[发明专利]硫化砷渣中硫铜铼的综合回收方法

说明书

本发明涉及一种硫化砷渣中硫铜铼的综合回收方法。该方法包括氧压酸浸、热过滤、铁粉置换铜、选择性沉砷、吸附铼5个步骤。本发明的优势是处理含铜高的物料时，铜损失小回收率高，另外，采用铁粉置换后溶液中的Fe²⁺可用于后一步的沉砷铁源，原料充分利用，降低成本。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种硫化砷渣中硫铜铼的综合回收方法。

背景技术

火法炼铜过程产生的大量烟气经冷却、稀酸洗涤后送往制酸系统，烟气夹杂的含砷与重金属颗粒溶解于稀酸之中，形成“污酸”。在采用硫化沉淀法处理污酸以除去污酸中砷和重金属的过程中，产生的黄色固体即为“硫化砷渣”。硫化砷渣是一种具有强腐蚀性的危险废物。另外，硫化砷渣中含有Cu、Re等有价金属。因此有必要从硫化砷渣中回收硫铜铼及对其中的砷进行无害化处置。

目前处理硫化砷渣的方法主要是两类，一类是通过稳定化固化的方式来降低硫化砷渣的浸出毒性，另一类是通过将硫化砷渣以资源化方式转化为含砷产品进行回收。王庆伟等人[王庆伟,曲胜利.一种利用硫化砷渣制备三氧化二砷的方法[P].湖南省：CN110028101A,2019-07-19.]采用双氧水氧化硫化砷渣得到五价砷溶液，再通过硫化砷渣去还原五价砷溶液得到三价砷溶液，三价砷溶液最后通过蒸发浓缩-冷却结晶的方式得到三氧化二砷，其纯度超过99％，虽操作简单易行，并且可以实现砷的资源化利用，但处理过程处理成本高。郭波平等人[郭波平.一种全湿法从硫化砷废渣中提取砷的工艺[P].湖南：CN107012340A,2017-08-04.]采用氧压酸浸办法处理硫化砷渣，得到三价砷和五加砷混合浸出液，再通过硫化砷渣还原混合溶液得到三价砷，最后通过蒸发浓缩-冷却结晶的方式得到砷白产品，硫化砷渣中的硫则富集于渣中，此方法解决了传统工艺需要SO₂还原制备三价砷导致溶液酸浓度过高的难题。丘克强等人[丘克强,丁杰.一种硫化砷渣处理并联产单质砷的方法[P].湖南省：CN109881015B,2020-02-14.]首先将硫化砷渣进行负压蒸馏提纯，然后将提纯后硫化砷渣与硅粉混合后再以负压还原蒸馏的方式得到单质砷，制得的单质砷纯度超过99％，然而负压还原蒸馏过程中会产生硫化氢气体，增加了工艺操作难度。阮茗等人[[1]阮茗.一种硫化砷渣高压氧连续浸出资源化利用工艺[P].湖南：CN106086426A,2016-11-09.]采用氧压酸浸的方式处理硫化砷渣，硫富集于浸出渣中，采用SO₂还原浸出液制备三价砷溶液，然后蒸发结晶得到精制砷白，蒸发后液用于萃取铼，萃余液蒸发结晶得到硫酸铜，实现了硫化砷渣资源化利用。虽然按照以上所述的专利中方法可使硫化砷渣中砷得到资源化回收，然而得到的砷资源化产品销售市场十分狭窄，难以产生经济效益，而且处理工艺成本高昂，因此采用稳定化固化的方式处理硫化砷渣更具有实际意义。

张静等人[张静,李明洋,刘峰.一种同步固化稳定化硫化砷渣和硫资源回收的方法[P].北京市：CN110407179A,2019-11-05.]采用水热法稳定化固化硫化砷渣，通过将矿化剂硫酸铝、硫化砷渣以及过氧化氢混合后加入到反应釜内，反应后生成砷钠明矾石固溶体(NaAl₃(SO₄)_2-x(AsO₄)_x(OH)₆)和硫磺的混合物，其砷的质量分数为2.85％，砷的浸出浓度为0.1-0.5mg/L，此方法虽能稳定化固化砷，然而存在着固化矿物砷含量较低、处理过程需要价格昂贵的氧化剂双氧水、硫酸铝消耗量大等问题。李树兰等人[李树兰.含砷硫化渣的无公害处理方法[P].安徽省：CN109482611A,2019-03-19.]采用熟石灰包裹硫化砷渣球于710-730℃条件下焙烧，形成硫酸钙和砷酸钙沉淀，可堆存填埋，然而处理过程能耗大，并且有价金属得不到有效回收。姚理为等人[闵小波,柴立元,姚理为.一种硫化砷渣水热稳定固化处理方法[P].湖南省：CN106823238B,2020-02-14.]采用水热法固化稳定化硫化砷渣，将水与硫化砷渣混合，调节浑浊液的氧化还原电位后，加入到高压釜内进行水热反应，形成稳定的非晶硫化砷沉淀，砷浸出毒性降至1mg/L以下，虽此方法简单易行，不需要添加额外试剂，然而硫化砷渣中的有价金属同样得不到有效回收。