本發明涉及一種固體廢物資源綜合利用的方法，具體為一種適用于處理具有高鉛、高砷、低鋅等特點的白煙塵的火法煉銅白煙塵資源綜合利用的方法。
背景技術：
：火法煉銅生產過程中，銅精礦中所含的微量砷富集于電場煙塵中，這些煙塵中含有比較高的銅、鉛、砷，還有一定量的金、銀等貴金屬。多數冶煉企業將這些白煙塵返回熔煉系統進行處理，但鉛、砷等元素的累積，會影響產品電解銅的質量，同時惡化爐況，降低熔煉爐處理銅礦的能力。因此，白煙塵返回火法熔煉爐系統，是無法保持閉路循環的，必須開路一部分，以確保系統中的鉛、砷等有害元素的含量不超過系統容許的指標上限值。火法煉銅系統開路出來的白煙塵，要進一步綜合回收其中的有價金屬元素。自然界砷廣泛分布在土壤、巖石和礦物中，隨著各種礦石的開采、冶煉，砷被富集在冶煉煙塵及尾礦中，由于砷的各種形態都是有毒的，必須對這些煙塵或尾礦中的砷進一步回收利用或無害化處理。含砷制劑用于農藥、木材防腐劑、玻璃澄清劑、半導體鑄件、晶體管等化工和農用化學品，砷酸鈉、硫酸鈉和碳酸鈉配制的復合鹽，可用于玻璃制造業，是很好的澄清劑，可以改善玻璃的透明度和導熱性，提高玻璃制品的化學均勻性。技術實現要素：為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供了一種適用于處理具有高鉛、高砷、低鋅等特點的白煙塵的火法煉銅白煙塵資源綜合利用的方法。本發明的目的是這樣實現的：一種火法煉銅白煙塵資源綜合利用的方法，包括以下步驟：（1）、白煙塵堿性浸出：把白煙塵和氫氧化鈉溶液按比例混合，加入硫酸鈉，攪拌加熱，通入空氣進行氧化浸出，然后過濾，濾液（堿浸液）主要成分是砷酸鈉，其他有價金屬元素在濾餅（堿浸渣）中；（2）、堿浸液蒸發結晶：堿浸液加熱蒸發，然后冷卻結晶，分離后得到砷酸鈉成品，母液返回堿浸循環利用；（3）、堿浸渣酸浸：堿浸渣打漿，加入硫酸，攪拌加熱浸出，然后過濾，濾液（酸浸液）主要成分是硫酸銅；濾餅（酸浸渣）主要成分是硫酸鉛及金、銀等貴金屬元素，可作為鉛精礦提煉金屬鉛及其他貴金屬；（4）、鐵粉置換：在酸浸液中加入鐵粉置換，過濾得到海綿銅；海綿銅返回火法煉銅系統精煉成電解銅。所述堿性浸出液固比為4:1，氫氧化鈉濃度為10～15%，溶液中SO42-濃度為20～25g/L，浸出溫度為85～95℃，浸出時間為3～4小時。堿浸液蒸發濃縮至砷濃度60～70g/L，降溫至20～25℃結晶。酸浸的液固比為2:1，硫酸濃度為15～30g/L，浸出溫度為80～95℃，浸出時間為1～3小時。所得硫酸銅溶液用鐵粉置換，置換用鐵粉用量為化學計量的1.1～1.2倍，置換溫度為40～60℃。積極有益效果：用本發明方法技術方案所述第1項白煙塵堿性浸出的方法，可以使白煙塵中砷的浸出率達到95%以上，銅、鉛及金、銀等貴金屬幾乎不會浸出；用本發明方法技術方案所述第2項堿浸液蒸發結晶的方法，因采用火法煉銅的余熱蒸汽作為熱源，生產成本非常低，所得的砷酸鈉含量大于85%，可用于玻璃工業的生產；用本發明方法技術方案所述第3項堿浸渣硫酸浸出的方法，銅的浸出率大于98%，酸浸渣中鉛的含量大于50%，金、銀等貴金屬也進一步富集；用本發明方法技術方案所述第4項酸浸液鐵粉置換的方法，所得到的海綿銅，銅含量大于92%，砷含量小于1%，滿足火法煉銅陽極爐的進料要求。