一种从白烟尘中综合回收有价金属的方法与流程

文档序号:15626845发布日期:2018-10-09 23:11阅读:873来源:国知局

本发明属于有色金属冶炼领域,涉及一种从白烟尘中综合回收有价金属的方法。



背景技术:

火法炼铜过程中产生的高温烟气含有高浓度的so2和烟尘,通过“余热锅炉-电除尘器-硫酸系统”可回收热量、烟尘和so2。该烟尘除含铜外,还富集了原料中的铅、锌、砷、铋、金、银等有价金属,具有很高的回收利用价值。目前,国内铜冶炼厂大多将烟灰与铜精矿配料直接返回熔炼系统。就闪速炼铜而言,该过程以烟灰形式进入闪速炉的砷量占进入闪速炉砷量的50%以上,这使得闪速炉入炉原料的砷含量大大增加,最终对电铜及硫酸质量产生不可低估的负面影响。

为了实现白烟尘的无害化处置和有价金属的回收,国内企业采用湿法-火法联合工艺处理烟灰,即采用稀硫酸浸出铜、锌,浸出渣经还原熔炼回收铅,对于烟灰中的砷,一部分进入溶液,一部分进入渣中,因此存在严重的二次污染隐患。有研究者提出“水浸-硫酸化焙烧-低酸常温浸出”的工艺,但该工艺研究过程中并未提及砷的处理。总结已有研究,不难发现都是以水浸或稀酸浸出先回收烟灰中的铜和锌,但同时烟灰中大部分的砷也会进入溶液,在后期除砷过程中,往往又采用钙盐或铁盐沉淀的方法固化砷,在沉砷过程中容易造成有价金属的夹带损失,且含砷废渣在堆存或填埋时,存在严重的安全隐患。为了实现白烟尘的资源化利用和无害化处置,本发明探索出焙烧脱砷-选择性浸出回收有价金属的新方法。



技术实现要素:

本发明旨在提供一种从白烟尘中综合回收有价金属的方法,实现从白烟尘中回收砷、铜、锌、铅、铋、金、银等有价金属,并得到三氧化二砷、精铋、铅渣、粗制锌、阴极铜、金银泥等产品。为实现本发明的目的,本发明采取的技术方案是:

(1)按一定比例在白烟尘中配入硫化砷渣,加入到浓硫酸中调浆混合;

(2)将步骤(1)得到的料浆进行低温间接焙烧,用浆式收尘系统回收烟尘中的三氧化二砷,烟气送往制酸系统;

(3)将步骤(2)得到的脱砷焙砂采用稀硫酸溶液进行浸出,浸出完成后通过固液分离得到浸出液和浸出渣;

(4)将步骤(3)所到的浸出渣采用盐酸浸出,浸出结束后进行液固分离;

(5)将步骤(4)得到的浸出渣通入氯气进行浸出,浸出渣为可出售的铅渣;

(6)将步骤(5)所得到的浸出液进行电解沉积,阴极所产铋经熔铸精炼得到精铋,阳极产生的氯气返回步骤(5)用于浸出;

(7)将步骤(3)所得浸出液通过加入硫酸氧钛进行脱砷;

(8)将步骤(7)所得净化液进行电积脱铜,得到阴极铜;

(9)将步骤(8)得到的脱铜后液一部分返回步骤(3)用于浸出,一部分经蒸发结晶,得到粗制硫酸锌;

(10)将步骤(5)得到的浸出液加入亚硫酸钠还原,固液分离后得到金泥。

根据本发明,步骤(1)配入的硫化砷渣用量按含硫量与白烟尘中含砷量摩尔比的1:10~1:1计,浓硫酸的加入量按白烟尘与硫化砷渣质量比的1:3~3:1计。

根据本发明,步骤(2)焙烧温度控制在250~500℃,焙烧时间0.5~5h。

根据本发明,步骤(3)浸出过程硫酸浓度为0.1mol/l~3mol/l,反应温度为30~90℃,液固比为1:1~10:1,反应时间为0.5~5h。

根据本发明,步骤(4)浸出过盐酸浓度为0.5mol/l~5mol/l,反应温度为30~80℃,液固比为1:1~10:1,反应时间为0.5~5h。

根据本发明,步骤(5)的浸出温度为30~80℃,液固比为1:1~5:1,反应时间为0.5~5h。

根据本发明,步骤(6)铋电解沉积过程,阴极电流密度为100~300a/m2,电积温度为30~50℃。

根据本发明,步骤(7)硫酸氧钛的加入量为溶液中砷摩尔量的0.9~1.5倍加入,反应温度为30~80℃,反应时间为0.5~6h。

根据本发明,步骤(8)净化液电积脱铜时,阴极电流密度为100~600a/m2,电积温度为30~50℃。

根据本发明,步骤(10)加入的亚硫酸钠的用量按溶液中金摩尔量的0.5~5倍计,反应温度为30~80℃,反应时间为0.5~4h。

通过本发明提供的从白烟尘中回收有价金属的方法,能够综合回收其中的砷、铜、锌、铅、铋、金等有价金属;由于过程所用浸出剂可循环利用,试剂消耗少;采用的添加硫化砷渣低温间接脱砷方法,实现了砷的高效脱除和回收,实现了砷的无害化处理;与已有工艺相比,能得到纯度较高的三氧化二砷、精铋、铅渣、粗制锌、阴极铜、金泥等产品;工艺流程操作简单、易于工业化生产。

