一種污酸硫化渣中鉍富集與回收的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種污酸硫化渣中鉍富集與回收的方法，其包括以下步驟：1)將污酸硫化渣加入到銅電解液中，控制反應(yīng)條件，污酸硫化渣中的鉍和砷進入溶液中，電解液中的銅被污酸硫化渣中的硫化物置換富集得到硫化銅渣；2)將1)中富鉍和砷的溶液進行蒸發(fā)濃縮，經(jīng)冷卻后結(jié)晶析出氧化鉍和氧化砷混合物；3)采用硫酸加氯化鈉選擇性浸出氧化鉍氧化砷混合物中的鉍，過濾得到富鉍浸出液；4)調(diào)節(jié)富鉍浸出液pH值，使其中和水解產(chǎn)生氯氧鉍沉淀，靜置一定時間后過濾得氯氧鉍和尾液，尾液可返回步驟1)中的富鉍和砷的溶液循環(huán)。本發(fā)明專利技術(shù)不但可以實現(xiàn)污酸硫化渣在冶煉系統(tǒng)內(nèi)的回用，而且高效富集和回收了鉍，具有較高的實用價值。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種污酸硫化渣中鉍富集與回收的方法
本專利技術(shù)屬于冶金工程和環(huán)境工程交叉領(lǐng)域，涉及一種硫化法處理得到的污酸硫化渣中鉍富集與回收的方法。
技術(shù)介紹
鉍是當(dāng)今世界上公認(rèn)的最安全的“綠色”金屬之一，在醫(yī)藥行業(yè)、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、阻燃劑、顏料、化妝品、化學(xué)試劑、電子陶瓷、冶金添加劑、易熔合金等領(lǐng)域獲得日益廣泛的應(yīng)用，大有取代鉛、銻、鎘、汞等有毒金屬的趨勢。鉍在自然界存量極少，豐度和銀相當(dāng)，且大部分與銅、鉛和鎢礦床共生，銅精礦是鉍資源的一個重要來源。在冶煉過程中，銅精礦中伴生的鉍一部分隨煙氣進入到污酸系統(tǒng)經(jīng)硫化沉砷后沉于污酸硫化渣中，另一部分鉍則隨粗銅的精煉進入到電解液最終富集于陽極泥中。冶煉過程中鉍的分散性使得其的高效回收更加困難。目前污酸硫化渣中的鉍因含量低，企業(yè)均未進行回收，隨污酸硫化渣填埋，造成了鉍的浪費。而富集于陽極泥中的鉍，工業(yè)上絕大部分企業(yè)采用火法進行回收，存在著污染嚴(yán)重、能耗大以及回收率低等嚴(yán)重不足。另外，三氯化鐵浸出、氯氣選擇性浸出和鹽酸-亞硝酸浸出等濕法工藝也被用來回收陽極泥中的鉍，但也存在著對浸出設(shè)備要求高，三廢排量大等缺陷。由此可知，從陽極泥中回收鉍不管是火法還是濕法都存在著明顯的弊端，從電解液中直接對鉍進行選擇分離回收是解決這一難題的可行方法。因此，在鉍資源日益銳減和清潔生產(chǎn)要求日益嚴(yán)格的大環(huán)境下，如何從污酸硫化渣和電解液中高效、低耗的選擇性回收鉍以避免分散浪費是企業(yè)迫切需要解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對污酸硫化法凈化過程中產(chǎn)生的污酸硫化渣堆存或填埋造成鉍資源浪費和環(huán)境污染等問題，提供一種低能耗、低成本、高效率的污酸硫化渣中鉍富集和回收的方法。經(jīng)本專利技術(shù)處理后，鉍最終以氯氧鉍的形式回收，整個回收過程綠色無污染。污酸硫化渣中鉍富集與回收的方法，包括以下步驟：1)將污酸硫化渣加入到銅電解液中，控制反應(yīng)條件，污酸硫化渣中的鉍和砷進入溶液中，電解液中的銅在污酸硫化渣中富集得到硫化銅渣；2)將步驟1)中富鉍和砷的溶液進行蒸發(fā)濃縮，將濃縮液冷卻結(jié)晶后過濾得氧化鉍氧化砷混合物和濃縮濾液；3)采用硫酸加氯化鈉選擇性浸出氧化鉍氧化砷混合物中的鉍，過濾得到富鉍浸出液；4)調(diào)節(jié)富鉍浸出液的pH值，使其中和水解產(chǎn)生氯氧鉍沉淀，靜置后過濾得氯氧鉍和尾液，尾液可返回步驟1)產(chǎn)生的富鉍和砷的溶液循環(huán)。步驟1)中所述污酸硫化渣為硫化法處理銅冶煉煙氣水洗產(chǎn)生的污酸過程中得到的硫化物沉淀，其硫化砷含量為20.0～50.0％，硫化鉍含量0.01～1.0％。步驟1)中所述電解液來源于銅冶煉中火法熔煉-電解精煉工藝中所產(chǎn)生的銅電解液，濃度為1-50g/L。步驟1)中污酸硫化渣按照As/Cu摩爾比為1～5：1的比例加入至電解液中，在40-80℃下反應(yīng)1～3h。步驟2)富鉍和砷的溶液蒸發(fā)濃縮至H2SO4濃度為700～900g/L，濃縮液置于溫度為15～40℃下冷卻結(jié)晶1～3h。步驟3)中硫酸和氯化鈉選擇性浸出鉍的條件為硫酸濃度1～5mol/L，氯離子濃度為2～3mol/L，固液質(zhì)量比為1～5，浸出時間至少2h，浸出溫度為25～60℃，浸出完成后過濾得氧化砷和富鉍浸出液。步驟4)中富鉍浸出液用堿調(diào)節(jié)pH至2～4，靜置1～4h后過濾得氯氧鉍和尾液。