一种无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法与流程

本发明涉及矿物加工，具体为一种无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法。

背景技术：

1、砷对生物具有较强的毒害性，如今常用于砷化镓（gaas）半导体制备、汽车中铅电池的添加剂、轴承中的减摩剂、特殊玻璃的添加剂。尽管砷的许多用途对社会发展的贡献不容小视，但砷的过度使用和不恰当处理会导致严重的环境问题。为此，许多国家已开始对砷的使用加以限制，然而，砷废物的产生是不可避免的，因为它通常与自然界中其他所需的物质共存，其中砷铜矿、砷铅矿、砷金矿等冶炼生产铜、铅、金等金属时，有关砷的处理是必不可少的。但是现有技术普遍存在处理、利用不彻底，并形成二次砷污染的问题。

2、如目前主要的处理方式火法冶炼危废尾矿，此技术成本相对较低，采用的生产方法普遍，但是最终形成的烟尘中富集了大量的高砷含砷氧化物，并最终在没有经济价值后会存放或者填埋，填埋不是处理问题的方式，是暂时管理起来危废，时刻有发生对周围农田家畜和人的健康造成严重危害，或者致人死亡等，此方式难以彻底的消除砷危害；此外，湿法冶炼也是目前比较有效的处理方式，同样存在着大量的问题，如果处理不好会对水源大气以及土地造成严重的污染，最终产生的尾渣以钙砷化合物形式存放或者填埋，同样难以消除砷污染隐患。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，包括以下步骤：

2、步骤（1）将高砷硫化铜精矿厂的含砷尾矿进行研磨，得到矿渣；

3、步骤（2）将步骤（1）的矿渣与溶砷剂混合，加热并超声，通入氧气，反应；

4、步骤（3）将步骤（2）的反应产物进行压滤，压滤后的滤饼经打砂后加入硫酸铜水溶液中，搅拌反应，反应结束后将反应产物压滤，所得滤饼即为无砷/低砷可利用矿产；

5、步骤（4）将步骤（3）中压滤后的滤液预热，在搅拌的同时，滴加氢氧化钙水溶液，滴加完成之后继续搅拌反应；

6、步骤（5）将步骤（4）的反应产物进行压滤，滤液通过蒸汽结晶处理得到结晶产物；滤饼加入反应器中，再加入炭粉，在氩气氛围下升温，保温，得到砷蒸汽和焙烧残渣，砷蒸汽通过冷凝得到金属砷；

7、步骤（6）将步骤（5）得到的焙烧残渣在加热条件下与还原质反应，得到副产品。

8、优选地，所述步骤（1）中，所得矿渣的粒径小于75㎛；研磨条件：磨球采用直径为10mm的锆珠，研磨转速为200-600rpm，研磨时间为40-60min。

9、优选地，所述步骤（2）中，溶砷剂包括浓度为405-535g/l的硫酸水溶液；矿渣与溶砷剂的液固比为17.5-20:1；加热温度为30-40℃；超声功率为650-700w；氧气通量为1.8-2.2l/min；反应时间20-40h。

10、优选地，所述步骤（3）中，硫酸铜水溶液的浓度为10.1-11.5g/ml；打砂后的滤饼与硫酸铜水溶液的液固比为4.5-8.5:1；搅拌反应条件：在300-500rpm的转速下搅拌反应30-50min。

11、优选地，所述步骤（4）中，预热温度为60-80℃；搅拌转速为300-500rpm；氢氧化钙水溶液的浓度为0.5-0.8mmol/l；滴加条件：滴加速率为8-13ml/min、滴加时间为4-8h；滴加完成之后继续搅拌反应2.5-3.5h。

12、优选地，所述步骤（5）中，以1.4-1.8的碳配入系数加入炭粉；升温条件：以2-5℃/min的升温速率升温至1000-1100℃；保温时间为60-120min。

13、优选地，所述步骤（6）中，加热温度900-1100℃；还原质包括氟单质；反应时间：50-120min。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

15、1、本发明中以高砷硫化铜精矿厂的含砷尾矿为例，将湿法冶炼与火法冶炼相结合，形成完全闭环生产，可以综合利用危废含砷尾矿并产生经济效益，在没有三废排放的前提下提取金属砷，彻底解除砷污染，实现了安全环保的对资源进行合理化利用；2、本发明中通过对尾矿研磨预处理减小了尾矿的粒径、增加其表面积，进一步地，将研磨后的尾矿在富氧条件下，通过超声波辅助酸浸，优化工艺条件，提高了砷的浸出率，显著降低了无砷/低砷可利用矿产中的砷含量，同时也提高了金属砷的产率；3、本发明的方法还可以获得副产品，可以进一步提高经济效益。

技术特征：

1.一种无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所得矿渣的粒径小于75㎛；研磨条件：磨球采用直径为10mm的锆珠，研磨转速为200-600rpm，研磨时间为40-60min。

3.根据权利要求1所述的无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，溶砷剂包括浓度为405-535g/l的硫酸水溶液；矿渣与溶砷剂的液固比为17.5-20:1；加热温度为30-40℃；超声功率为650-700w；氧气通量为1.8-2.2l/min；反应时间20-40h。

4.根据权利要求1所述的无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，硫酸铜水溶液的浓度为10.1-11.5g/ml；打砂后的滤饼与硫酸铜水溶液的液固比为4.5-8.5:1；搅拌反应条件：在300-500rpm的转速下搅拌反应30-50min。

5.根据权利要求1所述的无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，预热温度为60-80℃；搅拌转速为300-500rpm；氢氧化钙水溶液的浓度为0.5-0.8mmol/l；滴加条件：滴加速率为8-13ml/min、滴加时间为4-8h；滴加完成之后继续搅拌反应2.5-3.5h。

6.根据权利要求1所述的无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，其特征在于，所述步骤（5）中，以1.4-1.8的碳配入系数加入炭粉；升温条件：以2-5℃/min的升温速率升温至1000-1100℃；保温时间为60-120min。

7.根据权利要求1所述的无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，其特征在于，所述步骤（6）中，加热温度900-1100℃；还原质包括氟单质；反应时间：50-120min。

技术总结
本发明涉及矿物加工技术领域，且公开了一种无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法。所述无害化冶炼含砷废尾矿提取其有价金属的方法，包括以下步骤：步骤（1）将含砷尾矿研磨得到矿渣；步骤（2）将矿渣与溶砷剂混合反应；步骤（3）将步骤（2）的反应产物压滤，滤饼与硫酸铜水溶液反应，再压滤，所得滤饼即为无砷/低砷可利用矿产；步骤（4）将步骤（3）中压滤滤液与氢氧化钙水溶液反应；步骤（5）将步骤（4）的反应产物压滤，滤饼与炭粉反应得到砷蒸汽和焙烧残渣，砷蒸汽冷凝得到金属砷；步骤（6）焙烧残渣与还原质反应，得到副产品。本发明将湿法冶炼与火法冶炼相结合经济、环保，实现了资源的合理化利用。

技术研发人员：周飞扬,白家华
受保护的技术使用者：白家华
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12