附图说明

图1为本发明的从白烟尘中综合回收有价金属的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合实施例旨在进一步说明本发明,而非限制

实施例1:

所用白烟尘含砷14.14%,铋3.30%,铜12.68%,铅23.09%,锌2.21%,金5.5g/t。将硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:3进行配料,按质量比1:1加入到浓硫酸中,搅拌混匀后置于管式炉中,在300℃下焙烧4h,脱砷率为98.2%,所收集的三氧化二砷纯度为90.5%。

将脱砷焙砂采用1mol/l的硫酸溶液,在液固比为3:1,浸出温度为60℃的条件下反应3h,铜、锌的浸出率分别为98.1%和99.0%。

向含铜浸出液中加入砷摩尔量1倍的硫酸氧钛,控制反应温度为60℃,反应3h后,砷的吸附率达92%,过滤后的溶液在电流密度为250a/m2,温度为40℃,槽电压0.3v的条件下进行电解,电解效率为85.1%,阴极铜的纯度为98.8%,电解液通过蒸发结晶回收锌,锌的回收率为92%,粗制锌的锌含量为83.1%。

将硫酸浸出渣采用2mol/l的盐酸溶液,在液固比为5:1,浸出温度为70℃的条件下反应4h,铋的浸出率为98.5%。浸出液在200a/m2,温度为40℃,槽电压0.32v的条件下进行电解,电解效率为84.1%,阴极铋的纯度为98.2%,经过熔铸精炼后所得到的精铋纯度为99.9%。

将盐酸浸出渣在温度为70℃,液固比为5:1的条件下,通入氯气浸出,金银的浸出率分别为98.2%和97.6%。浸出渣为含铅52%的铅渣,往浸出液中加入金银摩尔量1倍的亚硫酸钠,控制反应温度为50℃,反应时间2h后,金的回收率为97.3%。

实施例2:

将硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:5进行配料,按质量比1:1.5加入到浓硫酸中,搅拌混匀后置于管式炉中,在350℃下焙烧3h,脱砷率为98.7%,所收集的三氧化二砷纯度为91.5%。

将脱砷焙砂采用0.5mol/l的硫酸溶液,在液固比为5:1,浸出温度为70℃的条件下反应3h,铜、锌的浸出率分别为99.0%和99.3%。

向含铜浸出液中加入砷摩尔量1.5倍的硫酸氧钛,控制反应温度为50℃,反应2h后,砷的吸附率达93%,过滤后的溶液在电流密度为300a/m2,温度为40℃,槽电压0.33v的条件下进行电解,电解效率为85.6%,阴极铜的纯度为98.5%,电解液通过蒸发结晶回收锌,锌的回收率为93%,粗制锌的锌含量为83.6%。

将硫酸浸出渣采用3.0mol/l的盐酸溶液,在液固比为3:1,浸出温度为60℃的条件下反应4h,铋的浸出率为98.7%。浸出液在220a/m2,温度为40℃,槽电压0.30v的条件下进行电解,电解效率为85.2%,阴极铋的纯度为98.6%,经过熔铸精炼后所得到的精铋纯度为99.9%。

将盐酸浸出渣在温度为60℃,液固比为4:1的条件下,通入氯气浸出,金银的浸出率分别为98.1%和96.4%。浸出渣为含铅51.4%的铅渣,往浸出液中加入金银摩尔量1.5倍的亚硫酸钠,控制反应温度为60℃,反应时间3h后,金的回收率分别为96.8%。

实施例3:

将硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:3进行配料,按质量比1:1.5加入到浓硫酸中,搅拌混匀后置于管式炉中,在400℃下焙烧3h,脱砷率为99.2%,所收集的三氧化二砷纯度为92.6%。

将脱砷焙砂采用1.5mol/l的硫酸溶液,在液固比为3:1,浸出温度为60℃的条件下反应3h,铜、锌的浸出率分别为98.3%和98.8%。

向含铜浸出液中加入砷摩尔量2倍的硫酸氧钛,控制反应温度为50℃,反应2h后,砷的吸附率达91.2%,过滤后的溶液在电流密度为270a/m2,温度为35℃,槽电压0.30v的条件下进行电解,电解效率为84.1%,阴极铜的纯度为98.7%,电解液通过蒸发结晶回收锌,锌的回收率为92.1%,粗制锌的锌含量为82.9%。

将硫酸浸出渣采用3.5mol/l的盐酸溶液,在液固比为4:1,浸出温度为70℃的条件下反应3h,铋的浸出率为99.1%。浸出液在220a/m2,温度为35℃,槽电压0.35v的条件下进行电解,电解效率为86.2%,阴极铋的纯度为98.9%,经过熔铸精炼后所得到的精铋纯度为99.9%。

将盐酸浸出渣在温度为70℃,液固比为4:1的条件下,通入氯气浸出,金银的浸出率分别为98.2%和95.6%。浸出渣为含铅50.5%的铅渣,往浸出液中加入金银摩尔量2倍的亚硫酸钠,控制反应温度为60℃,反应时间2h后,金的回收率分别为96.1%。

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