置換后銅的收率達到99.5%。具體實施方式下面結合具體實施例，對本發明做進一步的說明：本發明是把白煙塵在硫酸鈉存在下用燒堿并通入空氣氧化浸出，砷以砷酸鈉的形式進入堿浸液中，而銅、鉛及貴金屬等保留在堿浸渣中。堿浸液蒸發濃縮后冷卻結晶得到砷酸鈉產品，結晶母液可返回堿浸。堿浸渣打漿后用硫酸浸出，銅形成硫酸銅進入酸浸液中，酸浸渣主要含硫酸鉛及貴金屬，可作為鉛精礦出售。酸浸液加入鐵粉置換得到海綿銅，海綿銅返回火法煉銅系統精煉成電解銅，置換后液主要成分是硫酸亞鐵，可用于生產氧化鐵黑顏料。具體技術方案如下：1、氫氧化鈉堿性浸出把白煙塵和結晶母液按1:4混合，攪拌打漿，加入氫氧化鈉和硫酸鈉，加熱并通入空氣氧化浸出，完成后過濾，濾餅用適量水洗滌。2、堿浸液蒸發結晶堿浸液加熱蒸發濃縮，然后冷卻結晶，過濾，濾液返回前工序進行白煙塵打漿，實現循環使用，濾餅是砷酸鈉。3、堿浸渣硫酸浸出堿浸渣加水攪拌打漿，加入硫酸，加熱浸出，然后過濾，濾液是硫酸銅溶液，濾餅是硫酸鉛及金、銀等貴金屬，作為鉛精礦出售。4、鐵粉置換把酸浸液攪拌，適當加熱，加入鐵粉置換，然后過濾，濾餅是海綿銅，濾液是硫酸亞鐵溶液。海綿銅返回火法煉銅系統。技術方案所述第1項白煙塵堿性浸出的方法，是用氫氧化鈉和白煙塵中的砷氧化物及砷酸鹽反應生成砷酸鈉，白煙塵中有一部分砷的低價化合物，需通入空氣氧化才形成砷酸鈉。經過氫氧化鈉氧化浸出后，白煙塵中的砷絕大部分轉化成砷酸鈉，存在于堿浸液中。硫酸鈉存在的作用是產生同離子效應，阻止硫酸鉛進入堿浸液中。浸出技術條件為：液固比為4:1；氫氧化鈉濃度為10～15%；溶液中SO42-濃度為20～25g/L；浸出溫度為85～95℃，浸出時間為3～4小時。技術方案所述第2項堿浸液蒸發結晶的方法，可采用火法煉銅所產生的余熱蒸汽，對堿浸液蒸發濃縮，再用冷卻水降溫結晶，過濾分離得到砷酸鈉產品，硫酸鈉因濃度比較低而存在于結晶母液中，母液返回堿浸和白煙塵混合打漿，從而使硫酸鈉有條件的循環使用。技術條件為：堿浸液蒸發濃縮至砷濃度60～70g/L后，降溫至15～25℃結晶。技術方案所述第3項堿浸渣硫酸浸出的方法，是用硫酸把堿浸渣中的氫氧化銅和氧化銅溶解生成硫酸銅，經過酸浸把銅分離出來后，酸浸渣的主要成分為硫酸鉛及一定的金、銀等貴金屬，即可作為鉛精礦出售給鉛冶煉企業。酸浸的技術條件為：液固比為2:1；硫酸濃度為8～12%；浸出溫度為80～95℃，浸出時間為1～3小時。技術方案所述第4項鐵粉置換的方法，是用鐵粉把酸浸液中的硫酸銅置換成單質銅，俗稱海綿銅。因海綿銅的純度已經比較高，可直接返回火法煉銅系統的陽極爐精煉。置換液的主要成分是硫酸亞鐵，可用于生產氧化鐵黑顏料。置換的技術條件為：鐵粉用量是銅摩爾量的1.1～1.2倍。，置換溫度為40～60℃，置換后液銅濃度小于0.1g/L。實施例1把200g固體燒堿在攪拌下加入裝有2000ml水的燒杯中，再加入500g白煙塵（成分見表1），加熱，保溫95℃浸出2小時，過濾并用300ml水洗滌濾餅，得濾液（堿浸液）1955ml（堿浸液成分見表2）。