專利名稱：銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種銅冶煉煙灰多金屬綜合回收エ藝。
背景技術(shù)：
在銅的火法冶煉中，大量的含有價(jià)元素的煙灰被排出冶煉爐，其含量較豐富的元素有鉛、鉍、鋅、銅、銀、金等。以赤峰云銅有色金屬有限公司煉銅產(chǎn)生的銅冶煉煙灰為例，經(jīng)過檢測(cè)，銅冶煉煙灰含鉛Pb 26. 5%、鉍Bi 1.5%、鋅Zn 10. 8%、銅Cu 3.2%、銀Ag 20Ig/t、金Au 0. 4g/t，含神As8%，煙灰中有價(jià)金屬價(jià)值順序鉛>鉍>銅>鋅>銀>金。銅冶煉煙灰中的有價(jià)金屬若不加以回收，一方面造成資源浪費(fèi)，方面煙灰飄向四方，造成污染。所以研究回收煙灰中的有價(jià)金屬，提高冶煉企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種銅冶煉煙灰多金屬綜合回收エ藝，該方法回收率高，經(jīng)濟(jì)效益好。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種銅冶煉煙灰多金屬綜合回收エ藝，它包括如下エ藝步驟(I)酸性浸出采用稀硫酸對(duì)銅冶煉煙灰進(jìn)行浸出，煙灰中的部分鋅、鎘、銅、鐵及神被浸出進(jìn)入溶液中，過濾分離得煙灰浸出液和鉛鉍渣，鉛鉍渣作為半成品用于火法冶金制備冰銅和鉛鉍合金；(2)硫化砷除銅在煙灰浸出液中加入硫化銅砷渣和硫化神，銅以硫化銅的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得除銅后液和硫化銅產(chǎn)品；(3)還原沉砷除銅后液用ニ氧化硫還原，生成溶解度較低的三氧化ニ神，過濾分
離得沉砷后液和三氧化ニ砷產(chǎn)品；(4) 二次除銅砷在沉砷后液加入硫化鈉，使銅以硫化銅的形式、砷以硫化砷的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得硫化銅砷渣和二次除銅砷后液；硫化銅砷渣返回步驟(2)硫化砷除銅，二次除銅砷后液再經(jīng)過進(jìn)一歩除鐵砷之后，提取海綿鎘和鋅。為了進(jìn)ー步優(yōu)化工藝方法，對(duì)本發(fā)明的エ藝參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得到了如下優(yōu)化的エ藝參數(shù)(I)酸性浸出固液比1: 2 4，初始硫酸濃度20 40g/L，終點(diǎn)硫酸濃度5 10g/L，溫度85 95°C，浸出時(shí)間0. 8 1. 2h ; (2)硫化砷除銅硫化砷濃度60 200g/L，溫度70 85°C，反應(yīng)時(shí)間2 5h ;(3)還原沉砷溫度小于5 20°C，反應(yīng)時(shí)間2 7h ;(4) 二次除銅砷硫化鈉加入方式采用多點(diǎn)滴入的エ藝，控制加入速度，使溶液中銅含量小于180 220mg/L或者砷含量小于8 12g/L ；
為了提高煙灰浸出液中有價(jià)金屬的濃度，步驟(I)酸性浸出采取循環(huán)提濃的方法，過濾分離的煙灰浸出液的濃度小于臨界值時(shí)返回浸出槽內(nèi)繼續(xù)浸提，煙灰浸出液的濃度大于或等于臨界值時(shí)進(jìn)入步驟(2)硫化神除銅。這里所述的臨界值一般選擇檢測(cè)某種元素的含量標(biāo)定，如用檢測(cè)鋅的含量來標(biāo)定，臨界值是煙灰浸出液中鋅的含量在50 70g/L之間的任意值；用檢測(cè)砷的含量來標(biāo)定，臨界值是煙灰浸出液中砷的含量在50 70g/L之間的任意值。為了提高浸出率，本發(fā)明還包括漿化洗滌步驟，步驟(I)酸性浸出過濾分離的鉛鉍渣加入稀硫酸進(jìn)行洗渣，過濾分離得洗滌液和洗后鉛鉍渣，洗滌液返回到(I)酸性浸出步驟，洗后鉛鉍渣作為半成品用于火法冶金提取冰銅和鉛鉍合金。漿化洗滌步驟中固液比1:1. 5 2，初始硫酸濃度20 30g/L，終點(diǎn)硫酸濃度
