一種銅冶煉污酸中銅砷分離富集的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金工程和環(huán)境工程交叉領(lǐng)域，具體設(shè)及一種銅冶煉污酸中銅神分離 富集的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅冶煉中的原料絕大部分是硫化精礦，同時(shí)伴生了一定的神，在火法高溫脫硫過 程中，產(chǎn)生了大量冶煉煙氣，煙氣中含有較高濃度的硫和神及一定量的銅，其經(jīng)水洗后即是 污酸。銅冶煉行業(yè)中的污酸成分復(fù)雜，均為強(qiáng)酸性，同時(shí)含有較高濃度的銅神，是目前冶煉 廠酸性含神重金屬廢水的主要來源。由于其銅神濃度和酸度均較高，必須經(jīng)過處理，否則會(huì) 造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
[0003] 目前，國內(nèi)處理污酸廢水的方法主要有石灰中和法，中和-鐵鹽共沉淀法和硫化 法。石灰中和法是直接向污酸中加入石灰，中和-鐵鹽化法是在調(diào)節(jié)污酸抑的基礎(chǔ)上加入鐵 鹽，硫化法是直接向污酸中加入硫化劑如硫化鋼、硫化氨等。上述Ξ種方法均可W達(dá)到較好 的除神除重金屬效果。但在凈化過程中，污酸中的銅和神一起沉于廢渣中，廢渣量大，銅神 品位低，成分復(fù)雜，導(dǎo)致銅神難W回收，企業(yè)均作填埋處理，造成了資源的浪費(fèi)。因此，如何 從銅冶煉的污酸中實(shí)現(xiàn)銅神分離得到高品位的富銅渣和富神渣是企業(yè)需要解決的一大難 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)目前銅冶煉污酸處理方法中銅神難分離富集導(dǎo)致資源浪費(fèi)的缺陷，目 的在于提供一種環(huán)保高效的銅神分離富集的方法。經(jīng)本發(fā)明處理后，污酸中的銅神最終W 高品位的富銅渣和富神渣實(shí)現(xiàn)了銅神分離。
[0005] -種銅冶煉污酸中銅神分離富集的方法，包括W下步驟：
[0006] 1)將污酸廢水先加入硫化劑反應(yīng)后過濾得到硫化渣；
[0007] 2)將硫化渣通過機(jī)械球磨進(jìn)行活化；
[000引3)將活化后的硫化渣加入至新的污酸廢水中超聲波分散后，加熱反應(yīng)，過濾得到 富銅渣和富神溶液；
[0009] 4)將富神溶液加入硫化劑進(jìn)行深度硫化，反應(yīng)完成后過濾，得到富神渣。
[0010] 步驟1)中污酸廢水為銅冶煉過程中所產(chǎn)生。
[0011] 步驟1)將污酸廢水按S/As比為1-5的摩爾比例加入硫化劑，溫度為25~50°C下反 應(yīng)0.5-化后過濾得到硫化渣。
[0012] 步驟2)中機(jī)械球磨的球料比為1:10~10:1，球磨轉(zhuǎn)速為100~60化/min,球磨時(shí)間 為0.5~化，球磨介質(zhì)為水。
[0013] 步驟3)將硫化渣按照As/Cu比為1-5:1的摩爾比例加入至污酸廢水中，在25-80°C 下反應(yīng)1-化，過濾后得到富銅渣和富神溶液。步驟3)超聲波分散0.5-化，超聲頻率為15~ 50 曲Z。
[0014] 步驟4)將富神溶液按照S/As比為1-3的摩爾比例加入硫化劑，溫度為25~50°C下， 反應(yīng)0.5-化進(jìn)行深度硫化，反應(yīng)完成后過濾，得到富神渣。
[0015] 步驟1)或4)中的硫化劑為硫化鋼或硫化氨。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)：
[0017] 1.硫化神渣經(jīng)過機(jī)械球磨活化后，大大提高了活化能，縮短了反應(yīng)時(shí)間和降低了 反應(yīng)溫度，使得反應(yīng)效率得到了大幅度提升。
[0018] 2.將活化后的硫化神渣用超聲波進(jìn)行分散后，使得活化神渣在溶液中分散均勻， 粒徑均一，無大直徑的渣粒存在，不但加快了反應(yīng)速率，促使了反應(yīng)完全，而且大大提高了 沉渣中銅品位，顯著降低了神含量，確保了銅神分離徹底。
[0019] 3.本發(fā)明工藝簡單，效果好，經(jīng)本發(fā)明處理后，不但得到了高品位銅渣和神渣，而 且污酸得到了深度凈化，神含量極低，可W返回系統(tǒng)得到有效利用，大大減低了企業(yè)的生產(chǎn) 成本，提高了經(jīng)濟(jì)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下實(shí)施案例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 取一銅冶煉企業(yè)污酸500ml，主要成分為銅2.6g/L，神7.8g/L，硫酸質(zhì)量濃度230g/ L。按S/As摩爾比為1.2的比例先加入硫化鋼，溫度為30°C下反應(yīng)化后過濾得到硫化渣。將所 得硫化渣按W水為球磨介質(zhì)，球料比為1:5,球磨轉(zhuǎn)速為5(K)r/min的條件下球磨活化時(shí)間 化，將活化后的硫化渣按照As/化摩爾比為1.1的比例加入至500ml污酸廢水中，超聲波分散 0.5h，超聲頻率為20kHz，50°C下反應(yīng)化，過濾后得富銅渣和富神溶液，溶液中銅濃度減至 9.7mg/L，銅回收率為99.6%。富銅渣的主要元素及含量如表1所示：
[0023] 表1富銅渣的主要元素及含量（％ )
[0024]
[0025] 由此可知，富銅渣中銅品位達(dá)到了40.12 %，神含量僅為1.03%。而硫化神渣不經(jīng) 機(jī)械活化和超聲波分散處理而直接加入至污酸中，相同反應(yīng)條件下反應(yīng)結(jié)束后，所得沉渣 中銅品位僅為4.3 %，神含量高達(dá)36.2 %，銅神無法分離。由此可見，機(jī)械活化和超聲波分散 極大的提高了反應(yīng)速率，促進(jìn)了反應(yīng)完全。將富神溶液按照S/As摩爾比為1.1的比例加入硫 化鋼，溫度為30°C下反應(yīng)1.化進(jìn)行深度硫化，過濾得到富神渣和凈化后的污酸。富神渣的主 要元素及含量如表2所示：