堿浸液加熱蒸發，溶液體積濃縮至約1L，停止加熱，邊攪拌邊慢慢降溫，砷酸鈉逐步結晶析出，待溫度降至約20℃后過濾，濾餅放烘箱烘干，得到砷酸鈉189g,取樣分析砷酸鈉含量為85.5%。堿浸渣加入1000ml水攪拌打漿，再加入98%濃硫酸55ml,加熱升溫，保溫95℃浸出2小時，過濾并用水洗滌濾餅至洗滌水無色，濾餅取出放烘箱烘干，得酸浸渣187.5g,取樣分析（分析結果見表3）；得到酸浸液1310ml，分析銅濃度為40.49g/L。把酸浸液加熱至50℃，加入含量95%的鐵粉55g，攪拌置換2小時，過濾，濾餅放烘箱烘干，得到海綿銅57.34g。（海綿銅分析結果見表4）。表1白煙塵金屬成分表元素Cu(%)As(%)Pb(%)Zn(%)Au(g/t)Ag(g/t)含量10.7812.1219.551.26.588.3表2堿浸液成分表元素Cu（g/L）As(g/L)Pb(g/L)Zn(g/L)Au(g/m3)Ag(g/m3)含量0.0629.810.0091.87未檢出未檢出表3酸浸渣金屬成分表元素Cu(%)As(%)Pb(%)Zn(%)Au(g/t)Ag(g/t)含量0.490.9852.330.0617.1232.5表4海綿銅金屬成分表元素Cu(%)As(%)Pb(%)Fe(%)Au(g/t)Ag(g/t)含量92.130.820.00065.1未檢出未檢出由實驗數據算出，白煙塵氫氧化鈉堿性浸出，砷的浸出率為96.2%，鋅有部分浸出，銅、鉛及貴金屬幾乎不會被浸出；堿浸液蒸發結晶，得到的砷酸鈉含量為85.5%；堿浸渣用硫酸浸出后，銅的浸出率為98.3%，殘留的鋅大部分被浸出，鉛及貴金屬保留在了酸浸渣中；酸浸液用鐵粉置換，銅的收率為99.6%。火法煉銅中，由于銅精礦、爐況等的不同，所產生的白煙塵成分差別會比較大。用本發明技術方案所述的方法，采用成分與本實施例相近的白煙塵，按照技術方案所提供的工藝條件實施，也都體現出與上實施例接近的結果。用本發明方法技術方案所述第1項白煙塵堿性浸出的方法，可以使白煙塵中砷的浸出率達到95%以上，銅、鉛及金、銀等貴金屬幾乎不會浸出；用本發明方法技術方案所述第2項堿浸液蒸發結晶的方法，因采用火法煉銅的余熱蒸汽作為熱源，生產成本非常低，所得的砷酸鈉含量大于85%，可用于玻璃工業的生產；用本發明方法技術方案所述第3項堿浸渣硫酸浸出的方法，銅的浸出率大于98%，酸浸渣中鉛的含量大于50%，金、銀等貴金屬也進一步富集；用本發明方法技術方案所述第4項酸浸液鐵粉置換的方法，所得到的海綿銅，銅含量大于92%，砷含量小于1%，滿足火法煉銅陽極爐的進料要求。置換后銅的收率達到99.5%。以上實施案例僅用于說明本發明的優選實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在所述領域普通技術人員所具備的知識范圍內，本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替代及改進等，均應視為本申請的保護范圍。當前第1頁1 2 3