CN106868307B - 一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从硫酸烧渣中除去砷等杂质富集金银的工艺。该工艺通过碱浸除砷‑酸浸除去铜、锌、铁等有价资源并回收利用，进而富集金银，最终实现硫酸烧渣的综合利用。主要特征在于：在大于50℃的温度下用碱浸脱除砷，使渣中砷的含量降低到0.1％以下，并从溶液中提取砷做无害化处理；在大于70℃的温度下用酸浸出铜、锌、铁等有价资源，过滤得到富集的金银矿渣；浸出液用铁粉置换制备海绵铜，调pH沉淀得到Fe(OH)3，焙烧Fe(OH)3得到铁精矿，通入沉锌剂得到Zn渣。本工艺在富集金银的同时，将有害的砷提取做无害化处理，并实现渣中的铜、锌和铁等有价资源的综合利用，清洁环保，经济效益显著。

Description

一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺
一、技术领域
本发明一种硫酸烧渣资源综合利用技术，涉及一种硫酸烧渣中金银富集技术、有害砷的无害化处理及铜、锌和铁的提取利用技术。
二、背景技术
我国硫酸生产长期以来一直是以硫铁矿为主要原料，硫酸烧渣正是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣，每生产1t硫酸将产生约0.8～0.9t的硫酸烧渣。目前，我国化工和冶金工业中每年产生几千万吨的烧渣，除了少量用于炼铁、化工和建材外，绝大部分被排放或者堆存。这些废渣不仅占用了大量耕地，还有可能进入大气、土壤和水体，造成严重的环境污染。硫酸烧渣中通常还有20～60％的铁，以及少量的铜、铅、锌和金银。随着资源的利用以及紧缺，如果能将硫酸烧渣进行充分利用，不仅可以减少环境污染，还能提高资源利用率，变废为宝，产生可观的经济效益。
硫酸烧渣中通常含有的砷是剧毒物质，不仅会造成严重的环境污染，还会毒害后续冶金过程，需要在处理硫酸烧渣前先将其除去。目前，硫酸烧渣中砷的除去方法主要是采用高温焙烧和酸洗工艺。高温焙烧工艺不仅耗能还容易引起环境污染，而酸洗工艺由于酸的选择性差，会造成铜、锌、铁、以及金银的大量损失，降低矿物中有价金属的回收率。此外，硫酸烧渣中的金银主要采用氰化法和氯化法回收，由于烧渣中金的含量非常低，直接采用氰化法不仅处理量大，而且回收率低，处理成本较高。氯化焙烧工艺虽然可以处理低品位硫酸烧渣，但设备投资大，其环保问题也值得关注。公开号为CN104195347B的发明专利介绍了一种高温焙烧(880～950℃)制酸过程中，通过调整工艺参数使金、银富集，并通过电除尘收集，进而采用环保药剂进行浸出，炭浆吸附后冶炼得到金银。公开号为CN104975187A的发明专利提出了一种采用超声分散磨浸硫酸烧渣来强化提金的工艺，工艺步骤包括制浆、超声分散磨浸、超声浸出、碳浆浸出和冶炼铸金等，提高了金的浸出率。公开号为CN106086434A的发明专利提出了一种采用酸浸脱砷技术，除去硫酸烧渣中的砷，进而采用氯化挥发的工艺提取烧渣中的金银，实现了矿物中金银的利用。这些方法为处理硫酸烧渣提供了很好的借鉴，但是也存在着设备投资大，操作复杂，未综合利用硫酸烧渣等问题。因此，研究一种操作简单，投资成本低，资源综合利用率高，且对环境影响小的工艺技术对硫酸烧渣的综合利用有着重要意义。
本发明一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，通过碱浸除砷-酸浸提取铜、锌和铁，进而提高金、银的品位，可以降低提金的处理量，实现铜、锌和铁等资源的综合利用，经济效益显著，并且该发明全部流程采用湿法冶金工艺，清洁环保，不会造成环境污染。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种硫酸烧渣综合利用技术，将硫酸烧渣中有害砷进行提取做无害化处理，金银富集的同时实现铜、锌和铁的综合利用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)磨矿调浆
