CN105734290A - 一种锌湿法冶金的除砷工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锌湿法冶金的除砷工艺,包括以下步骤:常温条件下,向冶金过程中浸出液中加入中和剂调节浸出液的pH值为恒定值,然后加入氧化剂去除溶液中的铁离子,并通过调节中和剂的添加量使浸出液的pH值保持在恒定值,过滤除去沉淀物,获得除铁除砷后的滤液。本发明的方法采用中和剂氧化铅锌矿代替传统使用的中和剂碳酸钙或者石灰水,消除了砷铁渣的产生,可以湿法回收铅锌矿中的锌,产出硫酸锌产品,产出的铅砷铁矿沉淀物富含铅铁等有价金属,可通过火法处理产出粗铅和砷产品,降低了生产成本,避免了石灰水在使用过程中结块堵塞管道的现象。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,涉及一种锌湿法冶金的除砷工艺。
背景技术
在湿法冶金行业中,矿石的浸出液中常常含有较多的杂质金属离子,若要产出合格的金属产品则必须对浸出液进行深度除杂。在炼铜烟灰的浸出液中常常含有一定数量的砷杂质,砷常以砷酸盐和亚砷酸盐的形式存在,除砷是浸出液净化的重要一道工序。
目前,国内采用去除砷的方法主要有石灰中和沉淀法、碳酸钙中和沉淀法、铁砷共沉淀法和硫化钠沉淀法。石灰中和沉淀法是用石灰调节溶液pH=5.0左右,使溶液中大部分的砷与钙生成砷酸钙和亚砷酸钙沉淀,同时产生大量的硫酸钙沉淀,(亚)砷酸锌沉淀。此法优点是成本低,缺点如下:渣量大且难以处理、锌损失大且除砷不完全、石灰加入时需以水调浆从而降低溶液中锌浓、产生的渣极易堵塞管道、溶液中过饱和的硫酸钙逐渐结晶堵塞管道等。碳酸钙中和沉淀法除砷原理与石灰中和沉淀法除砷原理相同,具有的优点如下:锌损失略少、不需以水调浆、不易堵塞管道等;缺点如下:渣量大且难以处理、除砷不完全、锌损失较大、管道堵塞等。硫化钠沉淀法主要用于废水中去除重金属,在硫酸锌溶液中会造成锌的大量沉淀损失,在硫酸锌溶液净化中未能应用。
一般地,采用铁砷共沉淀法除铁砷时,首先将溶液的pH调到3.0,温度升至70~100℃,向浸出液中通入空气或者氧气,边通气边加入石灰水或者碳酸钙以中和反应过程中产生的酸,让铁离子以针铁矿形态沉淀下来,砷与铁、钙生成(亚)砷酸铁和(亚)砷酸钙等,其除砷的基础是石灰中和(或碳酸钙中和),同时提供Fe3+与(亚)砷酸根形成更稳定的盐以及氢氧化铁的吸附性能,实现砷的高效去除。传统的铁砷共沉淀法具有以下优点:铁砷共沉淀流程短、砷去除干净可以达到1mg/L以下、锌损失少于碳酸钙中和法等。缺点如下:产生的砷铁渣量大且难以处理、堵塞管道、溶液需要升到较高温度、能源消耗较高、操作工艺条件要求严格、采用空气或氧气作为氧化剂时反应和沉降时间较长,为了增加反应速度、提高效率则需要花费巨资投入建设多个连续的反应槽。综合比较这几种方法,铁砷共沉淀法是最常采用的除砷方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种锌湿法冶金的除砷工艺,除砷除铁过程中无需加热,并且具有反应时间短、除砷除铁效率高,生成的铅砷铁矿沉淀物过滤性能良好及可综合回收有价金属的优点。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种锌湿法冶金的除砷工艺,包括以下步骤:
常温条件下,向冶金过程中浸出液中加入中和剂调节浸出液的pH值为恒定值,然后加入氧化剂去除溶液中的铁离子,并通过调节中和剂的添加量使浸出液的pH值保持在恒定值,过滤除去沉淀物,获得除铁除砷后的滤液。
所述中和剂为氧化铅锌矿。
所述pH值为4.5~5。
所述氧化剂为双氧水。
所述氧化剂的总加入量为冶金过程中浸出液中二价铁离子总质量的2~3倍。
所述氧化剂的总加入量为冶金过程中浸出液中二价铁离子总质量的2.2倍。
所述氧化剂的添加速度以保持溶液中的三价铁离子的含量小于1g/L为准。
控制滤液中铁离子浓度<20mg/L。
控制滤液中砷离子浓度<1mg/L。
