一種銅冶煉廢酸和白煙塵綜合回收的工藝的制作方法
【專利說明】
一.技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及冶金行業(yè),特別涉及一種銅冶煉過程中回收有價金屬的工藝,具體說是一種銅冶煉廢酸和白煙塵綜合回收的工藝。
二.【背景技術(shù)】
[0002]銅精礦中通常含有一定量的錸、鉍、鉛、鋅等有價金屬。在銅冶煉過程中,錸、鉍等金屬被揮發(fā),進入煙氣中,錸主要富集在廢酸中,鉍、鉛、鋅主要富集在白煙塵中,由于廢酸的酸度較高,成分復(fù)雜,砷等有害雜質(zhì)含量高,錸(約10mg/L)、鉍等有價金屬離子的含量較低,導(dǎo)致有價金屬回收困難。目前,從銅冶煉廢酸提取錸的工藝主要有溶劑萃取法、離子交換法和化學(xué)沉淀法。廢酸萃取錸因廢酸中雜質(zhì)元素多,對萃取干擾大,回收率不高,而且萃取劑用量大,流程繁瑣,操作復(fù)雜,有機物揮發(fā)和萃取廢液容易造成二次污染。利用離子交換從廢酸中直接提錸,主要存在選擇性不高等不足?;瘜W(xué)沉淀法主要為硫化堿沉淀,硫化堿活性強不能選擇性提取錸,重金屬尤其是銅、砷、銻、鉍等與錸同時析出,由于廢酸中砷、銅含量是錸含量的幾十倍甚至幾百倍、上千倍,硫化堿沉淀錸很難有效富集錸,沉淀物中錸含量低于0.1%,進一步回收制取錸產(chǎn)品難度很大,回收率也很低。周松林等(CN 102628110B)提出利用硫代硫酸鈉從廢酸中沉淀錸,雖然沉淀渣中的錸含量可達約10%,但是沉淀渣中的砷含量仍較高,有的高達20%,后續(xù)錸的回收仍較困難。目前,大多數(shù)銅冶煉廠仍采用硫化沉淀法從廢酸中沉淀錸和砷,得到砷濾餅,低價銷售給有資質(zhì)的廠家處理。
[0003]白煙塵的處理工藝,以前多采用火法熔煉工藝回收鉛、鉍等有價金屬。但是,傳統(tǒng)的火法工藝存在環(huán)境污染嚴重、勞動條件差、有價元素綜合利用水平低等缺點,白煙塵的處理工藝逐漸向濕法、濕法-火法聯(lián)合或選冶聯(lián)合工藝發(fā)展。國內(nèi)外銅冶煉廠和一些科研、設(shè)計單位對白煙塵處理工藝都進行了大量的研宄,探索出了許多方法,但嚴格來說,至今仍沒有一種能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的理想方法。目前,由于白煙塵中的砷含量較高,大多銅冶煉廠將白煙塵低價銷售給有資質(zhì)的廠家處理。
三.
