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(jià)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(jià)金屬。在銅冶煉過程中，錸、鉍等金屬被揮發(fā)，進(jìn)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(jià)金屬離子的含量較低，導(dǎo)致有價(jià)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(duì)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(jī)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(qiáng)不能選擇性提取錸，重金屬尤其是銅、砷、銻、鉍等與錸同時(shí)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(jìn)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(dá)約10%，但是沉淀渣中的砷含量仍較高，有的高達(dá)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(jià)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(jià)金屬。但是，傳統(tǒng)的火法工藝存在環(huán)境污染嚴(yán)重、勞動(dòng)條件差、有價(jià)元素綜合利用水平低等缺點(diǎn)，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(jì)單位對(duì)白煙塵處理工藝都進(jìn)行了大量的研宄，探索出了許多方法，但嚴(yán)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(jià)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(jià)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(jì)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(jià)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(jià)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(jià)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(jìn)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(diǎn):
[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(jià)陽離子形式存在，從而實(shí)現(xiàn)陰離子樹脂對(duì)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(jià)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(jì)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(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
[0023]實(shí)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(jìn)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(jìn)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(jì)效益12138萬元。
[0025]實(shí)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(jìn)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(jìn)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(jì)效益11746萬元。
[0027]實(shí)施例3:
[0028]某銅冶煉廠每天產(chǎn)生800m3廢酸