所述冶金过程中浸出液为炼锌浸出液、炼铜烟灰浸出液中的至少一种。
由于采用上述技术方案,本发明具有以下优点和有益效果:
本发明的方法采用中和剂氧化铅锌矿代替传统使用的中和剂碳酸钙或者石灰水,消除了砷铁渣的产生,可以湿法回收铅锌矿中的锌,产出硫酸锌产品,产出的铅砷铁矿沉淀物富含铅铁等有价金属,可通过火法处理产出粗铅和砷产品,降低了生产成本,避免了石灰水在使用过程中结块堵塞管道的现象。
本发明的方法将氧化效果更强的氧化剂双氧水和中和剂氧化铅锌矿相结合使用,并严格控制反应过程中浸出液的pH值始终在4.5~5范围内,采用双氧水作为氧化剂氧化浸出液中的二价铁,针铁矿沉淀反应速度快,且在实际操作过程中不需要对浸出液进行额外的加热保温,即可完成对砷铁的快速沉降去除。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种锌湿法冶金的除砷工艺,包括以下步骤:
常温条件下,向炼锌浸出液中加入中和剂氧化铅锌矿调节浸出液的pH值为4.5~5,然后加入氧化剂双氧水去除溶液中的铁离子,使二价铁离子大部分以针铁矿的形式去除,少量以氢氧化铁形式去除,双氧水的添加速度以保持溶液中的三价铁离子的含量小于1g/L为准,总加入量为炼锌浸出液中二价铁离子总质量的2.2倍,并通过调节中和剂氧化铅锌矿的添加量使浸出液的pH值保持在4.5~5,过滤除去铅砷铁矿沉淀物,完成对炼锌浸出液的除砷除铁净化工序,检测滤液中的含铁含砷量,当铁离子的浓度小于20mg/L时,砷离子浓度<1mg/L时,表明含砷含铁量合格可以进入下一道工序。
本发明的方法的各项工艺指标良好,取得良好的经济效益,操作简单,无难处理的砷铁渣产生,砷铁沉积物的过滤性能良好,可回收有价金属,在全国湿法冶金行业中具有推广价值。
实施例2
一种锌湿法冶金的除砷工艺,包括以下步骤:
常温条件下,向含铁量为3~10g/L、砷浓度约为20~40g/L的炼铜烟灰浸出液中加入中和剂氧化铅锌矿调节浸出液的pH值为4.5~5,然后加入氧化剂双氧水去除溶液中的铁离子,使二价铁离子大部分以针铁矿的形式去除,少量以氢氧化铁形式去除,双氧水的添加速度以保持溶液中的三价铁离子的含量小于1g/L为准,总加入量为炼铜烟灰浸出液中二价铁离子总质量的2.2倍,并通过调节中和剂氧化铅锌矿的添加量使浸出液的pH值保持在4.5~5,过滤除去铅砷铁矿沉淀物,完成对炼铜烟灰浸出液的除砷除铁净化工序,检测滤液中的含铁含砷量,当铁离子的浓度小于20mg/L时,砷离子浓度<1mg/L时,表明含砷含铁量合格可以进入下一道工序。
本发明的方法采用中和剂氧化铅锌矿代替传统使用的中和剂碳酸钙或者石灰水,消除了砷铁渣的产生,可以湿法回收铅锌矿中的锌,产出硫酸锌产品,产出的铅砷铁矿沉淀物富含铅铁等有价金属,可通过火法处理产出粗铅和砷产品,降低了生产成本,避免了石灰水在使用过程中结块堵塞管道的现象。
本发明的方法将氧化效果更强的氧化剂双氧水和中和剂氧化铅锌矿相结合使用,并严格控制反应过程中浸出液的pH值始终在4.5~5范围内,采用双氧水作为氧化剂氧化浸出液中的二价铁,针铁矿沉淀反应速度快,且在实际操作过程中不需要对浸出液进行额外的加热保温,即可完成对砷铁的快速沉降去除。
实施例3
一种锌湿法冶金的除砷工艺,包括以下步骤:
常温条件下,向炼锌浸出液中加入中和剂氧化铅锌矿调节浸出液的pH值为4.5~5,然后加入氧化剂双氧水去除溶液中的铁离子,使二价铁离子大部分以针铁矿的形式去除,少量以氢氧化铁形式去除,双氧水的添加速度以保持溶液中的三价铁离子的含量小于1g/L为准,总加入量为炼锌浸出液中二价铁离子总质量的2倍,并通过调节中和剂氧化铅锌矿的添加量使浸出液的pH值保持在4.5~5,过滤除去铅砷铁矿沉淀物,完成对炼锌浸出液的除砷除铁净化工序,检测滤液中的含铁含砷量,当铁离子的浓度小于20mg/L时,砷离子浓度<1mg/L时,表明含砷含铁量合格可以进入下一道工序。
实施例4
一种锌湿法冶金的除砷工艺,包括以下步骤:
