含砷的有色金属冶炼中间产物的处理方法技术

以稳定的形式将砷从含砷的冶炼中间产物中提取到体系外部。本发明专利技术提供含砷的有色金属冶炼中间产物的处理方法，该处理方法包括如下工序：将含有硫化物形态的砷的有色金属冶炼中间产物与含有砷和金属形态的铜的有色金属冶炼中间产物的混合浆料在酸性区域氧化和浸出，获得浸出液的浸出工序；将氧化剂添加到该浸出液中，将三价砷氧化为五价砷而获得调整液的液体调整工序；将该调整液中的砷转换为臭葱石晶体的结晶化工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从含砷的有色金属冶炼中间产物中提取砷，以此形成稳定的砷化合物的。
技术介绍
关于稳定含有砷的化合物的方法，存在以下文献。 专利文献1中记载了以冶炼粉尘中含有的砷为对象来生成臭葱石的方法。 专利文献2中涉及硫化砷的浸出法，记载了一边在含有硫化砷的浆料中吹入空气一边添加碱，在保持pH为5～8的同时进行砷的浸出。 专利文献3、4涉及在酸性区域溶解硫化砷的技术，记载了由硫化砷沉淀物制备三氧化二砷(As2O3)的方法以及硫化砷在酸性区域的溶解。 非专利文献1中报道了砷酸铁、砷酸钙、砷酸镁的溶度积。根据该文献报告，砷酸钙和砷酸镁仅仅在碱性区域是稳定的，另一方面，砷酸铁从中性到酸性区域是稳定的，且溶解度极低，在pH3.2下为20mg/l。 非专利文献2中公开了砷酸铁与臭葱石的溶解度。该文献披露，在弱酸性区域中来自臭葱石的砷的溶解度显示比非晶态的砷酸铁的溶解度低2位数，臭葱石是稳定的砷化合物。 非专利文献3中记载了以硫酸工厂排水、冶炼排水中含有的砷为对象来生成臭葱石的方法。 专利文献1日本特开2005-161123号公报 专利文献2日本特公昭61-24329号公报 专利文献3日本特公昭58-24378号公报 专利文献4日本特开2003-137552号公报 非专利文献1西村忠久和户泽一光东北大学选矿冶炼研究所报告第764号第34卷第1号增刊，1978年6月 非专利文献2E.Krause and V.A.Ettel，“Solubilities andStabilities of Ferric Arsenate Compounds”，Hydrometallurgy，22，311-337，(1989) 非专利文献3Dimitrios Filippou and George P.Demopoulos，“Arsenic Immobilization by Cotrolled Scorodite Precipitation”，JOM Dec.，52-55，(1997)
技术实现思路
专利技术要解决的问题 近年来，围绕有色金属冶炼的矿石原料的确保环境在全世界范围是非常严峻的。尤其，在铜冶炼领域中，随着有色金属商业巨头的垄断化的加剧，此外，由于新兴国家等新的消费大国的出现，造成了供求关系紧张的状况。 在该状况下，各国加强了在环境领域上的限制，正在成为义务化。本专利技术人等考虑到，今后能够与环境共存的矿山开发、冶炼所成为产业上的重要使命。 其中，有色金属冶炼中所担心的公害可以列举出SO2气体造成的大气污染，砷造成的土壤污染、排水污染。尤其，对于砷来说，将来由于铜矿石中的砷含量会增加，比目前更需要有万全的对策。 目前，国内的临海有色金属冶炼所中，由于以清洁精矿为处理原料，可以没有问题地进行操作。然而，今后，由于预计铜矿石中的砷含量会增加，因此有必要考虑，砷作为冶炼中间产物排出到体系外，并以何种形式使之稳定化和管理保管。 在此，本专利技术人等研究了上述文献。 例如，专利文献3、4的溶解基础反应均为如下所示。 Cu2++1/3As2S3+4/3H2O＝CuS+2/3HAsO2+2H+····(式1) 如式1所示，专利文献3、4所公开的砷的浸出是使铜溶液与硫化砷直接反应，从而浸出砷。此外，根据专利文献3、4的公开，为了确保铜离子，用硫酸铜调节铜溶液或者在另外的工序中制备铜溶液，并将As2S3添加到该铜溶液(铜为离子状态)中，进行反应，从而浸出砷。这些反应产生了酸，该酸有不断浓缩的趋势。因此，在制备砷的浓稠液时，同时形成了酸浓度高的液体。 结果，所有专利文献和非专利文献中记载的方法作为从有色金属冶炼中间产物中提取砷，以此形成稳定的砷化合物的砷处理方法，均留下了问题。 