5 15g/L，溫度 50 60°C，時(shí)間 0. 8 1. 2h。為了降低生產(chǎn)成本，解決銅冶煉企業(yè)煙塵污染，步驟(I)酸性浸出步驟及漿化洗滌步驟所使用的稀硫酸是制酸系統(tǒng)產(chǎn)生的凈化污酸。在銅冶煉企業(yè)中，采用硫化法進(jìn)行污酸處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的砷濾餅，為了減少污染物的排放，回收砷濾餅中的有價(jià)金屬，本發(fā)明在步驟(2)硫化砷除銅中加入神濾餅。這里所述的砷濾餅主要含有硫化銅、硫化神和硫化鉍等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為I)采用了酸性浸出方法，將煙灰中的有價(jià)金屬離子浸提出來，然后經(jīng)過硫化神除銅和還原沉砷可以得到硫化銅和三氧化ニ砷產(chǎn)品；再經(jīng)過二次除銅砷，硫化鈉的加入比例由二次除銅砷后液中銅或砷的含量來確定，硫化鈉加入的量要盡量將銅和砷沉淀出來，同時(shí)又不能加入的量太多，硫化鈉加入過量容易將鋅也沉淀出來，會(huì)降低鋅的回收率。2)使用凈化污酸代替稀硫酸既可以實(shí)現(xiàn)廢物利用，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)，廢酸中還含有可回收的有價(jià)金屬，提高了金屬總回收率。3)進(jìn)ー步，酸性浸出步驟還包括一個(gè)漿化洗滌步驟，増加此步驟可以提高酸溶性有價(jià)金屬的浸出率，提高有價(jià)金屬回收率。4)在步驟(2)硫化砷除銅中還可以加入砷濾餅，有利于減少污染廢棄物排放，回收有價(jià)金屬，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明銅冶煉煙灰多金屬綜合回收エ藝エ藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面以通過試驗(yàn)和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述實(shí)施例1 :一種銅冶煉煙灰多金屬綜合回收エ藝，它包括如下エ藝步驟(I)酸性浸出采用凈化污酸對(duì)銅冶煉煙灰進(jìn)行浸出，酸性浸出固液比1: 3，初始硫酸濃度40g/L，終點(diǎn)硫酸濃度6g/L，溫度95°C，浸出時(shí)間1. 2h，過濾分離得煙灰浸出液和鉛鉍渣，煙灰浸出液中鋅的含量小于65g/L時(shí)返回浸出槽內(nèi)繼續(xù)浸提，煙灰浸出液中鋅的含量大于或等于65g/L時(shí)進(jìn)入步驟(2)硫化砷除銅；鉛鉍渣加入凈化污酸進(jìn)行漿化洗滌，漿化洗滌固液比1:1.6，初始硫酸濃度30g/L，終點(diǎn)硫酸濃度15g/L，溫度50°C，時(shí)間0. 8h ；漿化洗滌之后過濾分離得洗滌液和洗后鉛鉍渣，洗滌液返回到酸性浸出步驟，洗后鉛鉍渣作為半成品用于火法冶金提取冰銅和鉛鉍合金；(2)硫化砷除銅在煙灰浸出液中加入硫化銅砷渣、砷濾餅和硫化神，固液比I 4，硫化砷濃度80g/L，溫度85°C，反應(yīng)時(shí)間2. 5h，銅以硫化銅的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得除銅后液和硫化銅產(chǎn)品；(3)還原沉砷除銅后液用ニ氧化硫還原，溫度小于20°C，反應(yīng)時(shí)間5h，過濾分離
得沉砷后液和三氧化ニ砷產(chǎn)品；(4) 二次除銅砷在沉砷后液加入硫化鈉， 硫化鈉加入方式采用多點(diǎn)滴入的エ藝，控制加入速度，使溶液中銅含量小于210mg/L;使銅以硫化銅的形式、砷以硫化神的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得硫化銅砷渣和二次除銅砷后液；硫化銅砷渣返回步驟
