銅冶煉硫酸凈化污酸浸出提砷的方法技術

本發明專利技術以開了銅冶煉硫酸凈化污酸浸出提砷的方法，將含砷污酸與高鹽污酸混合，使混合液中的各金屬物質的量之和與砷物質的n量之比為1~2，向混合液中加石灰乳進行中和產出石膏和石膏濾液，石膏用清水漂洗去污酸；將得到的石膏濾液加堿中和，控制pH為6.5~10，產出砷渣和沉砷濾液，沉砷濾液送中和鐵鹽法處理回用；將得到的砷渣加含砷污酸浸出，產出浸出液和浸出渣；將得到的浸出液在低溫下恒溫結晶，產出三氧化二砷產品和高鹽污酸，高鹽污酸經調整含鹽后返回步驟a循環使用。本發明專利技術不僅工藝流程短，能耗成本低，操作安全，而且能把砷從污酸中分離出來資源化利用，且三氧化二砷回收率高，因而具有良好的社會、環境和經濟效益。環境和經濟效益。環境和經濟效益。

【技術實現步驟摘要】
銅冶煉硫酸凈化污酸浸出提砷的方法


[0001]本專利技術涉及一種酸液中去除砷的方法，尤其是涉及一種從銅冶煉煙氣制酸中產生的污酸中去除砷的方法。

技術介紹

[0002]在銅冶煉煙氣制酸過程中，會產生大量的酸性廢水（污酸），其污酸主要來源于銅等重金屬火法冶煉過程的SO2煙氣制酸前的凈化工序，這種污酸一般為含硫酸5
?
15%，含砷高達5
?
25g/L的含砷污酸。污酸的成分不僅含有較高濃度的硫酸，同時還含有煙氣中的各種雜質，如：砷、銅、鉛、鋅和鎘等重金屬離子以及氟、氯離子。特別是隨著礦產資源的日益匱乏，大量高砷低品位礦石進入到冶煉處理流程，這也就間接使得污酸中砷的含量越來越高。由于污酸中含有一定量的硫酸以及大量的砷，無法外排或者回收利用。因此，需要對污酸進行去砷凈化處理。
[0003]現有污酸中砷處理的傳統方法主要以化學沉淀法，都是以脫除污酸中的砷為唯一目的。主要有石灰中和沉淀法、鐵鹽沉淀法以及硫化物沉淀法等(楊勇，欒景麗，何艷明，鉛鋅冶煉污酸廢水處理方法研究進展，2013中國環境科學學會學術年會，中國云南昆明，2013)。石灰中和沉淀法與鐵鹽沉淀法都是利用在一定的pH條件下，溶液中砷與加入的鈣離子或鐵離子反應生成砷酸鈣或砷酸鐵化合物來達到去除砷的目的。而硫化物沉淀法則是利用硫離子能與砷離子形成難溶硫化物沉淀的性質來除砷。但直接在污酸中加入硫化劑，會產生大量的硫化氫有毒氣體，生產條件差、不安全。上述傳統污酸中砷的處理方法生成的大量含砷固廢都基本沒有回收價值，而且不穩定，在一定條件會再次釋放出砷，導致二次污染。也就是說把一種污染又變為另一種污染，沒有達到砷資源化回收的目的，目前，國內銅冶煉過程中，污酸的凈化工藝普遍采用的是硫化法除砷技術，硫化法工藝過程為：
①
硫化氫制備：用濃硫酸稀釋成30%的稀硫酸，再用稀硫酸與硫化鈉溶液反應制備硫化氫氣體；
②
硫化除砷：用硫化氫氣體與含砷5
?
25g/L的污酸廢水混合反應，經過沉降分離后，沉淀經過壓濾分離得到硫化砷渣，濾液中含砷則可以脫除到75mg/L以下。雖然硫化法除砷，技術成熟，脫除砷的效果好，但也存在明顯缺點，主要表現在：
①
使用硫化氫危害大，現場作業環境差，存在較大安全隱患；
②
砷渣綜合回收利用難度大；
③
硫化法除砷成本高。
[0004]由于砷不僅對整個冶煉過程不利，而且對人類的生存環境也有著極大危害，所以污酸中砷的處理具有重要的實際意義。

