液用于控电位硫化沉锌工序。控电位硫化除砷过程发生的主要化学反应如下:2H3As03+3Na2S+3H2S04=As2S3 丄+3Na2S04+3H20 (10)
4控电位硫化沉锌
除砷后液同时控制金属离子混合电位和PH值选择沉淀硫化锌。除砷后液保持温度30?70 °C和转速100?200r/min，然后加入固体硫化钠使料楽的金属离子混合电位相对于甘萊电极为-200?-lOOmv，同时加入硫酸调整料浆的pH值为3.1?5.0，待电位值稳定后继续搅拌30-60min后采用板框压滤方式实现液固分离，固体产物为硫化锌精矿，除锌后液送废水处理后达标排放。控电位硫化沉锌过程发生的主要化学反应如下:
ZnS04+Na2S=ZnS|+Na2S04(11)
所述的硫酸为工业级试剂，其质量百分含量不小于98.0%。
[0010]所述的氧化剂为双氧水或氯酸钠中的一种或两种，两者均为工业级试剂，工业双氧水的质量百分含量不小于27.5%，工业氯酸钠的质量百分含量不小于95.0%。
[0011 ]所述的硫化剂为硫化钠或硫代硫酸钠中的一种或两种，两者均为工业级试剂，工业级硫化钠中硫化钠的质量百分含量不小于60.0%，工业级硫代硫酸钠中硫代硫酸钠的质量百分含量不小于95.0%。
[0012]本发明适用于处理铜精矿熔炼过程产出的铜烟灰，其主要成分范围以质量百分比i+S(%):Cul.0-20.0、Pbl.0-30.0、Asl.0-15.0、Znl.0-10.0、Bi0.1-10.(^PS1.0-15.0o1il
适合于处理有色金属冶金过程产出的含铜、砷和锌的固体或溶液。
[0013]本发明与传统铜烟灰处理方法比较，有以下优点:1、本发明采用控电位氧化浸出和控电位硫化沉淀相结合方式实现铜烟灰中有价金属的浸出与分离，金属相互分离效果好;2、首先采用控电位氧化浸出方式实现铜烟灰中有价金属的选择性溶解，铜、砷和锌的浸出率大于98.0%以上;3、其次选用控电位硫化沉淀方法分步回收浸出液中的铜、砷和锌等金属，并对应产出相对应的硫化物沉淀，金属沉淀率高达99.0%; 4、本发明避开传统的由铜烟灰生产阴极铜的思路，迂回生产出铜冶炼系统用硫化铜精矿，具有设备投资小和过程控制简单的优点；5、本发明具有工艺过程简单、技术指标稳定、劳动强度小和生产成本低等优点。
【附图说明】
[0014]图1为本发明工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:国内某企业铜精矿富氧底吹炉熔池熔炼过程产出的铜烟灰，其主要成分范围以质量百分比计为(％):(^15.42、？匕22.68^810.15、2113.27、8丨2.14和58.90。工业级硫酸的质量百分含量不小于98.0%，工业双氧水的质量百分含量不小于27.5%，工业氯酸钠的质量百分含量不小于95.0%，工业级硫化钠的质量百分含量大于60.0%。铜烟灰筛分使-
0.074um占85%，按液固比(液体体积L与固体重量Kg之比)2?5: I加入水浆化，加入硫酸控制料浆的PH值为0.0.3，保持料浆温度80 0C依次加入氯酸钠和双氧水氧化溶解，控制整个料浆的金属离子混合电位相对于甘萊电极为380mV，待电位值稳定后继续搅拌90min后采用板框压滤方式实现液固分离，浸出渣中铜含量为0.45%。
[0016]浸出液升温至60°C并保持搅拌速度120r/min，然后加入浓度为200g/L硫化剂溶液使料浆的金属离子混合电位相对于甘汞电极为120mV，同时加入硫酸调整料浆的pH值为
0.8，待电位值稳定后继续搅拌120min后采用板框压滤方式实现液固分离，除铜后液中铜含量为0.02g/L，硫化铜精矿中铜含量为54.8% ο除铜后液保持温度70 °C和转速120r/min，然后加入浓度为234g/L的硫化钠溶液使料浆的金属离子混合电位相对于甘汞电极为-80mv，同时加入硫酸调整料楽的pH值为2.0，待电位值稳定后继续搅拌60min后采用板框压滤方式实现液固分离，除砷后液中砷含量为0.05g/L，硫化砷产物中砷含量达到58.0%。除砷后液保持温度60°C和转速120r/min，然后加入固体硫化钠使料楽的金属离子混合电位相对于甘萊电极为-180mv，同时加入硫酸调整料楽的pH值为4.0，待电位值稳定后继续搅拌45min后采用板框压滤方式实现液固分离，除锌后液中锌含量为0.03g/L，硫化锌精矿中锌含量为68.0%，除锌后液送废水处理后达标排放。
