铜阳极泥处理产生的高酸废液中铜、铋、砷分离的方法

摘要

本发明公布了一种铜阳极泥处理产生的高酸废液中铜、铋、砷分离的方法，主要包括以下步骤(1)中和水解回收氯氧铋；(2)硫化渣回流进行铜砷分离回收铜；(3)高效硫化深度除砷得到砷渣；(4)深度处理。该方法实现了高酸废水中铜、铋、砷的高效分离与深度回收，实现了有价元素的资源化及有害元素砷的开路，节省了运行成本，降低了环境风险。

说明书

技术领域

本发明属于冶金工程和环境工程交叉领域，具体涉及一种回收铜阳极泥处理过程产生的高酸废液中铜、铋、砷分离的方法。

背景技术

铜冶炼过程中，在电解精炼时产生了一定量的不溶物，即为铜阳极泥。铜阳极泥铜砷含量较高，同时含有大量的有价金属，是提取金、银和铂等贵金属的重要原料。目前，绝大部分冶炼企业均采用高温火法焙烧的工艺来提取阳极泥中的贵金属，因此在火法过程中产生了大量的冶炼烟气，烟气经水洗净化后形成了洗涤高酸废液。洗涤高酸废液成分复杂，铜砷和酸度较高，同时还有一定量的有价金属。由于洗涤高酸废液酸度高，成分复杂，必须经过进一步处理才可外排，否则会造成严重的环境污染，而且也会造成其中的酸和有价金属的白白损失。

目前，国内处理高酸废液的方法主要有石灰中和法，中和‐铁盐共沉淀法和硫化法。石灰中和法是直接向高酸废液中加入石灰，中和‐铁盐化法是在调节高酸废液pH的基础上加入铁盐，硫化法是直接向高酸废液中加入硫化剂如硫化钠、硫化氢等。上述三种方法均可以达到较好的除砷除重金属效果。但在净化过程中，高酸废液中的有价金属一起沉于废渣中，废渣量大，有价金属品位低，导致难以回收，企业均作填埋处理，造成了资源的浪费。同时，高酸废液中的酸也没有回收，损失了大量的酸，增大了企业的生产成本。因此，如何从铜阳极泥处理烟气的洗涤高酸废液中实现有价金属及酸的回收是企业需要解决的一大难题。

发明内容

本发明针对铜阳极泥处理烟气的洗涤高酸废液中铜、铋、砷分离困难的问题，提供了一种铜阳极泥处理产生的高酸废液中铜、铋、砷分离的方法。经本发明处理后，洗涤高酸废液中的铜、铋、砷实现了有效分离，有利于铜铋的回收及砷的开路。

一种铜阳极泥处理产生的高酸废液中铜、铋、砷分离的方法，包括以下步骤：

(1)高酸废液采用中和剂进行中和，中和后液加入清水进行水解，固液分离后得到氯氧铋渣，除铋后液也可以回用于中和后液的水解；

(2)步骤(1)固液分离后的滤液加入硫化砷或者硫化砷渣，进行铜砷分离，固液分离后得到硫化铜渣；

(3)铜砷分离后液加入硫化剂进行深度除砷，固液分离后得到硫化砷渣回用于步骤(2)；

(4)硫化后液进行深度处理后回用或外排。

步骤(1)中控制中和pH值为0.5～3，反应温度为40～90℃，反应时间为10～30min，水解时加入清水或除铋后液，加入量与中和后液的体积比为0.5～3:1。

步骤(1)中的中和剂为NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、CaO、CaCO₃、MgO、MgCO₃、电石渣中的一种或几种。

步骤(2)中按照As/Cu摩尔比为1‐5:1的比例加入硫化砷或者硫化砷渣。

步骤(2)铜砷分离反应条件为反应温度50～90℃，反应时间为0.5～3h。

步骤(3)中硫化剂为硫化氢、硫氢化钠、硫化钠、硫氢化钠中的一种或几种，步骤(3)中硫化剂也可采用硫化碱与硫酸反应或硫磺与氢气、甲醇、碳氢化合物反应生成。

步骤(3)按照S/As摩尔比为1-10的比例加入硫化剂。

步骤(4)所述的深度处理方法为多效蒸发、超滤+反渗透、电渗析方法中的一种或几种。

本发明的有益效果

1、采用中和水解法回收铋，利用自身处理后的除铋后液用于水解过程，铋的回收率高于传统方法，且纯度较高，可较好实现铋与铜砷的分离；

2、同时通过硫化渣回流法高效分离铜砷，实现了铜与砷的有效分离，对有价资源实现了分类回收，减少了后续处理工序，效果明显；

3、铜砷分离后采用深度除砷处理，处理后得到高品位的硫化砷渣，经本发明处理后，高酸废液中的铜、铋得到了高效分离和回收，有利于砷渣的后续处理处置。

附图说明

图1本发明工艺流程图。

具体实施方式：

以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

实施例1

取某铜冶炼厂的阳极泥处理产生高酸废液500ml，H⁺浓度为4.0mol/L，其他主要元素及含量如下：

表1阳极泥处理产生高酸废液主要元素及浓度(g/L)

取上述高酸废液加入碳酸钠进行中和水解回收铋，控制pH值为3.0，反应温度50℃，反应时间30min，水解回流除铋后液回流体积比为1:1，固液分离回收氯氧铋渣，渣中铋含量为67％，滤液中铋的含量为20mg/L，铋的回收率大于99％。沉铋后液按照As/Cu计量比为1.2:1加入硫化砷渣，反应30min，得到含铜量为50％的高品位硫化铜渣，滤液中铜小于5mg/L，根据S/As计量比为1.1:1加入硫化氢，进行硫化反应，反应完成后渣中砷的品位可达50％，滤液中砷的浓度为0.8mg/L。深度除砷后滤液深度处理后回用于系统。

实施例2

取某铜冶炼厂的阳极泥处理产生高酸废液500ml，H⁺浓度为4.2mol/L，其他主要元素及含量如下：

表2阳极泥处理产生高酸废液主要元素及浓度(g/L)

取上述高酸废液加入碳酸钠进行中和水解回收铋，控制pH值为3.0，反应温度40℃，反应时间60min，固液分离回收氯氧铋渣，渣中铋含量为65.7％，滤液中铋的含量为22mg/L，铋的回收率大于99％。沉铋后液按照As/Cu计量比为1.3:1加入硫化砷渣，反应60min，得到含铜量为51.3％的高品位硫化铜渣，滤液中铜小于5mg/L，根据S/As计量比为1.2:1加入硫化钠，进行硫化反应，反应完成后渣中砷的品位可达50％，滤液中砷的浓度为0.8mg/L。深度除砷后滤液经深度处理后回用于系统。