本發(fā)明涉及一種固體廢物資源綜合利用的方法，具體為一種適用于處理具有高鉛、高砷、低鋅等特點(diǎn)的白煙塵的火法煉銅白煙塵資源綜合利用的方法。
背景技術(shù)：
：火法煉銅生產(chǎn)過程中，銅精礦中所含的微量砷富集于電場(chǎng)煙塵中，這些煙塵中含有比較高的銅、鉛、砷，還有一定量的金、銀等貴金屬。多數(shù)冶煉企業(yè)將這些白煙塵返回熔煉系統(tǒng)進(jìn)行處理，但鉛、砷等元素的累積，會(huì)影響產(chǎn)品電解銅的質(zhì)量，同時(shí)惡化爐況，降低熔煉爐處理銅礦的能力。因此，白煙塵返回火法熔煉爐系統(tǒng)，是無法保持閉路循環(huán)的，必須開路一部分，以確保系統(tǒng)中的鉛、砷等有害元素的含量不超過系統(tǒng)容許的指標(biāo)上限值?；鸱掋~系統(tǒng)開路出來的白煙塵，要進(jìn)一步綜合回收其中的有價(jià)金屬元素。自然界砷廣泛分布在土壤、巖石和礦物中，隨著各種礦石的開采、冶煉，砷被富集在冶煉煙塵及尾礦中，由于砷的各種形態(tài)都是有毒的，必須對(duì)這些煙塵或尾礦中的砷進(jìn)一步回收利用或無害化處理。含砷制劑用于農(nóng)藥、木材防腐劑、玻璃澄清劑、半導(dǎo)體鑄件、晶體管等化工和農(nóng)用化學(xué)品，砷酸鈉、硫酸鈉和碳酸鈉配制的復(fù)合鹽，可用于玻璃制造業(yè)，是很好的澄清劑，可以改善玻璃的透明度和導(dǎo)熱性，提高玻璃制品的化學(xué)均勻性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種適用于處理具有高鉛、高砷、低鋅等特點(diǎn)的白煙塵的火法煉銅白煙塵資源綜合利用的方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種火法煉銅白煙塵資源綜合利用的方法，包括以下步驟：（1）、白煙塵堿性浸出：把白煙塵和氫氧化鈉溶液按比例混合，加入硫酸鈉，攪拌加熱，通入空氣進(jìn)行氧化浸出，然后過濾，濾液（堿浸液）主要成分是砷酸鈉，其他有價(jià)金屬元素在濾餅（堿浸渣）中；（2）、堿浸液蒸發(fā)結(jié)晶：堿浸液加熱蒸發(fā)，然后冷卻結(jié)晶，分離后得到砷酸鈉成品，母液返回堿浸循環(huán)利用；（3）、堿浸渣酸浸：堿浸渣打漿，加入硫酸，攪拌加熱浸出，然后過濾，濾液（酸浸液）主要成分是硫酸銅；濾餅（酸浸渣）主要成分是硫酸鉛及金、銀等貴金屬元素，可作為鉛精礦提煉金屬鉛及其他貴金屬；（4）、鐵粉置換：在酸浸液中加入鐵粉置換，過濾得到海綿銅；海綿銅返回火法煉銅系統(tǒng)精煉成電解銅。所述堿性浸出液固比為4:1，氫氧化鈉濃度為10～15%，溶液中SO42-濃度為20～25g/L，浸出溫度為85～95℃，浸出時(shí)間為3～4小時(shí)。堿浸液蒸發(fā)濃縮至砷濃度60～70g/L，降溫至20～25℃結(jié)晶。酸浸的液固比為2:1，硫酸濃度為15～30g/L，浸出溫度為80～95℃，浸出時(shí)間為1～3小時(shí)。所得硫酸銅溶液用鐵粉置換，置換用鐵粉用量為化學(xué)計(jì)量的1.1～1.2倍，置換溫度為40～60℃。積極有益效果：用本發(fā)明方法技術(shù)方案所述第1項(xiàng)白煙塵堿性浸出的方法，可以使白煙塵中砷的浸出率達(dá)到95%以上，銅、鉛及金、銀等貴金屬幾乎不會(huì)浸出；用本發(fā)明方法技術(shù)方案所述第2項(xiàng)堿浸液蒸發(fā)結(jié)晶的方法，因采用火法煉銅的余熱蒸汽作為熱源，生產(chǎn)成本非常低，所得的砷酸鈉含量大于85%，可用于玻璃工業(yè)的生產(chǎn)；用本發(fā)明方法技術(shù)方案所述第3項(xiàng)堿浸渣硫酸浸出的方法，銅的浸出率大于98%，酸浸渣中鉛的含量大于50%，金、銀等貴金屬也進(jìn)一步富集；用本發(fā)明方法技術(shù)方案所述第4項(xiàng)酸浸液鐵粉置換的方法，所得到的海綿銅，銅含量大于92%，砷含量小于1%，滿足火法煉銅陽極爐的進(jìn)料要求。