【主权项】
1.一种铜烟灰控电位选择分离的方法，其特征在于包括以下过程: A控电位氧化浸出 铜烟灰经过筛分后在硫酸溶液中加入氧化剂控电位氧化浸出，使铜、砷和锌金属溶解进入溶液，铅和铋金属沉淀进入浸出渣:铜烟灰筛分使-0.074um占80%以上，按液体体积L与固体重量Kg之比为2?5: I加入水浆化，加入硫酸控制料浆的pH值为0.1?1.0，保持料浆温度75?85°C，加入氧化剂氧化溶解，控制整个料浆的金属离子混合电位相对于甘汞电极为300?500mV，待电位值稳定后继续搅拌30?180min后采用板框压滤方式实现液固分离，浸出液送控电位硫化沉铜工序，浸出渣用于回收铅和铋等有价金属； B控电位硫化沉铜 浸出液同时控制金属离子混合电位和PH值选择沉淀出硫化铜:保持浸出液温度为30?70°C和100?200r/min的搅拌转速，然后加入浓度为39?234g/L硫化剂溶液使料浆的金属离子混合电位相对于甘萊电极为50?150mV，同时加入硫酸调整料楽的pH值为0.1?1.0，待电位值稳定后继续搅拌120?240min后采用板框压滤方式实现液固分离，固体产物硫化铜精矿返回铜熔炼系统，除铜后液用于控电位硫化除砷工序； C控电位硫化沉砷 除铜后液同时控制金属离子混合电位和PH值选择沉淀硫化砷:除铜后液保持温度30?70°C和转速100?200r/min，然后加入浓度为156?312g/L的硫化钠溶液使料浆的金属离子混合电位相对于甘萊电极为-100?Omv，同时加入硫酸调整料楽的pH值为1.1?3.0，待电位值稳定后继续搅拌30-180min后采用板框压滤方式实现液固分离，固体产物为硫化砷，除砷后液用于控电位硫化沉锌工序； D控电位硫化沉锌 除砷后液同时控制金属离子混合电位和PH值选择沉淀硫化锌:除砷后液保持温度30?70 °C和100?200r/min的搅拌转速，然后加入固体硫化钠使料楽的金属离子混合电位相对于甘汞电极为-200?-lOOmv，同时加入硫酸调整料浆的pH值为3.1?5.0，待电位值稳定后继续搅拌30-60min后采用板框压滤方式实现液固分离，固体产物为硫化锌精矿，除锌后液送废水处理后达标排放。2.如权利要求1所述的铜烟灰控电位选择分离的方法，其特征在于:所述的硫酸为工业级试剂，质量百分含量不小于98.0%。3.如权利要求1所述的铜烟灰控电位选择分离的方法，其特征在于:所述的氧化剂为双氧水或氯酸钠中的一种或两种，两者均为工业级试剂，工业双氧水的质量百分含量不小于27.5%，工业氯酸钠的质量百分含量不小于95.0%。4.如权利要求1所述的铜烟灰控电位选择分离的方法，其特征在于:所述的硫化剂为硫化钠或硫代硫酸钠中的一种或两种，两者均为工业级试剂，工业级硫化钠中硫化钠的质量百分含量不小于60.0%，工业级硫代硫酸钠中硫代硫酸钠的质量百分含量不小于95.0%。5.如权利要求1所述的铜烟灰控电位选择分离的方法，其特征在于:所述的的铜烟灰，其主要成分范围以质量百分比计为:Cul.0-20.0、Pbl.0-30.0、Asl.0-15.0、Znl.0-10.0、B1.1-10.0^Sl.0-15.0o
【专利摘要】一种铜烟灰控电位选择分离的方法，铜烟灰经过筛分后在硫酸体系中氧化浸出，加入氧化剂控制料浆的金属离子混合电位，使铜、砷和锌等金属溶解进入溶液，铅和铋等金属沉淀进入浸出渣，浸出液同时控制金属离子混合电位和pH值沉淀产出硫化铜精矿，除铜后液同时控制金属离子混合电位和pH值沉淀产出硫化砷产物，除砷后液同时控制金属离子混合电位和pH值沉淀产出硫化锌精矿，除锌后液送废水处理后达标排放。本发明同时采用控电位氧化浸出和控电位硫化沉淀方法分步回收有价金属，产生了这些方法单独使用不能达到的铜烟灰中有价金属选择分离的效果，铜、砷和锌的浸出率大于98.0%。
【IPC分类】C22B7/02
【公开号】CN105567984
【申请号】CN201610030162
【发明人】刘伟锋, 朱鹏春, 饶帅, 傅新欣, 邓循博, 杨天足, 陈霖, 张杜超
【申请人】中南大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月18日