(2)硫化砷除銅，二次除銅砷后液再經(jīng)過進(jìn)一歩除鐵砷之后，提取海綿鎘和鋅。實(shí)施例2 : —種銅冶煉煙灰多金屬綜合回收エ藝，它包括如下エ藝步驟(I)酸性浸出采用凈化污酸對(duì)銅冶煉煙灰進(jìn)行浸出，酸性浸出固液比1: 4，初始硫酸濃度20g/L，終點(diǎn)硫酸濃度9g/L，溫度85°C，浸出時(shí)間0. 8h，過濾分離得煙灰浸出液和鉛秘密，煙灰浸出液中砷的含量小于56g/L時(shí)返回浸出槽內(nèi)繼續(xù)浸提,煙灰浸出液中砷的含量大于或等于56g/L時(shí)進(jìn)入步驟(2)硫化砷除銅；鉛鉍渣加入凈化污酸進(jìn)行漿化洗滌，漿化洗滌固液比1: 2，初始硫酸濃度20g/L，終點(diǎn)硫酸濃度8g/L，溫度60°C，時(shí)間1. 2h ;漿化洗滌之后過濾分離得洗滌液和洗后鉛鉍渣，洗滌液返回到酸性浸出步驟，洗后鉛鉍渣作為半成品用于火法冶金提取冰銅和鉛鉍合金；(2)硫化砷除銅在煙灰浸出液中加入硫化銅砷渣、砷濾餅和硫化神，固液比I 6，硫化砷濃度180g/L，溫度70°C，反應(yīng)時(shí)間4h，銅以硫化銅的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得除銅后液和硫化銅產(chǎn)品；(3)還原沉砷除銅后液用ニ氧化硫還原，溫度小于18°C，反應(yīng)時(shí)間7h，過濾分離
得沉砷后液和三氧化ニ砷產(chǎn)品；(4) 二次除銅砷在沉砷后液加入硫化鈉，硫化鈉加入方式采用多點(diǎn)滴入的エ藝，控制加入速度，使溶液中銅含量小于200mg/L;使銅以硫化銅的形式、砷以硫化神的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得硫化銅砷渣和二次除銅砷后液；硫化銅砷渣返回步驟
(2)硫化砷除銅，二次除銅砷后液再經(jīng)過進(jìn)一歩除鐵砷之后，提取海綿鎘和鋅。實(shí)施例3 : —種銅冶煉煙灰多金屬綜合回收エ藝，它包括如下エ藝步驟(I)酸性浸出采用凈化污酸對(duì)銅冶煉煙灰進(jìn)行浸出，酸性浸出固液比1: 2. 5，初始硫酸濃度30g/L，終點(diǎn)硫酸濃度8g/L，溫度90°C，浸出時(shí)間lh，過濾分離得煙灰浸出液和鉛鉍渣，煙灰浸出液中鋅的含量小于60g/L時(shí)返回浸出槽內(nèi)繼續(xù)浸提，煙灰浸出液中鋅的含量大于或等于60g/L時(shí)進(jìn)入步驟(2)硫化砷除銅；鉛鉍渣加入凈化污酸進(jìn)行漿化洗滌，漿化洗滌固液比1:1. 8，初始硫酸濃度25g/L，終點(diǎn)硫酸濃度12g/L，溫度55°C，時(shí)間Ih ;漿化洗滌之后過濾分離得洗滌液和洗后鉛鉍渣，洗滌液返回到酸性浸出步驟，洗后鉛鉍渣作為半成品用于火法冶金提取冰銅和鉛鉍合金；(2)硫化砷除銅在煙灰浸出液中加入硫化銅砷渣、砷濾餅和硫化神，固液比I 5，硫化砷濃度100g/L，溫度78°C，反應(yīng)時(shí)間3h，銅以硫化銅的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得除銅后液和硫化銅產(chǎn)品；
(3)還原沉砷除銅后液用ニ氧化硫還原，溫度小于15°C，反應(yīng)時(shí)間6h，過濾分離
得沉砷后液和三氧化ニ砷產(chǎn)品；(4) 二次除銅砷在沉砷后液加入硫化鈉，硫化鈉加入方式采用多點(diǎn)滴入的エ藝，控制加入速度，使溶液中神含量小于10g/L ;使銅以硫化銅的形式、砷以硫化神的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得硫化銅砷渣和二次除銅砷后液；硫化銅砷渣返回步驟(2) 硫化砷除銅，二次除銅砷后液再經(jīng)過進(jìn)一歩除鐵砷之后，提取海綿鎘和鋅。
權(quán)利要求
