專利名稱：一種含砷物料的處理方法
技術領域：
本發明涉及冶煉加工技術領域，尤其涉及一種含砷物料的處理方法。
背景技術：
目前，在銅、鉛、鋅等礦物冶煉過程中會產出復雜的含砷物料，而砷及其可溶性化合物均劇毒，人體攝入無機砷化合物70 200mg后就會出現急性中毒現象，如何將礦物冶煉過程中產出的含砷物料資源化利用對降低環境污染、提高企業經濟效益具有重要意義。我國銅冶煉每年帶入系統中的砷高達2萬噸左右，除部分進入熔煉渣外，80%以上被富集在煙灰、廢酸洗滌后經硫化沉淀產出的硫化砷濾餅、銅電解液脫砷產出的黑銅泥中，含砷物料的綜合利用和無害化處理成為困擾銅及其它重金屬冶煉行業的主要技術難題之現有技術中，含砷物料主要的處理工藝有焙燒法、堿浸法、硫酸鐵法和硫酸銅法等。焙燒法極易造成環境的污染，產品純度低；堿浸法生成成本高，產品附加值低；硫酸鐵法尚無工業應用實例；此外，處理含砷物料的方法還有硝酸分解浸出法、重鉻酸鈉浸出法、電化學浸出法、堿性燒結-浸出法、CR蒸砷法，但多處于研究階段，尚未進行工業應用。
發明內容
本發明的目的是提供一種含砷物料的處理方法，能夠解決砷在系統中的積累和堆存導致的環境污染問題，還可綜合回收其中的多種有價金屬，從而提高資源的綜合利用率，降低對環境的污染。本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種含砷物料的處理方法，所述方法包括將含砷物料進行常壓酸性浸出，將產生的常壓浸出渣進一步進行富氧浸出，使得銅、鋅、砷浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在富氧浸出渣中，而產生的富氧浸出液再返回常壓酸性浸出的工序；將浸出產出的富含銅、鋅、砷的常壓浸出液采用萃取法富集回收銅；經萃取、反萃之后的常壓浸出液采用電積生產陰極銅，或蒸發結晶生產硫酸銅；將萃余液經二氧化硫還原生產三氧化二砷，并經洗滌、烘干后生成純度99. 9%的三氧化二砷；將還原處理后溶液的一部分返回富氧浸出的工序，其余溶液經凈化、中和沉淀、煅燒后生成超細氧化鋅粉；將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣送入鉛金銀回收工序，生產電鉛、金、銀、銻、鉍產品O所述將含砷物料進行常壓酸性浸出，將產生的常壓浸出渣進一步進行富氧浸出，使得銅、鋅、砷浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在富氧浸出渣中，具體包括將含砷物料在(Tl00°C下采用硫酸進行常壓酸性浸出，反應時間(TlO小時，使銅、砷、鋅浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在浸出渣中；
對常壓下未反應的物料進行酸性富氧浸出，控制反應溫度在(T200°C，氧分壓(T500kPa，反應時間(TlO小時，且硫酸的初始濃度為(T200g/L，使銅、砷浸出進入到溶液中，并使硫以元素硫的形式進入到富氧浸出渣中。所述將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣送入鉛金銀回收工序，生成電鉛、金、銀、銻、鉍產品，具體包括將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣采用側吹熔池熔煉生成粗鉛，并捕集金、銀、銻、鉍有價金屬。所述含砷物料包括銅冶煉黑銅泥、硫化砷渣、冶煉煙塵或復雜含砷物料。
由上述本發明提供的技術方案可以看出，所述工藝方法首先將含砷物料進行常壓酸性浸出，浸出渣進行富氧浸出，使得銅、鋅、砷浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在浸出渣中，富氧浸出液返回常壓浸出工序；將浸出產出的富含銅、鋅、砷的浸出液采用萃取法富集回收銅；經萃取、反萃之后的浸出液采用電積生產陰極銅，或蒸發結晶生產硫酸銅；將萃余液經二氧化硫還原生產三氧化二砷，并經洗滌、烘干后生產純度99. 9%的三氧化二砷；將還原處理后溶液的一部分返回富氧浸出工序，其余經凈化、中和沉淀、煅燒后生產超細氧化鋅粉；將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣送入鉛金銀回收工序，生產電鉛、金、銀、銻、鉍等產品。