另一方面，将来铜矿石中的砷品位上升，在铜冶炼中，排水处理体系中产生的硫化砷沉淀物的量增加，并且铜电解工厂中砷负荷量也进一步增大。因此，据认为，铜电解液的液体净化工序中产生的砷浓缩的冶炼中间产物的量也增加，这些中间产物在冶炼所内的反复处理变得困难。因此，本专利技术所要解决的问题是提供从这些含砷的冶炼中间产物中以稳定的形式将砷提取到体系外部的处理方法。 用于解决问题的方案 本专利技术是鉴于上述情况而做出的。 本专利技术人等为了解决上述问题进行了深入研究，结果想到了一种划时代性的处理方法，其包括将属于有色金属冶炼操作中必然产生的中间产物的、含有硫化物形态的砷的有色金属冶炼中间产物与含有砷和金属形态的铜的有色金属冶炼中间产物的两种有色金属冶炼中间产物同时处理，从而完成了本专利技术。 而且，本专利技术人等发现一种氧化反应，其中，在含有三价砷的水溶液中，在使硫化铜、铜离子和铜的五价砷化合物的三种物质作为催化剂共存的条件下，在将该含有三价砷的水溶液加温的同时吹入氧化性气体，可以短时间将三价砷氧化为五价砷。此外，本专利技术人等确认，在该氧化反应末期，达到99％以上的三价砷被氧化为五价砷，从而完成了本专利技术。 也就是说，用于解决上述问题的第一个技术方案是， 一种，其特征在于，该处理方法包括如下工序 浸出工序，将含有硫化物形态的砷的有色金属冶炼中间产物与含有砷和金属形态的铜的有色金属冶炼中间产物的混合浆料在酸性区域氧化和浸出，获得浸出液； 液体调整工序，将氧化剂添加到该浸出液中，将三价砷氧化为五价砷而获得调整液； 结晶化工序，将该调整液中的砷转换为臭葱石晶体。 第二个技术方案是， 根据第一个技术方案所述的，其特征在于，所述含有砷和金属形态的铜的有色金属冶炼中间产物是脱铜电解泥(electrolytic slime)。 第三个技术方案是， 根据第一或第二个技术方案所述的，其特征在于，所述浸出工序包括 第一浸出工序，在将空气或氧气或它们的混合气体吹入到含有硫化物形态的砷的有色金属冶炼中间产物与含有砷和金属形态的铜的有色金属冶炼中间产物的混合浆料中的同时，使温度为80℃以下、使pH为1.0以上且2.0以下来进行浸出； 接着，第二浸出工序，通过添加氢氧化钠，使pH为2.0以上，然后在不保持pH的状态下，向混合浆料中吹入空气或氧气或它们的混合气体的同时，使温度为80℃以下来进行30分钟以上的浸出； 接着，第三浸出工序，使温度为80℃以上，进一步进行30分钟以上的浸出。 第四个技术方案是， 根据第一或第二个技术方案所述的，其特征在于，所述浸出工序包括 第一浸出工序，在将空气或氧气或它们的混合气体吹入到含有硫化物形态的砷的有色金属冶炼中间产物与含有砷和金属形态的铜的有色金属冶炼中间产物的混合浆料中的同时，使温度为80℃以下、使pH为1.0以上且2.0以下来进行浸出； 接着，第二浸出工序，通过添加氢氧化钠，使pH为2.0以上，然后在不保持pH的状态下，向混合浆料中吹入空气或氧气或它们的混合气体的同时，使温度为80℃以下来进行30分钟以上的浸出； 接着，第三浸出工序，使温度为80℃以上，进一步进行30分钟以上的浸出； 接着，第四浸出工序，停止吹入所述混合气体，进一步搅拌10分钟以上。 第五个技术方案是， 根据第一到第四个技术方案的任一项所述的，其特征在于，所述液体调整工序是如下工序在40℃以上的温度下将过氧化氢添加到所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含砷的有色金属冶炼中间产物的处理方法，其特征在于，该处理方法包括如下工序：浸出工序，将含有硫化物形态的砷的有色金属冶炼中间产物与含有砷和金属形态的铜的有色金属冶炼中间产物的混合浆料在酸性区域氧化和浸出，获得浸出液；液体调整工序，将氧化剂添加到该浸出液中，将三价砷氧化为五价砷而获得调整液；结晶化工序，将该调整液中的砷转换为臭葱石晶体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：镫屋三雄，佐藤祐辅，见上宽信，大内正美，藤田哲雄，松本政义，
申请(专利权)人：同和金属矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]