1.一種銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，它包括如下工藝步驟 (1)酸性浸出采用稀硫酸對(duì)銅冶煉煙灰進(jìn)行浸出，煙灰中的部分鋅、鎘、銅、鐵及砷被浸出進(jìn)入溶液中，過濾分離得煙灰浸出液和鉛鉍渣，鉛鉍渣作為半成品用于火法冶金制備冰銅和鉛鉍合金； (2)硫化砷除銅在煙灰浸出液中加入硫化銅砷渣和硫化砷，銅以硫化銅的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得除銅后液和硫化銅產(chǎn)品； (3)還原沉砷除銅后液用二氧化硫還原，生成溶解度較低的三氧化二砷，過濾分離得沉砷后液和三氧化二砷產(chǎn)品； (4)二次除銅砷在沉砷后液加入硫化鈉，使銅以硫化銅的形式、砷以硫化砷的形式從溶液中沉淀分離出來，過濾分離得硫化銅砷渣和二次除銅砷后液；硫化銅砷渣返回步驟(2)硫化砷除銅，二次除銅砷后液再經(jīng)過進(jìn)一步除鐵砷之后，提取海綿鎘和鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，其特征在于各個(gè)工藝步驟的工藝參數(shù)分別是 (1)酸性浸出固液比1: 2 4，初始硫酸濃度20 40g/L，終點(diǎn)硫酸濃度5 IOg/L，溫度85 95°C，浸出時(shí)間0.8 1. 2h ; (2)硫化砷除銅硫化砷濃度60 200g/L，溫度70 85°C，反應(yīng)時(shí)間2 5h; (3)還原沉砷溫度小于5 20°C,反應(yīng)時(shí)間2 7h; (4)二次除銅砷硫化鈉加入方式采用多點(diǎn)滴入的工藝，控制加入速度，使溶液中銅含量小于180 220mg/L或者砷含量小于8 12g/L ；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，其特征在于步驟(I)酸性浸出采取循環(huán)提濃的方法，過濾分離的煙灰浸出液的濃度小于臨界值時(shí)返回浸出槽內(nèi)繼續(xù)浸提，煙灰浸出液的濃度大于或等于臨界值時(shí)進(jìn)入步驟(2)硫化砷除銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，其特征在于臨界值是煙灰浸出液中鋅的含量在50 70g/L之間的任意值；或者臨界值是煙灰浸出液中砷的含量在50 70g/L之間的任意值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，其特征在于它還包括漿化洗滌步驟，步驟(I)酸性浸出過濾分離的鉛鉍渣加入稀硫酸進(jìn)行洗渣，過濾分離得洗滌液和洗后鉛鉍渣，洗滌液返回到(I)酸性浸出步驟，洗后鉛鉍渣作為半成品用于火法冶金提取冰銅和鉛鉍合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，其特征在于漿化洗滌步驟中固液比1:1. 5 2，初始硫酸濃度20 30g/L，終點(diǎn)硫酸濃度5 15g/L，溫度50 60°C，時(shí)間 0. 8 1. 2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，其特征在于步驟(I)酸性浸出步驟及漿化洗滌步驟所使用的稀硫酸是制酸系統(tǒng)產(chǎn)生的凈化污酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，其特征在于在步驟(2)硫化砷除銅中加入砷濾餅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅冶煉煙灰多金屬綜合回收工藝，它包括如下工藝步驟(1)酸性浸出采用稀硫酸對(duì)銅冶煉煙灰進(jìn)行浸出，得煙灰浸出液和鉛鉍渣；(2)硫化砷除銅在煙灰浸出液中加入硫化銅砷渣和硫化砷除銅后液和硫化銅產(chǎn)品；(3)還原沉砷除銅后液用二氧化硫還原得沉砷后液和三氧化二砷產(chǎn)品；(4)二次除銅砷在沉砷后液加入硫化鈉，得硫化銅砷渣和二次除銅砷后液；硫化銅砷渣返回步驟硫化砷除銅。該工藝能將煙灰中的多種有價(jià)金屬離子浸提出來，回收率高，生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益高。
文檔編號(hào)C22B34/32GK103014355SQ20121053476
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者馬永濤 申請(qǐng)人:馬永濤