CN108913909B - 一种黑铜泥脱砷装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工技术领域，涉及一种黑铜泥脱砷装置及方法。本发明通过施加平行磁场和空气搅动协同耦合的方式进行黑铜泥的氧化碱浸作业，空气注气氧化过程，同时使反应液呈涡流状旋转，由于反应液旋转面相对磁场垂直，反应液搅拌旋转过程同时切割磁感线，在垂直方向受到磁场梯度力，在水平方向受到洛仑兹力，达到强化离子扩散、增强溶液活性和溶解氧量，促进氧化反应效率，大幅度提砷的浸出率，并且不会增加铜锑铋的浸出，节约了生产成本。

Description

一种黑铜泥脱砷装置及方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种黑铜泥脱砷装置及方法。

背景技术

铜电解液净化产出的黑铜泥中含有大量的Cu、As、Sb和Bi等有价金属，但铜冶炼企业普遍采用的工艺是直接将黑铜泥返回熔炼***仅仅回收了其中的铜，结果不仅造成As、Sb、Bi等杂质在熔炼***恶性循环，达不到综合利用的目的，而且影响熔炼***，加大环保压力。其中，砷的危害最为突出，砷是一种对人体及其他生物体有毒害作用的致癌物质，构成了有色行业最主要的环境污染源，因此，研究黑铜泥的脱砷工艺对解决铜冶炼企业的砷害和有价金属综合回收均有重要的现实意义。

黑铜泥脱砷通常采用氧化碱浸和碱浸两种方法法进行，传统的脱砷方法具有以下缺陷：

当黑铜泥脱砷采用酸浸工艺时，铜砷锑铋将会一起浸出且其浸出率不高，无法实现砷与其他有价金属的有效分离，更严重的是在黑铜泥进行酸浸时会产生剧毒砷化氢气体，从经济效益和环保效益来讲，其工艺都具有严重的缺陷，当黑铜泥脱砷采用碱浸浸工艺时，虽然实现砷与其他有价金属的有效分离，但需要在浸出同时加双氧水或氧气进行氧压浸出，具有金属回收率低、成本高及出路难等问题。

发明内容

本发明的目的使针对现有技术存在的问题提供一种黑铜泥脱砷装置及方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种黑铜泥脱砷装置，包括反应槽、设置于反应槽下方的下磁体、设置于反应槽上方的上磁体、设置于反应槽的槽壁上的加热装置、伸入反应槽内的注气搅拌装置，所述下磁体与上磁体相互平行；

一种黑铜泥脱砷装置，还包括磁场强度调节装置，所述磁场强度调节装置包括架体、竖直设置于架体顶部的伸缩杆，所述伸缩杆位于反应槽上方，伸缩杆可在架体顶部上下移动，所述上磁体安装于伸缩杆下端；

进一步的，所述上磁体和下磁体为永磁体；

进一步的，所述注气搅拌装置为竖直设置于反应槽内的注气管，所述注气管的管壁上设置有条状注气口，注气口朝向反应槽的槽壁切线方向；

进一步的，所述反应槽的槽壁上包裹有保温套。

采用上述黑铜泥脱砷装置对黑铜泥脱砷方法，包括以下步骤：向反应槽内第一次加入NaOH固体，再向反应槽内加入水至NaOH固体完全溶解，启动加热装置加热NaOH溶液至80~85℃，向反应槽内加入黑铜泥，同时注气搅拌装置向反应槽内注入空气并且搅拌，在磁场强度1~3T下反应2-3h后，向反应槽内第二次加入NaOH固体，在磁场强度1~3T下继续注气搅拌反应2-3h；

进一步的，所述第一次加入NaOH固体与水的固液比为1:14~17（g:mL），第二次加入NaOH固体与水的固液比为1:14~17（g:mL），黑铜泥与水的固液比为1:10(g:mL)；

进一步的，所述注气搅拌装置的注气压力为3~5MPa。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过施加平行磁场和空气搅动协同耦合的方式进行黑铜泥的氧化碱浸作业，空气注气氧化过程，同时使反应液呈涡流状旋转，由于反应液旋转面相对磁场垂直，反应液搅拌旋转过程同时切割磁感线，在垂直方向受到磁场梯度力，在水平方向受到洛仑兹力，达到强化离子扩散、增强溶液活性和溶解氧量，促进氧化反应效率，大幅度提砷的浸出率，并且不会增加铜锑铋的浸出，节约了生产成本。

附图说明

图1为本发明的脱砷装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种黑铜泥脱砷装置，包括反应槽1、设置于反应槽1下方的下磁体2、设置于反应槽1上方的上磁体3、设置于反应槽1的槽壁上的加热装置4、伸入反应槽1内的注气搅拌装置5、磁场强度调节装置，所述下磁体2与上磁体3相互平行，所述磁场强度调节装置包括架体6、竖直设置于架体6顶部的伸缩杆7，所述伸缩杆7位于反应槽1上方，伸缩杆7可在架体6顶部上下移动，所述上磁体3安装于伸缩杆7下端，所述注气搅拌装置5为竖直设置于反应槽内的注气管8，所述注气管8的管壁上设置有条状注气口9，注气口9朝向反应槽1的槽壁切线方向，所述上磁体3和下磁体2为永磁体，所述反应槽1的槽壁上包裹有保温套10。