通過上述方法可有效解決砷在冶煉系統中的積累及產出砷渣堆存導致的環境污染問題，還可綜合回收其中的多種有價金屬，從而提高資源的綜合利用率，降低對環境的污染。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。圖I為本發明實施例提供的含砷物料處理方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述，如圖I所示為本發明實施例所提供的含砷物料處理方法的流程示意圖，所述的處理方法包括步驟11 :首先將含砷物料進行常壓酸性浸出，使得銅、鋅、砷浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在富氧浸出渣中。具體來說，可以將含砷物料進行常壓酸性浸出，將產生的常壓浸出渣進一步進行富氧浸出，使得銅、鋅、砷浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在富氧浸出渣中，而產生的富氧浸出液再返回常壓酸性浸出的工序。在該步驟中，具體可以將含砷物料在(T100°C下采用硫酸進行常壓酸性浸出，反應時間(Γιο小時，在將產生的常壓浸出渣進一步進行富氧浸出，使銅、砷、鋅等金屬浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀等金屬富集在富氧浸出渣中。這里，所述含砷物料可以包括銅冶煉黑銅泥、硫化砷渣、冶煉煙塵或復雜含砷物料等。上述常壓酸性浸出的過程中發生的反應主要如下Cu0+H2S04=CuS04+H20Cu+H2S04+1/202=CuS04+2H20ZnCHH2SO4=ZnSO4+H2O。另外，對常壓下未反應的物料(即常壓浸出渣)還可以進一步進行酸性富氧浸出，控制反應溫度在(T200°C，氧分壓(T500kPa，反應時間(TlO小時，且硫酸的初始濃度為(T200g/L，使銅、砷等金屬浸出進入到溶液中，并使硫以元素硫的形式進入到富氧浸出渣中。該富氧浸出過程中發生反應主要如下As2S3+5/202+3H20=2H3As04+3S。CuS+1/202+2H+=Cu2++S° +H2OCu+H2S04+1/202=CuS04+2H20步驟12 :將浸出產出的富含銅、鋅、砷的常壓浸出液采用萃取法富集回收銅。在該步驟中，是基于溶液中高濃度砷等雜質存在的條件下萃取過程的實現。步驟13 :經萃取、反萃之后的常壓浸出液再采用電積生產陰極銅，或蒸發結晶生產硫酸銅。步驟14 :將萃余液經二氧化硫還原生產三氧化二砷，并經洗滌、烘干后生成純度99. 9%的三氧化二砷。 步驟15 :將還原處理后溶液的一部分返回富氧浸出工序，其余溶液經凈化、中和沉淀、煅燒后生成超細氧化鋅粉。步驟16 :將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣送入鉛金銀回收工序，生成電鉛、金、銀、銻、鉍產品。在該步驟中，具體實現可以是將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣采用側吹熔池熔煉生成粗鉛，并進一步捕集金、銀、銻、鉍等有價金屬。下面以具體的實施例來對上述含砷物料的具體處理過程進行說明實施例I稱取黑銅泥(Cu52%，As 19%) 20g,在7(T80°C下加入硫酸進行常壓攪拌浸出，反應時間2h，反應后礦漿與硫化砷渣(Cu 8%，As 22%，Zn 0.8，S 30%) IOOg漿化后進行富氧浸出，控制反應溫度150°C，反應時間2h，銅、砷、鋅的浸出率均達到95%以上。加壓浸出液采用Lix984N萃取提銅，負載有機相經硫酸反萃得到硫酸銅溶液，銅萃取率達到98%以上，在將該硫酸銅溶液經蒸發結晶生產硫酸銅，產出硫酸銅68. 5g。上述黑銅泥產出的浸出渣50. 3g，其中硫品位60%以上，萃余液再采用二氧化硫還原、冷卻結晶生產三氧化二砷，產出三氧化二砷12. Sg。將脫砷后的液體返回浸出工序，雜質到一定程度后開路。實施例2礦物冶煉過程中產出中間物料(Cu 4. 02%, S 10. 61%, Zn 9. 28%, As 8. 23，Pb9. 24%，Au I. 58g/t，Ag 161. 