置換后銅的收率達(dá)到99.5%。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：本發(fā)明是把白煙塵在硫酸鈉存在下用燒堿并通入空氣氧化浸出，砷以砷酸鈉的形式進(jìn)入堿浸液中，而銅、鉛及貴金屬等保留在堿浸渣中。堿浸液蒸發(fā)濃縮后冷卻結(jié)晶得到砷酸鈉產(chǎn)品，結(jié)晶母液可返回堿浸。堿浸渣打漿后用硫酸浸出，銅形成硫酸銅進(jìn)入酸浸液中，酸浸渣主要含硫酸鉛及貴金屬，可作為鉛精礦出售。酸浸液加入鐵粉置換得到海綿銅，海綿銅返回火法煉銅系統(tǒng)精煉成電解銅，置換后液主要成分是硫酸亞鐵，可用于生產(chǎn)氧化鐵黑顏料。具體技術(shù)方案如下：1、氫氧化鈉堿性浸出把白煙塵和結(jié)晶母液按1:4混合，攪拌打漿，加入氫氧化鈉和硫酸鈉，加熱并通入空氣氧化浸出，完成后過濾，濾餅用適量水洗滌。2、堿浸液蒸發(fā)結(jié)晶堿浸液加熱蒸發(fā)濃縮，然后冷卻結(jié)晶，過濾，濾液返回前工序進(jìn)行白煙塵打漿，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，濾餅是砷酸鈉。3、堿浸渣硫酸浸出堿浸渣加水?dāng)嚢璐驖{，加入硫酸，加熱浸出，然后過濾，濾液是硫酸銅溶液，濾餅是硫酸鉛及金、銀等貴金屬，作為鉛精礦出售。4、鐵粉置換把酸浸液攪拌，適當(dāng)加熱，加入鐵粉置換，然后過濾，濾餅是海綿銅，濾液是硫酸亞鐵溶液。海綿銅返回火法煉銅系統(tǒng)。技術(shù)方案所述第1項(xiàng)白煙塵堿性浸出的方法，是用氫氧化鈉和白煙塵中的砷氧化物及砷酸鹽反應(yīng)生成砷酸鈉，白煙塵中有一部分砷的低價(jià)化合物，需通入空氣氧化才形成砷酸鈉。經(jīng)過氫氧化鈉氧化浸出后，白煙塵中的砷絕大部分轉(zhuǎn)化成砷酸鈉，存在于堿浸液中。硫酸鈉存在的作用是產(chǎn)生同離子效應(yīng)，阻止硫酸鉛進(jìn)入堿浸液中。浸出技術(shù)條件為：液固比為4:1；氫氧化鈉濃度為10～15%；溶液中SO42-濃度為20～25g/L；浸出溫度為85～95℃，浸出時(shí)間為3～4小時(shí)。技術(shù)方案所述第2項(xiàng)堿浸液蒸發(fā)結(jié)晶的方法，可采用火法煉銅所產(chǎn)生的余熱蒸汽，對(duì)堿浸液蒸發(fā)濃縮，再用冷卻水降溫結(jié)晶，過濾分離得到砷酸鈉產(chǎn)品，硫酸鈉因濃度比較低而存在于結(jié)晶母液中，母液返回堿浸和白煙塵混合打漿，從而使硫酸鈉有條件的循環(huán)使用。技術(shù)條件為：堿浸液蒸發(fā)濃縮至砷濃度60～70g/L后，降溫至15～25℃結(jié)晶。技術(shù)方案所述第3項(xiàng)堿浸渣硫酸浸出的方法，是用硫酸把堿浸渣中的氫氧化銅和氧化銅溶解生成硫酸銅，經(jīng)過酸浸把銅分離出來后，酸浸渣的主要成分為硫酸鉛及一定的金、銀等貴金屬，即可作為鉛精礦出售給鉛冶煉企業(yè)。酸浸的技術(shù)條件為：液固比為2:1；硫酸濃度為8～12%；浸出溫度為80～95℃，浸出時(shí)間為1～3小時(shí)。技術(shù)方案所述第4項(xiàng)鐵粉置換的方法，是用鐵粉把酸浸液中的硫酸銅置換成單質(zhì)銅，俗稱海綿銅。因海綿銅的純度已經(jīng)比較高，可直接返回火法煉銅系統(tǒng)的陽極爐精煉。置換液的主要成分是硫酸亞鐵，可用于生產(chǎn)氧化鐵黑顏料。置換的技術(shù)條件為：鐵粉用量是銅摩爾量的1.1～1.2倍。，置換溫度為40～60℃，置換后液銅濃度小于0.1g/L。