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有工藝的不足,提供一種銅冶煉廢酸和白煙塵綜合回收的工藝,采用該方法,可以高效分離回收廢酸中的錸,可充分利用廢酸浸出白煙塵,可利用一套銅回收和砷無害化系統(tǒng)綜合處理廢酸和白煙塵浸出液,工藝匹配性好,有價金屬綜合回收率高,廢水處理效果好,投資少,生產(chǎn)成本低,經(jīng)濟效益好。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]廢酸除去懸浮顆粒物后,調(diào)整溶液的酸度和氧化還原電位,使溶液中的鉬等離子以高價陽離子形式存在;然后利用離子交換樹脂選擇性吸附錸,吸附飽和后,解吸得到錸酸鹽溶液,濃縮結(jié)晶得到錸酸鹽;吸附錸后的廢酸用于浸出白煙塵;采用兩段逆流酸浸-氯鹽浸出工藝處理白煙塵,酸浸液回收銅、鋅、鎘等有價金屬,并利用鐵鹽法無害化處理砷等有害元素,氯鹽浸出液回收鉍等有價金屬,氯鹽浸出渣主要成分為硫酸鉛,銷售給鉛冶煉廠。
[0007]一種銅冶煉廢酸和白煙塵綜合回收的工藝,包括如下步驟和工藝條件:
[0008]a、離子交換樹脂從廢酸中回收錸:銅冶煉廢酸進行預(yù)處理,先除去懸浮顆粒物,再用氧化劑等調(diào)節(jié)廢酸的酸度和氧化還原電位。預(yù)處理后的廢酸濁度〈50NTU,硫酸濃度100?250g/L,氧化還原電位>550mV。預(yù)處理后的廢酸利用陰離子樹脂選擇性吸附錸,吸附飽和后,利用硫氰酸銨溶液解吸錸,解吸液濃縮結(jié)晶得到錸酸銨產(chǎn)品。離子交換吸附時廢酸流速為3?10BV/h,樹脂解吸液中硫氰酸銨濃度為I?5mol/L,解吸液流速為I?5BV/h ;
[0009]b、白煙塵兩段逆流酸浸:白煙塵先進行第一段酸浸,利用二段浸出液調(diào)漿,利用吸附錸后的廢酸調(diào)節(jié)硫酸濃度,控制礦漿濃度14%?33%、硫酸濃度30?60g/L、酸浸溫度80?100°C,常壓下浸出I?6h。白煙塵一段酸浸底流調(diào)漿進行二段浸出,利用吸附錸后的廢酸調(diào)節(jié)硫酸濃度,控制礦漿濃度14%?33%、硫酸濃度60?150g/L、酸浸溫度100?170°C、反應(yīng)壓力0.50?1.8OMPa,浸出I?乩;
[0010]C、氯鹽浸出:白煙塵二段浸出渣進行氯鹽浸出鉍,控制礦漿濃度14%?33%、硫酸濃度30?100g/L、氯化鈉濃度100?400g/L、浸出溫度20?40°C,浸出時間I?6h。浸出渣主要成分為硫酸鉛,外售給鉛冶煉廠;
[0011]d、氯鹽浸出液回收鉍:氯鹽浸出液調(diào)節(jié)pH值2.0?3.30,沉淀鉍,得到氯氧化鉍,精煉后得到精秘;
[0012]e、酸浸液鐵粉置換銅:酸浸液加入理論量1.0?1.50倍的鐵粉置換銅,得到海綿銅;
[0013]f、鋅粉置換鎘:鐵粉置換銅后的溶液加入理論量1.2?3.0倍的鋅粉置換鎘,得到海綿錦;
[0014]g、鐵鹽除砷:鋅粉置換鎘后的溶液,利用石灰中和至pH值2?3,加入少量氧化劑,攪拌反應(yīng)I?3h,然后利用石灰調(diào)節(jié)pH值4.0?4.50 ;
[0015]h、碳酸鈉沉鋅:除砷后的溶液利用碳酸鈉沉淀鋅,控制溶液pH值7.0?7.50,得到碳酸鋅產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明的特點:
[0017]1、通過控制廢酸的酸度和氧化還原電位,可使廢酸中的鉬等離子以高價陽離子形式存在,從而實現(xiàn)陰離子樹脂對錸酸鹽離子的高效選擇性吸附。
[0018]2、可充分利用廢酸浸出白煙塵,并利用一套銅回收和砷無害化系統(tǒng)綜合處理廢酸和白煙塵浸出液。
