[发明专利]铜砷的硫化物湿法处理工艺

说明书

本发明涉及用硫酸浸取含砷铜的硫化物生产硫酸铜的方法。

对铜的硫化物矿的处理方法有二大类，其一是湿法，其二是火法。湿法、火法各有其优缺点。火法有氧化焙烧法、酸化焙烧法。火法的优点是处理量大，但成本高，劳动强度大，操作环境差，在生产过程中有大量的二氧化硫等有害气体排到大气中，污染环境，环保达标难度大。湿法的优点是对大气的污染小，但处理费用高，又有废水排放也污染环境。湿法中有催化氧化法、在氧化剂增溶剂的存在下的浸取法。

中国专利文献CN1123333A就是在氧化剂增溶剂含氧酸盐NaClO₃、KClO₃、Ca(C10)₂存在下从硫化铜矿中直接浸硫酸铜的工艺，其铜的浸出率在86.5-92.62％之间，铜的浸出率低。该工艺是在含氯离子的硫酸体系中进行，对设备的腐蚀严重，同时也将影响硫酸铜品位。

中国专利文献CN1177645A的方法是在催化剂存在下，对悬浮于硫酸溶液中的锌的硫化矿粉进行催化氧化浸取硫酸锌。具体的工艺是将硫化锌矿粉与浸出剂硫酸和由硝酸、三价铁离子、二价铜离子、活性炭组成的催化剂充分搅拌，硫化锌矿中的硫化锌形成锌离子进入溶液中，S形成单质硫。浸出时的硫酸浓度为0.1～2.0mol/L，复合催化剂的成分为铜离子0.1～0.5mol/L，硝酸根离子0.1～1.0mol/L，活性炭1Kg/m³，浸出的温度为70-90℃，固液比为1∶3～5。该法浸出速度较快，但复合催化剂的成分复杂，而且各成分的浓度高，对硫酸锌的纯度带来不利的影响，其工艺过程也复杂。

有许多炼铜企业例如江西铜业公司贵溪冶炼厂每年要处理大量的含砷、锑、铋杂质的铜精矿。在冶炼上述的含有砷、锑、铋杂质的铜精矿的过程中，产生中间的脱杂物质如含砷铜硫化物的砷滤饼。在处理砷滤饼的过程中生产AS₂O₃时又产生了含有砷、铋、铜硫化物的洗净残渣，返回熔炼主系统，但由于该洗净残渣含水份高达60％，含铋4-5％，返回主系统后严重影响主生产工艺，危害阴极铜质量。目前，洗净残渣已不再返回熔炼主系统作为开路处理，分离、回收其中的有价元素。

本发明的目的就在于研究出一种湿法处理含砷铜硫化物的砷滤饼，含砷、铋、铜硫化物的洗净残渣的工艺，提高铜的浸出率，减少对环境的污染。

本发明的一种铜砷的硫化物湿法处理工艺，以含砷、铜硫化物的砷滤饼或含砷、铋、铜硫化物的洗净残渣为原料，在添加剂二价铁离子的存在下，通入压缩空气或氧气作为氧化剂，于60-95℃在常压搅拌下进行浸出反应，浸出反应开始时硫酸的浓度为150-400克/立升，进行固液分离，对分离出来的滤液进行浓缩，冷却结晶，生成硫酸铜。

进行反应时，其搅拌转速以80-100γ/min为好，液固比为5～10∶1，此处的固是干的固体原料。所说的含砷铜硫化物的砷滤饼中含重量百分数铜6-13％，砷12-17％，锑0.25-0.4％，铋1-3％，硫30-40％，铼0.02-0.05％和水及其他微量元素。所说的含砷、铋、铜硫化物的洗净残渣中含铜48-55％，砷1.2-2.5％，锑0.4-0.60，铋2.1-7.0％，硫25-35％，铼0.004-0.007％和水及其他微量元素，以上均为重量百分数。

所加入到体系中的酸为93-98％重量百分数的浓硫酸。加入浓硫酸使其反应开始时的酸度控制在150～400克/立升，浸出槽用双层浆叶进行搅拌，其搅拌转速为80-100γ/min，用蒸汽盘管加热使反应体系的温度为60-95℃。浸出槽和蒸汽盘管由不锈钢制成。

所通入的压缩空气或氧气(压缩风)的压力为1-5Kg/cm²。若通入氧气可使反应的速度加快，但增加了成本和不安全因素，以通入压缩空气为佳。通常反应进行3-8小时，由所采取的反应条件来决定。

所说的添加剂为二价铁离子，其加入到反应体系中二价铁离子的浓度为1-20克/立升，尤以二价铁离子的浓度为1-10克/立升为好。在反应体系中二价铁离子的浓度越高，其反应进行的速度越快。