實(shí)施例1把200g固體燒堿在攪拌下加入裝有2000ml水的燒杯中，再加入500g白煙塵（成分見表1），加熱，保溫95℃浸出2小時(shí)，過濾并用300ml水洗滌濾餅，得濾液（堿浸液）1955ml（堿浸液成分見表2）。堿浸液加熱蒸發(fā)，溶液體積濃縮至約1L，停止加熱，邊攪拌邊慢慢降溫，砷酸鈉逐步結(jié)晶析出，待溫度降至約20℃后過濾，濾餅放烘箱烘干，得到砷酸鈉189g,取樣分析砷酸鈉含量為85.5%。堿浸渣加入1000ml水?dāng)嚢璐驖{，再加入98%濃硫酸55ml,加熱升溫，保溫95℃浸出2小時(shí)，過濾并用水洗滌濾餅至洗滌水無色，濾餅取出放烘箱烘干，得酸浸渣187.5g,取樣分析（分析結(jié)果見表3）；得到酸浸液1310ml，分析銅濃度為40.49g/L。把酸浸液加熱至50℃，加入含量95%的鐵粉55g，攪拌置換2小時(shí)，過濾，濾餅放烘箱烘干，得到海綿銅57.34g。（海綿銅分析結(jié)果見表4）。表1白煙塵金屬成分表元素Cu(%)As(%)Pb(%)Zn(%)Au(g/t)Ag(g/t)含量10.7812.1219.551.26.588.3表2堿浸液成分表元素Cu（g/L）As(g/L)Pb(g/L)Zn(g/L)Au(g/m3)Ag(g/m3)含量0.0629.810.0091.87未檢出未檢出表3酸浸渣金屬成分表元素Cu(%)As(%)Pb(%)Zn(%)Au(g/t)Ag(g/t)含量0.490.9852.330.0617.1232.5表4海綿銅金屬成分表元素Cu(%)As(%)Pb(%)Fe(%)Au(g/t)Ag(g/t)含量92.130.820.00065.1未檢出未檢出由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算出，白煙塵氫氧化鈉堿性浸出，砷的浸出率為96.2%，鋅有部分浸出，銅、鉛及貴金屬幾乎不會(huì)被浸出；堿浸液蒸發(fā)結(jié)晶，得到的砷酸鈉含量為85.5%；堿浸渣用硫酸浸出后，銅的浸出率為98.3%，殘留的鋅大部分被浸出，鉛及貴金屬保留在了酸浸渣中；酸浸液用鐵粉置換，銅的收率為99.6%?；鸱掋~中，由于銅精礦、爐況等的不同，所產(chǎn)生的白煙塵成分差別會(huì)比較大。用本發(fā)明技術(shù)方案所述的方法，采用成分與本實(shí)施例相近的白煙塵，按照技術(shù)方案所提供的工藝條件實(shí)施，也都體現(xiàn)出與上實(shí)施例接近的結(jié)果。用本發(fā)明方法技術(shù)方案所述第1項(xiàng)白煙塵堿性浸出的方法，可以使白煙塵中砷的浸出率達(dá)到95%以上，銅、鉛及金、銀等貴金屬幾乎不會(huì)浸出；用本發(fā)明方法技術(shù)方案所述第2項(xiàng)堿浸液蒸發(fā)結(jié)晶的方法，因采用火法煉銅的余熱蒸汽作為熱源，生產(chǎn)成本非常低，所得的砷酸鈉含量大于85%，可用于玻璃工業(yè)的生產(chǎn)；用本發(fā)明方法技術(shù)方案所述第3項(xiàng)堿浸渣硫酸浸出的方法，銅的浸出率大于98%，酸浸渣中鉛的含量大于50%，金、銀等貴金屬也進(jìn)一步富集；用本發(fā)明方法技術(shù)方案所述第4項(xiàng)酸浸液鐵粉置換的方法，所得到的海綿銅，銅含量大于92%，砷含量小于1%，滿足火法煉銅陽極爐的進(jìn)料要求。置換后銅的收率達(dá)到99.5%。以上實(shí)施案例僅用于說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在所述領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替代及改進(jìn)等，均應(yīng)視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3