一种从黑铜泥中回收铜及直接固化砷的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113684365A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202111008179.1(22)申请日2021.08.29(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人刘智勇刘志宏教光辉周蓬勃张家润何雯睿李启厚王红军(74)专利代理机构长沙启昊知识产权代理事务所(普通合伙)43266代理人张海应(51)Int.Cl.C22B3/08(2006.01)C25C1/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种从黑铜泥中回收铜及直接固化砷的方法(57)摘要本发明公开了一种从黑铜泥中回收铜及直接固化砷的方法。本发明仅需一道工序即可完成铜砷分离，砷固化率最高可达91.09％，砷固化物稳定，毒性浸出液中砷浓度最低可至1.42mg/L。铜的浸出率最高可达99.02％，电积铜纯度可达4N级。有效解决了工艺复杂、成本高、金属回收率低及固化物不稳定的问题。CN113684365ACN113684365A权利要求书1/1页1.一种从黑铜泥中回收铜及直接固化砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：将黑铜泥与硫酸铁‑硫酸混合溶液按照铁砷摩尔比1.4‑1.6:1、液固比10‑20:1的比例均匀混合，置入高压釜内，在浸出温度160‑180℃，搅拌桨转速500‑800r/min，氧分压1.5‑2.5MPa的条件下浸出2‑10h，浸出结束后，停止通氧，液固分离，得浸出渣(臭葱石)和浸出液；浸出液经电积处理得到铜单质。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液固比为10‑15:1(mL/g)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸铁‑硫酸混合溶液中硫酸浓度为0.6‑0.8mol/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌桨转速为500‑700r/min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁砷摩尔比为1.4‑1.5:1。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸出时间为2‑8h。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度为160‑170℃。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧压为1.5‑2.0MPa。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述铁砷摩尔比为1.5:1。10.根据权利要求1‑8任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述黑铜泥原料主要成分为：As10‑35％，Cu15‑45％，Te1‑5％，Sb0.4‑0.8％，Bi0.4‑0.8％。2CN113684365A说明书1/5页一种从黑铜泥中回收铜及直接固化砷的方法技术领域[0001]本发明属于环保领域，涉及脱砷方法，具体涉及一种从黑铜泥中回收铜及直接固化砷的方法。背景技术[0002]铜电解精炼过程中，随着电解的进行，电解液中的杂质(砷、锑、铋等)不断累积，当达到一定浓度后在阴极析出，从而影响阴极铜的质量。因此，为避免上述现象发生，需定期净化电解液。目前最常用的净化方法为电积法，净化时，砷、锑、铋、铜等在阴极析出，生成黑色的泥状物即为黑铜泥。[0003]黑铜泥中含有15～30％的砷、1～6％的碲和40～60％的铜，传统的处理方式是返回火法工序，砷在熔炼系统中恶性循环，降低阴极铜质量，增加能耗，恶化工作环境，最终富集在烟灰、漂浮阳极泥等高危固体废弃物中。因此，需要对砷进行开路处理，使其生成具有经济价值的产品或者稳定的化合物。[0004]黑铜泥中砷的开路处理包括火法工艺和湿法工艺，目前以湿法工艺为主。火法工艺有焙烧法、真空碳还原法等，主要是在高温下将砷转化为易挥发的砷化物，从黑铜泥中分离回收。火法工艺适应性强、流程短，但是存在反应能耗高，设备要求严格，安全隐患大，工作环境不理想等问题，不适宜综合处理黑铜泥。[0005]湿法工艺主要包括酸浸法、碱浸法、氧压酸浸法、氧压碱浸法以及焙烧—浸出法。砷以砷酸(盐)、亚砷酸(盐)的形式进入溶液，随后经还原或固化工艺制备三氧化砷、砷酸铜、砷酸钙、臭葱石等砷化物。CN103290221A公布了一种氧化酸浸—硫化碱浸同时回收铜、砷、锑的方法，该方法产出的砷酸铜、砷酸钠可以用于制备木材防腐剂，但是由于目前市场需求很小，经济价值并不高。另外，该方法的三段浸出工序交替使用酸碱，试剂消耗量大，工艺复杂。CN110643815A公布了一种黑铜泥中砷无害化处理的方法，该方法通过氧化酸浸—中和沉砷—臭葱石固化沉砷等工序，使砷转化为可堆存的砷酸钙和臭葱石，但是工艺繁琐，试剂消耗量大，成本大。[0006]针对黑铜泥处理工艺存在的有价金属回收率低、工艺复杂、砷产品经济价值低、砷固化物不稳定等问题，本发明旨在提供一种流程短、成本低、铜的浸出率高及砷固化物稳定的方法。本发明直接使用硫