将硫酸烧渣在磨矿***1中磨矿，使小于0.074毫米的矿物占90％以上，将矿物加入浸出槽2内调节矿浆浓度为20～40％；
(2)碱浸脱砷
槽2中加入碱，其浓度为0.5～3mol/L，加热矿浆至50℃以上，搅拌3～8小时，过滤分离，脱砷渣进入酸浸槽4；浸出液进入沉砷槽3，加入沉砷剂沉淀砷，过滤固液分离，沉砷渣10做固化处理，浸出液5重新返回浸出槽2循环利用；
(3)酸浸富集金银
脱砷后的烧渣进入酸浸槽4中，调节矿浆浓度为20～40％，酸浓度为20～50％，加热至70℃以上，浸出烧渣中的铜、锌和铁，过滤得到富集金银后的硫酸烧渣11；酸浸液进入置换槽6中；
(4)铁粉置换铜
酸浸液注入反应槽6中，调节pH值至0～2，加入铁粉置换出溶液中的Cu，过滤得到海绵铜12；滤液进入沉淀槽7中除铁；
(5)沉铁
向槽7中滤液加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH至3～7，使铁沉淀得到氢氧化铁，过滤后氢氧化铁进入焙烧炉9，在600～900℃的高温下煅烧氢氧化铁得到氧化铁矿13；滤液进入沉锌槽8；
(6)沉锌
向槽8中滤液加入沉锌剂，沉淀得到Zn渣14，过滤后溶液返回酸浸槽4，循环利用。
本发明采用碱浸脱砷-酸浸提铜、锌、铁工艺，将硫酸烧渣中金银富集，降低提金工艺的处理量，同时回收烧渣中的铜、锌和铁，实现硫酸烧渣的综合利用，对其中含有的有害杂质砷采用固化方式处理，该发明清洁环保，实现了废弃物的综合利用。
本发明不仅适用于含砷的硫酸烧渣，也适用于不含砷的硫酸烧渣，适用酸浸提铜、锌、铁工艺富集金银。
四、附图说明
图1.一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺流程图
1.磨矿*** 2.碱浸槽 3.沉砷槽 4.酸浸槽 5.脱砷液 6.置换槽 7.沉铁槽 8.沉锌槽 9.焙烧炉 10.固化砷渣 11.富集金银矿 12.海绵铜 13.铁渣 14.锌渣
五、具体实施方式
实施例1
(1)将硫酸烧渣(主要成分如表1所示)在磨矿***1中磨矿，使小于0.074毫米的矿物占98％，将矿物加入浸出槽2内调节矿浆浓度为20％；
(2)槽2中加入碱和氧化剂，碱浓度为1mol/L，加热矿浆至80℃，搅拌5小时，过滤分离，脱砷渣进入酸浸槽4；浸出液进入沉砷槽3，加入沉砷剂沉淀砷，过滤固液分离，沉砷渣10做固化处理，浸出液5重新返回浸出槽2循环利用；
(3)脱砷后的烧渣进入酸浸槽4中，调节矿浆浓度为20％，酸浓度为40％，加热至95℃，搅拌10小时，浸出烧渣中的铜、锌和铁，过滤得到富集金银后的硫酸烧渣11，渣的产率约35％；酸浸液进入置换槽6中；
(4)酸浸液注入反应槽6中，调节pH值至2，加入稍过量的铁粉置换出溶液中的Cu，过滤得到海绵铜12；滤液进入沉淀槽7中除铁；
(5)向槽7中滤液加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH至4，铁沉淀得到氢氧化铁，过滤后氢氧化铁进入焙烧炉9，在700℃的高温下煅烧氢氧化铁得到氧化铁矿13；滤液进入沉锌槽8；
(6)向槽8中滤液加入沉锌剂，沉淀得到Zn渣14，过滤后溶液返回酸浸槽4，循环利用。
表1.矿1富集金银前后主要元素分析结果
实施例2
(1)将硫酸烧渣(主要成分如表2所示)在磨矿***1中磨矿，使小于0.074毫米的矿物占96％，将矿物加入浸出槽2内调节矿浆浓度为20％；
(2)槽2中加入碱和氧化剂，碱浓度为1mol/L，加热矿浆至80℃，搅拌5小时，过滤分离，脱砷渣进入酸浸槽4；浸出液进入沉砷槽3，加入沉砷剂沉淀砷，过滤固液分离，沉砷渣10做固化处理，浸出液5重新返回浸出槽2循环利用；
(3)脱砷后的烧渣进入酸浸槽4中，调节矿浆浓度为20％，酸浓度为40％，加热至90℃，搅拌10小时，浸出烧渣中的铜、锌和铁，过滤得到富集金银后的硫酸烧渣11，渣的产率约24％；酸浸液进入置换槽6中；