常温条件下,向炼锌浸出液中加入中和剂氧化铅锌矿调节浸出液的pH值为4.5~5,然后加入氧化剂双氧水去除溶液中的铁离子,使二价铁离子大部分以针铁矿的形式去除,少量以氢氧化铁形式去除,双氧水的添加速度以保持溶液中的三价铁离子的含量小于1g/L为准,总加入量为炼锌浸出液中二价铁离子总质量的3倍,并通过调节中和剂氧化铅锌矿的添加量使浸出液的pH值保持在4.5~5,过滤除去铅砷铁矿沉淀物,完成对炼锌浸出液的除砷除铁净化工序,检测滤液中的含铁含砷量,当铁离子的浓度小于20mg/L时,砷离子浓度<1mg/L时,表明含砷含铁量合格可以进入下一道工序。
实施例5
一种锌湿法冶金的除砷工艺,包括以下步骤:
常温条件下,向炼锌浸出液中加入中和剂氧化铅锌矿调节浸出液的pH值为4.5~5,然后加入氧化剂双氧水去除溶液中的铁离子,使二价铁离子大部分以针铁矿的形式去除,少量以氢氧化铁形式去除,双氧水的添加速度以保持溶液中的三价铁离子的含量小于1g/L为准,总加入量为炼锌浸出液中二价铁离子总质量的2.5倍,并通过调节中和剂氧化铅锌矿的添加量使浸出液的pH值保持在4.5~5,过滤除去铅砷铁矿沉淀物,完成对炼锌浸出液的除砷除铁净化工序,检测滤液中的含铁含砷量,当铁离子的浓度小于20mg/L时,砷离子浓度<1mg/L时,表明含砷含铁量合格可以进入下一道工序。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,本发明所例举的实施例无法对所有的实施方式予以穷尽,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。在本发明中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同一篇文献被单独引用为参考那样。
Claims (10)
1.一种锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:包括以下步骤:
常温条件下,向冶金过程中浸出液中加入中和剂调节浸出液的pH值为恒定值,然后加入氧化剂去除溶液中的铁离子,并通过调节中和剂的添加量使浸出液的pH值保持在恒定值,过滤除去沉淀物,获得除铁除砷后的滤液。
2.根据权利要求1所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:所述中和剂为氧化铅锌矿。
3.根据权利要求1所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:所述pH值为4.5~5。
4.根据权利要求1所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:所述氧化剂为双氧水。
5.根据权利要求1所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:所述氧化剂的总加入量为冶金过程中浸出液中二价铁离子总质量的2~3倍。
6.根据权利要求5所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:所述氧化剂的总加入量为冶金过程中浸出液中二价铁离子总质量的2.2倍。
7.根据权利要求1所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:所述氧化剂的添加速度以保持溶液中的三价铁离子的含量小于1g/L为准。
8.根据权利要求1所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:控制滤液中铁离子浓度<20mg/L。
9.根据权利要求1所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:控制滤液中砷离子浓度<1mg/L。
10.根据权利要求1至9任一所述的锌湿法冶金的除砷工艺,其特征在于:所述冶金过程中浸出液为炼锌浸出液、炼铜烟灰浸出液中的至少一种。
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