[0019]3、采用分段處理的方法,可使砷以穩(wěn)定的砷酸鐵形式沉淀,廢水處理效果好。
[0020]4、工藝匹配性好,有價金屬綜合回收率高,廢水處理效果好,投資少,生產(chǎn)成本低,經(jīng)濟效益好。
四.【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一種銅冶煉廢酸和白煙塵綜合回收的工藝的流程圖。
五.【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述
[0023]實施例1:
[0024]某銅冶煉廠每天產(chǎn)生800m3廢酸(硫酸150g/L,錸10mg/L,銅1.5g/L,砷2g/L),每年產(chǎn)生 4500 噸白煙塵(Cu 5%, Bi 8%, Pb 30%, Zn 5%, Cd 3%, As 5% ) ο 廢酸中加入少量氧化劑,調(diào)節(jié)廢酸氧化還原電位650mV ;然后利用陰離子樹脂吸附錸,廢酸流速5BV/h,吸附飽和后,利用2mol/L硫氰酸銨溶液解吸,解吸液流速2BV/h,解吸液量為5BV,解吸后液濃縮結(jié)晶得到錸酸銨產(chǎn)品。白煙塵進行兩段逆流酸浸,利用吸附錸后的廢酸調(diào)節(jié)硫酸濃度。白煙塵酸浸渣進行氯鹽浸出鉍,浸出渣主要成分為硫酸鉛,外售給鉛冶煉廠。氯鹽浸出液調(diào)節(jié)pH值約3.0,得到氯氧化鉍沉淀,精煉后得到精鉍。白煙塵酸浸液利用鐵粉置換銅,再利用鋅粉置換鎘;然后利用石灰調(diào)節(jié)PH值2.50,加入少量氧化劑,攪拌反應(yīng)2h,再利用石灰調(diào)節(jié)pH值4.0 ;除砷后的溶液利用碳酸鈉沉淀鋅,得到碳酸鋅產(chǎn)品。錸的綜合回收率95%,銅的綜合回收率98 %,鎘的綜合回收率90 %,鋅的綜合回收率96 %,鉍的綜合回收率95 %,鉛回收率95%,砷的去除率>99.90%。每年可回收錸2.28t、銅573t、鎘121t、鋅216t、鉍342t、鉛1283t。每年銷售收入18138萬元,生產(chǎn)成本6000萬元,經(jīng)濟效益12138萬元。
[0025]實施例2:
[0026]某銅冶煉廠每天產(chǎn)生800m3廢酸(硫酸150g/L,錸10mg/L,銅1.5g/L,砷2g/L),每年產(chǎn)生 4500 噸白煙塵(Cu 5%, Bi 8%, Pb 30%, Zn 5%, Cd 3%, As 5% ) ο 廢酸中加入少量氧化劑,調(diào)節(jié)廢酸氧化還原電位650mV ;然后利用陰離子樹脂吸附錸,廢酸流速8BV/h,吸附飽和后,利用2mol/L硫氰酸銨溶液解吸,解吸液流速3BV/h,解吸液量為5BV,解吸后液濃縮結(jié)晶得到錸酸銨產(chǎn)品。白煙塵進行兩段逆流酸浸,利用吸附錸后的廢酸調(diào)節(jié)硫酸濃度。白煙塵酸浸渣進行氯鹽浸出鉍,浸出渣主要成分為硫酸鉛,外售給鉛冶煉廠。氯鹽浸出液調(diào)節(jié)pH值約3.0,得到氯氧化鉍沉淀,精煉后得到精鉍。白煙塵酸浸液利用鐵粉置換銅,再利用鋅粉置換鎘;然后利用石灰調(diào)節(jié)PH值2.50,加入少量氧化劑,攪拌反應(yīng)2h,再利用石灰調(diào)節(jié)pH值4.0 ;除砷后的溶液利用碳酸鈉沉淀鋅,得到碳酸鋅產(chǎn)品。錸的綜合回收率90%,銅的綜合回收率98 %,鎘的綜合回收率90 %,鋅的綜合回收率96 %,鉍的綜合回收率90 %,鉛回收率95%,砷的去除率>99.90%。每年可回收錸2.16t、銅573t、鎘121t、鋅216t、鉍324t、鉛1283t。每年銷售收入17446萬元,生產(chǎn)成本5700萬元,經(jīng)濟效益11746萬元。
[0027]實施例3:
[0028]某銅冶煉廠每天產(chǎn)生800m3廢酸