(4)酸浸液注入反应槽6中，调节pH值至2，加入稍过量的铁粉置换出溶液中的Cu，过滤得到海绵铜12；滤液进入沉淀槽7中除铁；
(5)向槽7中滤液加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH至4，使铁沉淀得到氢氧化铁，过滤后氢氧化铁进入焙烧炉9，在700℃的高温下煅烧氢氧化铁得到氧化铁矿13；滤液进入沉锌槽8；
(6)向槽8中滤液加入沉锌剂，沉淀得到Zn渣14，过滤后溶液返回酸浸槽4，循环利用。
表2.矿2富集金银前后主要元素分析结果

Claims (8)

1.一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）磨矿调浆
将硫酸烧渣磨矿，细度小于0.074毫米占90%以上，浸出槽内调节矿浆浓度为20～40%；
（2）碱浸脱砷
矿浆中加入碱，调节碱液浓度为0.5～3mol/L，加入氧化剂，加热矿浆至50℃以上，搅拌3～8小时，过滤分离；浸出液加入沉砷剂沉砷，沉砷渣固化处理，溶液循环利用；
（3）酸浸富集金银
调节矿浆浓度为20～40%，加热至70℃以上，使用20～50%的酸浸出烧渣中的铜、锌和铁，过滤得到富集金银后的渣；
（4）铁粉置换铜
调节酸洗液pH值至0～2，加入铁粉，置换出溶液中的Cu，过滤得到海绵铜；
（5）沉铁
过滤后滤液加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，用pH调节剂调pH至3～7，使铁沉淀得到氢氧化铁，在600～900℃的高温下煅烧氢氧化铁得到氧化铁矿；
（6）沉锌
除铁后的滤液加入沉锌剂，沉淀得到Zn渣，过滤后溶液循环利用。
2.根据权利要求1所述一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于所述步骤（2）采用的碱浸溶液是NaOH溶液、KOH溶液、Ca（OH）2溶液、氨水当中的一种或任意几种的混合物。
3.根据权利要求1所述一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于所述步骤（2）采用的氧化剂是H2O2、臭氧、KMnO4、MnO2、溴水、氯气、NaClO、FeCl3、NaClO3、NaClO4当中的一种或任意几种的混合物。
4.根据权利要求1所述一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于所述步骤（2）采用的沉砷剂是硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁、氧化钙、氯化钙、氢氧化钙当中的一种或任意几种的混合物。
5.根据权利要求1所述一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于步骤（3）使用酸浸溶液是H2SO4溶液、HCl溶液、HNO3溶液当中的一种或任意几种的混合物。
6.根据权利要求1所述一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于步骤（5）中使用氧化剂是H2O2、臭氧、KMnO4、MnO2、溴水、氯气、NaClO、FeCl3、NaClO3、NaClO4当中的一种或任意几种的混合物。
7.根据权利要求1所述一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于步骤（5）pH调节剂是NaOH、CaO、Ca（OH）2、氨水、Na2CO3当中的一种或任意几种的混合物。
8.根据权利要求1所述一种硫酸烧渣除砷富集金银的综合利用工艺，其特征在于步骤（6）中的沉锌剂是H2S、Na2S、磷酸当中的一种或任意几种的混合物。
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