[发明专利]一种砷菱铅矾的电化学处理方法

说明书

本发明公开了一种砷菱铅矾的电化学处理方法，包括：a将砷菱铅矾与酸性电解液混合作为电解质置于电化学反应装置阳极室内，阴极室内充填活性炭；b向阴阳极间输入电压，使所述电解质进行电化学催化溶解反应和电化学沉积反应，砷在阳极沉积，铅在活性炭上沉积；c将步骤b得到的阳极沉积产物、活性碳电沉积铅产物与电解液分别过滤分离回收。本发明的砷菱铅矾的电化学处理方法，能够充分回收利用砷菱铅矾中的铅，铅与砷分离效率高，无污染、工艺简单，并且能耗低。

技术领域

本发明属于砷菱铅矾的湿法冶金技术领域，具体涉及一种砷菱铅矾的电化学处理方法。

背景技术

砷菱铅矾是一种硫砷酸盐矿物，标准化学式为PbFe₃[AsO₄][SO₄](OH)₆，理论铅含量为29.1％，砷含量为10.5％，见于某些高砷多金属氧化矿或硫化矿床的氧化带中，也作为有害杂质分布在某些铁帽型褐铁矿中，或可能作为有害物质存在于一些物料电化学加工过程中。上世纪90年代末国内开始有了关于砷菱铅矾研究的报道，但研究内容大多局限于成因矿物学及其地质意义。已报道砷菱铅矾的矿物性质表明，矿物中铅与砷关系十分密切，其矿物结晶度较差，呈细脉状、网脉状、浸染状等结构，与其他矿物关系紧密。如福建某铁品位为46.10％铁帽型褐铁矿，矿石中铅和砷的含量分别高达2.54％和1.99％，铁精矿中铅和砷含量直接影响矿石的合理开发。又如皖南南陵吕山地区含金的氧化矿石，砷菱铅矾矿物含量高达50％。相对于国内，国外砷菱铅矾的分布相对较多，如伊朗西北部Anbouran氧化铅锌矿床中铅矿物主要为白铅矿、砷铅矿和砷菱铅矾，中国黄金在非洲刚果(布)开发的索瑞米铜铅锌多金属项目中就有部分高砷菱铅矾含量的铅资源。这些资源的合理开发利用过程，都面临着砷和铅分离及处置问题。

砷菱铅矾存在于某些多金属氧化矿或硫化矿的氧化带中，其含有较高的铅，是铅的重要潜在资源；但因其同时砷含量高，回收利用需同时恰当处置含砷组分。目前，针对砷菱铅矾的加工利用工艺报道极少，开采出的高品位含砷菱铅矾物料基本处于堆存，或低品位伴生的作为难处理组分影响着其他精矿产品的质量，均未对其进行合理利用或分离。

砷菱铅矾选矿富集回收难度系数大，因其表面易水化，可浮性差，硫化浮选困难，尤其是浮选过程受金属离子影响非常显著，如极少量Fe³⁺明显恶化浮选；另外，砷菱铅矾的比重与磁化系数与褐铁矿相似，通常难以采用物理方法将其从某些铁精矿中分离。

从高含量或富集后的砷菱铅矾中回收铅，仍需采用湿法或火法的方式处理回收铅。

火法处理砷菱铅矾时，通常添加还原剂将含砷物料还原为As₂O₃后挥发收集为白砷，但白砷市场小，其面对的问题有1)焙烧产出的含砷烟气带来的环境压力非常大；2)焙烧后As仍有部分残留在渣相中，难以充分处理；3)由于该类矿物焙烧过程中优先脱除较多的OH-，处理能耗会非常高；4)火法处理固定投资成本相对要大。

某些含有铅与砷的物料湿法分离过程中，多是采用碱性溶液将砷以碱砷酸盐溶解于溶液中，如氢氧化钠溶浸体系使砷以亚砷酸钠溶解，而铅残留在渣相中，但对于砷菱铅矾而言，由于采用碱处理难以破坏分解氢氧化铁及铅矾组分，通常砷的溶浸效率低。

因此，急需开发一种能够从砷菱铅矾中有效回收铅的处理方法。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

从元素及化合物组成来看，砷菱铅矾表现为类似铅矾(PbSO₄)、砷酸铁(FeAsO₄)及氢氧化铁(Fe(OH)₃)三者混合物的物化性质。目前，关于这三类物质的处理工艺的报道，在选矿富集、湿法冶炼及火法处理三个方面均有涉及，但均难应用在砷菱铅矾的回收上。