[00%] 表2富神渣的主要元素及含量（％ )
[0027]
[0028] 由此可知，富神渣中神含量達(dá)到了57.7%，銅未檢測(cè)出，實(shí)現(xiàn)了神的富集。凈化后 的污酸主要成分為銅0.002g/L，神0.0 Olg/L，硫酸質(zhì)量濃度235g/L。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 取一銅冶煉企業(yè)污酸500ml，主要成分為銅3.6g/L，神8.9g/L，硫酸質(zhì)量濃度180g/ L。按S/As摩爾比為1.1的比例先通入硫化氨氣體，溫度為40°C下反應(yīng)比后過濾得到硫化渣。 將所得硫化渣按W水為球磨介質(zhì)，球料比為1:8,球磨轉(zhuǎn)速為6(K)r/min的條件下球磨活化時(shí) 間比，將活化后的硫化渣按照As/Cu摩爾比為1.2的比例加入至500ml污酸廢水中，超聲波分 散化，超聲頻率為40kHz，40°C下反應(yīng)1.化，過濾后得富銅渣和富神溶液，溶液中銅含量為 5.3mg/L，銅回收率為99.7%。富銅渣中銅品位達(dá)42.1 %，神含量為0.89%，而硫化神渣不經(jīng) 機(jī)械活化和超聲波分散處理而直接加入至污酸中，相同反應(yīng)條件下反應(yīng)結(jié)束后，所得沉渣 中銅品位僅為2.7 %，神含量高達(dá)38.1.4%，銅神無法分離。由此可見，機(jī)械活化和超聲波分 散極大的提高了反應(yīng)速率，促進(jìn)了反應(yīng)完全。富神溶液中銅濃度為4.9mg/L，神濃度為9.2g/ L，達(dá)到了銅神分離的目的。將富神溶液按照S/As摩爾比為1.1的比例通入硫化氨氣體，溫度 為40°C下反應(yīng)1.化進(jìn)行深度硫化，過濾得到富神渣和凈化后的污酸。富神渣中神品位達(dá) 58.1%，銅未檢測(cè)到，實(shí)現(xiàn)了神的富集。凈化后廢酸主要成分銅0.001肖凡，神0.0005肖/1，硫 酸質(zhì)量濃度190g/L。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種銅冶煉污酸中銅砷分離富集的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將污酸廢水先加入硫化劑反應(yīng)后過濾得到硫化渣； 2) 將硫化渣通過機(jī)械球磨進(jìn)行活化； 3) 將活化后的硫化渣加入至新的污酸廢水中超聲波分散后，加熱反應(yīng)，過濾得到富銅 渣和富砷溶液； 4) 將富砷溶液加入硫化劑進(jìn)行深度硫化，反應(yīng)完成后過濾，得到富砷渣。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中污酸廢水為銅冶煉過程中所產(chǎn) 生。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)將污酸廢水按S/As比為1-5的摩爾 比例加入硫化劑，溫度為25~50°C下反應(yīng)0.5-2h后過濾得到硫化渣。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中機(jī)械球磨的球料比為1:10~10: 1，球磨轉(zhuǎn)速為100~600r/min，球磨時(shí)間為0.5~2h，球磨介質(zhì)為水。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，步驟3)將硫化渣按照As/Cu摩爾比為1-5:1的摩爾比例加入至污酸廢水中，在25-80°C下反應(yīng)l_3h，過濾后得到富銅渣和富砷溶液。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟3)超聲波分散0.5-2h，超聲頻率為15 ~50kHz。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)將富砷溶液按照S/As比為1-3的摩 爾比例加入硫化劑，溫度為25~50°C下，反應(yīng)0.5-3h進(jìn)行深度硫化，反應(yīng)完成后過濾，得到 富砷渣。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)或4)中的硫化劑為硫化鈉或硫化 氫。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銅冶煉污酸中銅砷分離富集的方法，包括以下步驟：(1)污酸廢水先通過硫化沉淀產(chǎn)生含銅砷的硫化渣；(2)將硫化渣通過機(jī)械球磨活化；(3)將活化后的硫化渣按照一定的As/Cu摩爾比加入至污酸廢水中，超聲波分散后反應(yīng)；(4)反應(yīng)完成后進(jìn)行固液分離得到富銅渣；(5)分離后液再進(jìn)行深度硫化，得到富砷渣。本發(fā)明通過將硫化渣先進(jìn)行活化后加入至污酸廢水中再利用超聲波分散后反應(yīng)，不但了實(shí)現(xiàn)污酸廢水中銅與砷的分離和富集，而且大大減少了反應(yīng)時(shí)間，降低了反應(yīng)溫度，提高了反應(yīng)效率，具有較好的使用價(jià)值。
【IPC分類】C22B7/00, C22B15/00, C22B30/04
【公開號(hào)】CN105543480
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510992882
【發(fā)明人】柴立元, 蔣國民, 胡明, 王慶偉, 楊志輝, 李青竹, 高偉榮
【申請(qǐng)人】中南大學(xué), 長沙賽恩斯環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日