本專利技術(shù)的優(yōu)勢：1.工藝簡單，能耗低，實現(xiàn)了污酸硫化渣的減量化，大大降低了企業(yè)污酸硫化渣的處理成本和環(huán)境風(fēng)險。2.電解液中鉍和污酸硫化渣中鉍均得到了高效回收，整個技術(shù)過程無二次污染，廢液和廢渣均可以在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)的目的。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的工藝流程圖。具體實施方式以下實施例是對本專利技術(shù)的進一步說明，而不是限制本專利技術(shù)。實施例1取某銅冶煉廠的電解液500ml，按照As/Cu摩爾比2的比例加入鉍含量為0.12％的污酸硫化渣，攪拌混勻后在70℃下反應(yīng)3h，過濾得到富鉍濾液，溶液中鉍的濃度由0.43g/L上升至1.22g/L，達到了富集鉍的目的。將富鉍濾液蒸發(fā)濃縮至硫酸濃度為900g/L，于溫度為25℃下冷卻結(jié)晶2h，過濾得到含鉍1.8％的氧化砷氧化鉍混合物，按固液質(zhì)量比2：1向混合物中加入硫酸和氯化鈉溶液，其中硫酸濃度為5mol/L，氯離子濃度為2mol/L，在50℃下浸出2h，浸出完成后過濾得鉍濃度為5.6g/L的富鉍浸出液，向富鉍浸出液中加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至3，靜置3h后過濾得氯氧鉍和尾液，總鉍的回收率達94.13％。實施例2取500mL銅電解液按As/Cu摩爾比為1.5的比例加入鉍含量為0.14％的污酸硫化渣，攪拌混勻后在80℃下反應(yīng)2h，過濾得到富鉍濾液，溶液中鉍的濃度由0.43g/L上升至1.75g/L，達到了富集鉍的目的。將富鉍濾液蒸發(fā)濃縮至硫酸濃度為800g/L，于溫度為20℃下冷卻結(jié)晶3h，過濾得到含鉍2.1％的氧化砷氧化鉍混合物，按固液質(zhì)量比3：1向混合物中加入硫酸和氯化鈉溶液，其中硫酸濃度為4mol/L，氯離子濃度為3mol/L，在60℃下浸出1h，浸出完成后過濾得鉍濃度為7.8g/L的富鉍浸出液，向富鉍浸出液中加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至4，靜置3h后過濾得氯氧鉍和尾液，總鉍的回收率達93.52％。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種污酸硫化渣中鉍富集與回收的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)將污酸硫化渣加入到銅電解液中，控制反應(yīng)條件，污酸硫化渣中的鉍和砷進入溶液中，電解液中的銅在污酸硫化渣中富集得到硫化銅渣；2)將步驟1)中富鉍和砷的溶液進行蒸發(fā)濃縮，將濃縮液冷卻結(jié)晶后過濾得氧化鉍氧化砷混合物和濃縮濾液；3)采用硫酸加氯化鈉選擇性浸出氧化鉍氧化砷混合物中的鉍，過濾得到富鉍浸出液；4)調(diào)節(jié)富鉍浸出液的pH值，使其中和水解產(chǎn)生氯氧鉍沉淀，靜置后過濾得氯氧鉍和尾液，尾液返回步驟1)產(chǎn)生的富鉍和砷的溶液循環(huán)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種污酸硫化渣中鉍富集與回收的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)將污酸硫化渣按照As/Cu摩爾比為1～5：1的比例加入至電解液中，在40-80℃下反應(yīng)1-3h，污酸硫化渣中的鉍和砷進入溶液中，電解液中的銅在污酸硫化渣中富集得到硫化銅渣；所述污酸硫化渣為硫化法處理銅冶煉煙氣水洗產(chǎn)生的污酸過程中得到的硫化物沉淀，其硫化砷含量為20.0～50.0％，硫化鉍含量0.01～1.0％；2)將步驟1)中富鉍和砷的溶液進行蒸發(fā)濃縮，將濃縮液冷卻結(jié)晶后過濾得氧化鉍氧化砷混合物和濃縮濾液；3)采用硫酸加氯化鈉選擇性浸出氧化鉍氧化砷混合物中的鉍，過濾得到富鉍浸出液；4)調(diào)節(jié)富鉍浸出液的pH值，使其中和水解產(chǎn)生氯氧鉍沉淀，靜置后過濾得氯氧鉍和尾液，尾液返回步驟1)產(chǎn)生的富鉍和砷的溶液循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污酸硫化渣...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王慶偉，柴立元，蔣國民，胡明，史美清，李青竹，楊志輝，高偉榮，
申請(專利權(quán))人：中南大學(xué)，長沙賽恩斯環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南;43