[发明专利]含砷烟灰多金属综合回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼领域，具体涉及有色金属冶炼过程中含砷烟灰综合回收利用工艺。

背景技术

我国是世界上最大的有色金属生产国家，每年由有色金属火法冶炼过程产生的烟灰达到上百万吨。因为火法冶炼温度很高，精矿中含有的砷、锌、铅等低熔点金属也一起挥发到了烟尘中，这些有价金属元素是经济价值可观的资源。我国每年大约有数十万吨的砷在铜、铅、锌等有色金属在采、选、冶各个环节中以含砷尾矿及废渣是的形式被抛弃，以致大量的砷化物污染环境，甚至水源，危害人体健康。目前，冶炼过程产生的固体含砷废物、废酸形成的含砷沉渣等大多采取囤积贮存，没有从根本上消除对环境的污染，大量有价金属也没有得到充分利用。

目前，处理有色金属冶炼产生的含砷烟灰主要采用火法和湿法工艺进行处理，湿法采用硫酸浸出，浸出过程砷在还原气氛中得到的As³⁺可能会和H⁺结合会生成AsH₃剧毒气体，危害现场人员的生命。浸出液中的砷最终以沉淀砷酸铁的形式填埋处理，并没有使砷得到资源化利用，而且形成了新的污染隐患。浸出渣在火法炼铅过程中由于硫酸浸出，结合大量的硫酸根，会产生二氧化硫烟气污染；火法处理过程中锌等低熔点金属进入烟尘，三氧化二砷纯度无法保证，而且火法工艺能耗高，经济技术不合理。现有的火法和湿发工艺通常在进行砷处理的同时只回收1-2种金属元素，且由于环保、工艺合理性、经济等问题在工业化应用过程中出现了各种问题。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种从有色金属冶炼过程产生的含砷烟气中回收多种金属的工艺，具有回收率高、清洁环保、易于实现工业化的特点。

本发明是通过以下方案实现的：

含砷烟灰多金属综合回收工艺，包括以下步骤:

（1）选择性浸出：含砷烟灰浸出前用水浆化，用浸出剂对含砷烟灰进行浸出，液固重量比为2-6：1，浸出温度30-60℃，浸出时间4-8小时；所述含砷烟灰中的铜和锌元素进入溶液中，过滤得到浸出液和浸出渣；所述浸出剂为质量分数为10%-15%的水溶液，溶质的组分和重量配比为：

(NH₄)₂SO₄    30%-65%,

MnO₂           15%-35%,

H₂O₂        20%-35%;

浸出剂可回收和循环利用。

（2）萃取、反萃和电积：使用铜萃取剂和260#煤油混合液萃取浸出液中的铜，铜萃取剂选自LIX841、N902和M5640中的一种，萃取相比为2-4:1，萃取温度30-50℃，澄清时间3-5min，得到铜萃取液和铜萃余液，用硫酸溶液反萃铜萃取液得到硫酸铜溶液，电积得到标准阴极铜；使用锌萃取剂和260#煤油混合液萃取铜萃余液中的锌，锌萃取剂选自LIX54和P204中的一种，萃取相比为1-2:1，萃取温度30-50℃，澄清时间5-10min，分离得到锌萃取液，用硫酸溶液反萃锌萃取液得到硫酸锌溶液，电积得到标准阴极锌。

（3）强化脱砷：浸出渣使用H₂O₂和Na₂S₂O₃ 混合脱砷剂浸出，得到含砷浸出液和脱砷浸出渣；所述混合脱砷剂为H₂O₂和Na₂S₂O₃总质量分数为5%-10%的水溶液，溶质组分重量配比为H₂O₂：20%-70%，Na₂S₂O₃ ：30%-80%；反应液固重量比为2-4：1，反应温度60-90℃，反应时间1-2小时。

（4）浓缩制砷：向含砷浸出液中加入Na₂S₂O₃ ，过滤，得到固体硫化铅精矿，除铅后的含砷浸出液浓缩至砷含量达到40-75g/L，低温结晶，得到砷酸钠晶体制砷酸钠，所述硫化铅精矿与所述脱砷浸出渣合并进入提铅步骤。

（5）火法提铅-湿法精炼铅：向脱砷浸出渣中加入其重量13%-18%的石灰石，15%-28%的石英石，氧气浓度为50%-75%的情况下富氧熔炼，得到粗铅，粗铅电解精炼得到电解精铅和电解阳极泥，到的电解阳极泥可送贵金属回收系统，进行贵金属的回收。