3g/t)，稱取該含砷物料200g，在85°C下進行直接浸出，浸出渣率為45%，銅、鋅、砷的浸出率分別為50%，85%和50%。浸出后礦漿在110°C下進行酸性富氧浸出，銅浸出率達到96%以上，砷浸出率達到95%以上，鋅浸出率達到98%以上，并產出浸出渣81. 2g。將浸出液采用lix984萃取提銅，負載有機相反萃生產硫酸銅。萃余液二氧化硫還原生產三氧化二砷，且將脫砷后的液體凈化、中和沉淀、煅燒生廣超細氧化鋒粉。綜上所述，本發明實施例所述的工藝方法能夠解決砷在系統中的積累和堆存導致的環境污染問題，還可綜合回收其中的多種有價金屬，從而提高資源的綜合利用率，降低對 環境的污染。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種含砷物料的處理方法，其特征在于，所述方法包括 將含砷物料進行常壓酸性浸出，將產生的常壓浸出渣進一步進行富氧浸出，使得銅、鋅、砷浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在富氧浸出渣中，而產生的富氧浸出液再返回常壓酸性浸出的工序； 將浸出產出的富含銅、鋅、砷的常壓浸出液采用萃取法富集回收銅； 經萃取、反萃之后的常壓浸出液采用電積生產陰極銅，或蒸發結晶生產硫酸銅； 將萃余液經二氧化硫還原生產三氧化二砷，并經洗滌、烘干后生成純度99. 9%的三氧化二砷； 將還原處理后溶液的一部分返回富氧浸出的工序，其余溶液經凈化、中和沉淀、煅燒后生成超細氧化鋅粉； 將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣送入鉛金銀回收工序，生成電鉛、金、銀、銻、鉍產品。
2.如權利要求I所述含砷物料的處理方法，其特征在于，所述將含砷物料進行常壓酸性浸出，將產生的常壓浸出渣進一步進行富氧浸出，使得銅、鋅、砷浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在富氧浸出渣中，具體包括 將含砷物料在(TlO(TC下采用硫酸進行常壓酸性浸出，反應時間(TlO小時，使銅、砷、鋅浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在浸出渣中； 對常壓下未反應的物料進行酸性富氧浸出，控制反應溫度在(T200°C，氧分壓(T500kPa，反應時間(TlO小時，且硫酸的初始濃度為(T200g/L，使銅、砷浸出進入到溶液中，并使硫以元素硫的形式進入到富氧浸出渣中。
3.如權利要求I所述含砷物料的處理方法，其特征在于，所述將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣送入鉛金銀回收工序，生成電鉛、金、銀、銻、鉍產品，具體包括 將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣采用側吹熔池熔煉生成粗鉛，并捕集金、銀、銻、鉍有價金屬。
4.如權利要求I所述含砷物料的處理方法，其特征在于，所述含砷物料包括銅冶煉黑銅泥、硫化砷渣、冶煉煙塵或復雜含砷物料。
全文摘要
本發明公開了一種含砷物料的處理方法。所述工藝方法首先將含砷物料進行常壓酸性浸出，使得銅、鋅、砷浸出進入到溶液中，且鉛、金、銀富集在浸出渣中；將浸出產出的富含銅、鋅、砷的浸出液采用萃取法富集回收銅；經萃取、反萃之后的浸出液采用電積生產陰極銅，或蒸發結晶生產硫酸銅；將萃取之后的浸出液余液經二氧化硫還原生產三氧化二砷，并經洗滌、烘干后生成純度99.9%的三氧化二砷；將還原處理后溶液的一部分返回富氧浸出工序，并經凈化、中和沉淀、煅燒后生成超細氧化鋅粉；將含有鉛、金、銀的富氧浸出渣送入鉛金銀回收工序，生成電鉛、金、銀、銻、鉍產品。通過上述方法就能夠解決砷在系統中的積累和堆存導致的環境污染問題，還可綜合回收其中的多種有價金屬，從而提高資源的綜合利用率，降低對環境的污染。
文檔編號C22B3/26GK102851497SQ20121035691
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者蔣開喜, 王海北, 李嵐, 王玉芳, 魏幫, 黃勝, 蔣應平, 劉三平 申請人:北京礦冶研究總院