技術實現思路

[0005]本專利技術針對上述現有技術中硫化法除砷所存在的問題，提出了一種不僅處理流程短，能耗成本低，操作安全，又不會產生二次污染，能把砷從污酸中分離出來資源化利用，而且砷回收率高的污酸浸出提砷的方法。
[0006]一種銅冶煉硫酸凈化污酸浸出提砷的方法，具體包括如下步驟：
a、將含砷污酸與高鹽污酸混合，使混合液中的各金屬物質的量之和與砷物質的量之比為n(ΣMe
i
)
(i=1,2,3)
/n(As)=1~2，向混合液中加石灰乳進行中和，至混合液含酸0.049~5.3g/l，產出石膏和石膏濾液，石膏用清水漂洗去污酸；b、將上步驟a得到的石膏濾液加堿中和，控制pH為6.5~10，產出砷渣和沉砷濾液，沉砷濾液送中和鐵鹽法進一步處理回用；c、將上步驟b得到的砷渣加含砷污酸浸出，調整浸出液含砷36~45g/L、含酸50~130g/l、砷的浸出率在95%以上，并用亞硫酸還原1~2小時，產出浸出液和浸出渣；d、將步驟c得到的浸出液在低溫下恒溫結晶，攪拌4~8h，控制低溫為0~
??
13℃，產出三氧化二砷產品和高鹽污酸，高鹽污酸經調整含鹽后返回步驟a循環使用。
[0007]本專利技術中：以上步驟a至步驟c在常溫下進行；步驟a中所述高鹽污酸為含砷污酸與硫酸鈣、硫酸銅和硫酸鋅混合調配而成；步驟a所述Me1、Me2、Me3分別表示鈣、銅、鋅元素；步驟a中，優選混合液控制終點含酸為0.52g/l；步驟a中處理后得到的石膏可以作為副產品銷售，增加利潤；步驟a中，優選n(ΣMe
i
)
(i=1,2,3)
/n(As)=1.3，加入高鹽污酸；步驟b所述的加堿中和，是加入5~10mol/l的NaOH溶液進行中和；步驟c中所述亞硫酸為加入可溶強堿亞硫酸鹽或SO2生成，其用量為亞硫酸物質的量與浸出液中As(V)物質的量之比為n(H2SO3)/n(As(V))=1.5~3，使浸出液中的As均變為As(Ⅲ)；步驟c中所述浸出渣主要含鈣、銅等不溶化合物，需返回火法冶煉處理；步驟中d所述的攪拌，是輔以機械攪拌。
[0008]本專利技術不僅能使在銅冶煉煙氣制酸過程中產生的含砷污酸中的砷得到資源化利用，而且解決了硫化除砷中硫化氫存在的安全隱患問題，提供良好工作環境；解決了硫化除砷中危廢硫化砷渣的堆存問題，本專利技術與現有技術相比具有以下特點：1、本專利技術所述方法工藝簡潔，不僅工藝流程短，能耗成本低，操作安全，而且能把砷從污酸中分離出來資源化利用，且三氧化二砷回收率高，因而具有良好的社會、環境和經濟效益。
[0009]2、本專利技術所述方法，在不使用硫化氫進行硫化的前提下，銅冶煉硫酸凈化含砷污酸與高鹽污酸混合后通過石灰中和、堿中和、污酸浸出還原、低溫恒溫結晶等步驟后砷以三氧化二砷的形式從高鹽污酸中分離出來，解決了硫化除砷中硫化氫存在的安全隱患問題，提供了良好工作環境。
[0010]3、本專利技術所述方法，解決了硫化除砷中對于危廢硫化砷渣的堆存問題，流程短，達到把砷從污酸中資源化回收成產品，得到的三氧化二砷回收率高的目的。
[0011]4、本專利技術所述方法，不需要投資高的復雜的硫化氫制備裝置和昂貴的硫化鈉，沒有硫化砷渣的處置費用，所以得到符合產品標準的三氧化二砷的成本底。
[0012]5、本專利技術所述方法，用低溫恒溫結晶，無需蒸發濃縮結晶，能在低能耗下使砷得到高效回收。
附圖說明
圖1是本專利技術的工藝流程圖。
具體實施方式
[0013]實施例一所述方法步驟:a、將As10281mg/l、H2SO418.73g/l的含砷污酸與高鹽污酸混合，使混合液中的各金屬物質的量之和與砷物質的重量之比為n(ΣMe
i
)
(i=1,2,3)
/n(As)=1.3（摩爾比），再向混合液中加石灰乳進行中和，攪拌1h至混合液中含酸總量為0.48g/l，產出石膏和石膏濾液，石膏用清水漂洗去污酸；對用清水漂洗去污酸后的石膏進行浸出毒性分析，其分析結果見表1，符合國家標準；表1.石膏浸出毒性分析結果單位：mg/l
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名
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稱
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Cu
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Zn
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As
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pH石膏浸出毒性 0.0062
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0.0081
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0.12
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.銅冶煉硫酸凈化污酸浸出提砷的方法，其特征在于：它包括如下步驟：a、將含砷污酸與高鹽污酸混合，使混合液中的各金屬物質的量之和與砷物質的量之比為n(ΣMe
i
)
(i=1,2,3)
/n(As)=1~2，向混合液中加石灰乳進行中和，至混合液含酸0.049~5.3g/l，產出石膏和石膏濾液，石膏用清水漂洗去污酸；b、將上步驟a得到的石膏濾液加堿中和，控制pH為6.5~10，產出砷渣和沉砷濾液，沉砷濾液送中和鐵鹽法進一步處理回用；c、將上步驟b得到的砷渣加含砷污酸浸出，調整浸出液含砷36~45g/L、含酸50~130g/l、砷的浸出率在95%以上，并用亞硫酸還...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余旦新，周劍飛，胡世昌，陳英，胡萍華，
申請(專利權)人：江西省裕仁信科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：