铜冶炼烟尘与污酸协同浸出体系中铜砷浸出行为

摘要

铜冶炼过程产生的烟尘和污酸等危险废物的无害化处理及有价金属的综合高效回收是铜冶炼行业亟待解决的重大环保问题。本研究采用“以废制废”的研究思路,利用污酸中的游离酸实现铜冶炼烟尘中有价金属的高效浸出。开展了铜冶炼烟尘与污酸协同浸出实验,深入研究关键宏观技术参数对铜、砷浸出率以及复杂砷物相的溶解及沉淀过程矿相转变行为的影响规律。结果表明:在反应温度80℃、液固比8:1、反应时间1 h、搅拌速度300 r/min、亚硫酸钠加入剂量为1的浸出条件下,铜浸出率高达99%,砷浸出率为80%,烟尘中的铅、银、铋等有价金属在浸出渣中的富集率达99%以上。协同浸出过程中砷酸铋、砷酸铁等难溶砷酸盐的形成,抑制了砷的深度浸出。反应温度对As(Ⅴ)的还原和As(Ⅲ)的氧化均影响显著,成为影响砷物相沉淀与溶解的主要因素;当浸出温度低于90℃时,反应体系中As(Ⅴ)与Bi(Ⅲ)结合形成晶型砷酸铋(BiAsO_(4))沉淀,且其热力学优势区随反应温度的升高而增大;当反应温度高于90℃时,As(Ⅴ)还会与Fe(Ⅲ)结合形成少量非晶型砷酸铁(FeAsO_(4))沉淀,且温度越高越有利于其形成;缩短反应时间或通过添加亚硫酸钠(Na_(2)SO_(3))还原剂降低体系氧化还原电位可抑制砷酸铋(BiAsO_(4))的形成。