂入口和浸出液出口，所述砷滤饼浆液入口与所述砷滤饼浆液出口连通，所述浸出剂入口向所述混合模块中导入过二硫酸钠、过氧化氢和亚砷酸铜；
16、加压氧化浸出模块，其设置有浸出液入口和浸出后液出口，所述浸出液入口与所述浸出液出口连通；
17、第一固液分离模块，其设置有浸出后液入口、含砷浸出液出口和含硫浸出渣出口，所述浸出后液入口与所述浸出后液出口连通；
18、砷还原模块，其设置有含砷浸出液入口、砷还原剂入口和砷还原后液出口，所述砷还原剂入口向所述砷还原模块中导入二氧化硫气体、氯化亚锡和盐酸，所述含砷浸出液入口与所述含砷浸出液出口连通；
19、第二固液分离模块，其设置有砷还原后液入口、含有单质砷的产物出口和脱砷还原后液出口，所述砷还原后液入口与所述砷还原后液出口连通；
20、锡还原模块，其设置有脱砷还原后液入口、锡还原剂入口和锡还原后液出口，所述脱砷还原后液入口与所述脱砷还原后液出口连通，所述锡还原后液出口与所述砷还原剂入口连通；
21、干燥模块，其设置有含有单质砷的产物入口和单质砷成品出口，所述含有单质砷的产物入口与所述含有单质砷的产物出口连通。
22、本专利技术中砷滤饼与硫酸铜、浓硫酸及水混合进行浆化，在过二硫酸钠、过氧化氢和亚砷酸铜的浸出剂的协同作用下，进行空气气氛下的加压氧化浸出，能够在减少铜盐和碱液的消耗的同时提高砷的浸出率，经过加压氧化浸出和第一固液分离后，得到含砷浸出液，对含砷浸出液进行砷还原处理和第二固液分离后，能够获得含有单质砷的产物，对含有单质砷的产物进行干燥，能够获得单质砷成品。本专利技术中砷滤饼浆液与过二硫酸钠、过氧化氢水溶液和亚砷酸铜混合均匀后，亚砷酸铜溶解生成游离的铜离子，促进过二硫酸钠中过氧键发生断裂，在过氧化氢的协同作用下，在加压氧化的浸出条件下，能够显著促进砷滤饼中砷的浸出。本专利技术中进行加压氧化浸出过程，基于常压反应砷浸出率、直收率均较低，通过加压能够促进砷、铜等有利元素的浸出，砷的浸出率可以提高至90％以上，同时引入的试剂不会给系统带入其他干扰杂质元素，更利于砷的回收和产品纯度的提高，过二硫酸钠和亚砷酸铜的加入量与砷滤饼浆液中砷的摩尔比分别为2.5～4:1和1.5～3:1，相对每克砷滤饼，加入浓度为25wt％～35wt％的过氧化氢水溶液5ml～8ml，更利于砷的浸出和回收。
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1.一种从砷滤饼中回收砷的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的回收砷的方法，其特征在于：所述浆化的条件包括：硫酸铜的加入量与所述砷滤饼中砷的摩尔比为1.5-3:1；所述砷滤饼浆液的液固比为8～12:1。
3.根据权利要求1所述的回收砷的方法，其特征在于：所述加压氧化浸出的浸出时间为2h～6h，浸出温度为100℃～180℃，浸出压强为1MPa～1.8MPa。
4.根据权利要求1所述的回收砷的方法，其特征在于：所述砷还原处理包括保持室温条件向所述含砷浸出液中通入二氧化硫气体，加入氯化亚锡和盐酸，进行升温并保温，所述脱砷还原后液中含有四氯化锡。
5.根据权利要求4所述的回收砷的方法，其特征在于，所述砷还原处理的条件包括：二氧化硫气体的浓度为8％～12％，二氧化硫气体的通入时间为1h～5h；氯化亚锡的加入量与所述含砷浸出液中砷的摩尔比为1～2:1，盐酸的加入量与所述含砷浸出液的体积比为0.8～2:1。
6.根据权利要求4所述的回收砷的方法，其特征在于，所述升温的终温为60℃～90℃。
7.根据权
8.根据权利要求7所述的回收砷的方法，其特征在于，采用锡粉和铁粉进行所述锡还原处理。
9.根据权利要求8所述的回收砷的方法，其特征在于，所述脱砷还原后液中四氯化锡含量与所述铁粉的加入量的摩尔比为0.2～0.6:1，所述脱砷还原后液中四氯化锡含量与所述锡粉的加入量的摩尔比为1～2:1。
10.用于权利要求1-9任一项所述的回收砷的方法的系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种从砷滤饼中回收砷的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的回收砷的方法，其特征在于：所述浆化的条件包括：硫酸铜的加入量与所述砷滤饼中砷的摩尔比为1.5-3:1；所述砷滤饼浆液的液固比为8～12:1。
3.根据权利要求1所述的回收砷的方法，其特征在于：所述加压氧化浸出的浸出时间为2h～6h，浸出温度为100℃～180℃，浸出压强为1mpa～1.8mpa。
4.根据权利要求1所述的回收砷的方法，其特征在于：所述砷还原处理包括保持室温条件向所述含砷浸出液中通入二氧化硫气体，加入氯化亚锡和盐酸，进行升温并保温，所述脱砷还原后液中含有四氯化锡。
5.根据权利要求4所述的回收砷的方法，其特征在于，所述砷还原处理的条件包括：二氧化硫气体的浓度为8％～12％，二氧化硫气体的通入时间为1h～5h；氯化亚锡的加入量与所述含砷浸出...
【专利技术属性】
技术研发人员：林欣，于中民，罗伟金，陈承湖，刘航，尹恒，李鹏，
申请(专利权)人：黑龙江紫金铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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