本发明的黑铜泥脱砷装置对黑铜泥氧化碱浸脱砷的工作原理为：反应槽1内装入NaOH溶液和黑铜泥，启动注气搅拌装置5，注气管8的条状注气口9在反应槽1内朝向反应槽1的槽壁切线方向注气，所注气流不但向反应槽1内的反应物注入空气，同时使反应物在反应槽1内的形成涡流从而进行搅拌作业，反应物在下磁体2与上磁体3之间的磁场内呈涡流旋转切割磁感线，从而达到强化反应物离子扩散、增强溶液活性和溶解氧量，促进氧化反应效率，大幅度提砷的浸出率，本装置的上磁体3可通过伸缩杆7上下移动动作来调节与下磁体2之间的距离，从而实现下磁体2与上磁体3之间磁场强度调节的功能。

下面对本发明的黑铜泥脱砷方法进行具体说明。

采用上述黑铜泥脱砷装置进行黑铜泥脱砷，黑铜泥的成分如表1；

。

实施例1

一种黑铜泥脱砷方法，包括以下步骤：向反应槽1内第一次加入33.78gNaOH固体，再向反应槽1内加入500ml水使NaOH固体完全溶解，启动加热装置4加热NaOH溶液至80~85℃，向反应槽1内加入50g黑铜泥，同时注气搅拌装置5以3~5 MPa注气压力向反应槽内注入空气并且搅拌，在磁场强度1T下反应2h后，向反应槽1内第二次加入33.78g NaOH固体，继续在磁场强度1T下继续注气搅拌反应2h，得到浸出液和浸出渣，对浸出液和浸出渣化学分析后，检测到砷的浸出率至92%，铜富集率至62%，且浸出渣中的铜为单质铜粉。

实施例2

一种黑铜泥脱砷方法，包括以下步骤：向反应槽1内第一次加入33.78gNaOH固体，再向反应槽1内加入500ml水使NaOH固体完全溶解，启动加热装置4加热NaOH溶液至80~85℃，向反应槽1内加入50g黑铜泥，同时注气搅拌装置5以3~5 MPa注气压力向反应槽内注入空气并且搅拌，在磁场强度2T下反应2h后，向反应槽1内第二次加入33.78g NaOH固体，继续在磁场强度2T下继续注气搅拌反应2h，得到浸出液和浸出渣，对浸出液和浸出渣化学分析后，检测到砷的浸出率至95%，铜富集率至71.6%，且浸出渣中的铜为单质铜粉。

实施例3

一种黑铜泥脱砷方法，包括以下步骤：向反应槽1内第一次加入33.78gNaOH固体，再向反应槽1内加入500ml水使NaOH固体完全溶解，启动加热装置4加热NaOH溶液至80~85℃，向反应槽1内加入50g黑铜泥，同时注气搅拌装置5以3~5 MPa注气压力向反应槽内注入空气并且搅拌，在磁场强度3T下反应2h后，向反应槽1内第二次加入33.78g NaOH固体，继续在磁场强度3T下继续注气搅拌反应2h，得到浸出液和浸出渣，对浸出液和浸出渣化学分析后，检测到砷的浸出率至96.4%，铜富集率至80%，且浸出渣中的铜为单质铜粉。

Claims (6)

1.一种采用黑铜泥脱砷装置对黑铜泥脱砷的方法，其特征在于：

包括以下步骤：向反应槽(1)内第一次加入NaOH固体，再向反应槽(1)内加入水使NaOH固体完全溶解，启动加热装置4加热NaOH溶液至80~85℃，向反应槽(1)内加入黑铜泥，同时注气搅拌装置(5)向反应槽内注入空气并且搅拌，在磁场强度1~3T下反应2-3h后，向反应槽(1)内第二次加入NaOH固体，在磁场强度1~3T下继续注气搅拌反应2-3h；

所述黑铜泥脱砷装置包括反应槽(1)、设置于反应槽(1)下方的下磁体(2)、设置于反应槽(1)上方的上磁体(3)、设置于反应槽(1)的槽壁上的加热装置(4)、伸入反应槽(1)内的注气搅拌装置(5)，所述下磁体(2)与上磁体(3)相互平行，所述下磁体(2)与上磁体(3)之间磁场强度可调；

所述注气搅拌装置(5)为竖直设置于反应槽内的注气管(8)，所述注气管(8)的管壁上设置有条状注气口(9)，注气口(9)朝向反应槽(1)的槽壁切线方向。

2.如权利要求1所述的一种采用黑铜泥脱砷装置对黑铜泥脱砷的方法，其特征在于：还包括磁场强度调节装置，所述磁场强度调节装置包括架体(6)、竖直设置于架体(6)顶部的伸缩杆(7)，所述伸缩杆(7)位于反应槽(1)上方，伸缩杆(7)可在架体(6)顶部上下移动，所述上磁体(3)安装于伸缩杆(7)下端。

3.如权利要求1所述的一种采用黑铜泥脱砷装置对黑铜泥脱砷的方法，其特征在于：所述上磁体(3)和下磁体(2)为永磁体。

4.如权利要求1所述的一种采用黑铜泥脱砷装置对黑铜泥脱砷的方法，其特征在于：所述反应槽(1)的槽壁上包裹有保温套(10)。

5.如权利要求1所述的一种采用黑铜泥脱砷装置对黑铜泥脱砷的方法，其特征在于：所述第一次加入NaOH固体与水的固液比为1:14~17（g:mL），第二次加入NaOH固体与水的固液比为1:14~17（g:mL），黑铜泥与水的固液比为1:10(g:mL)。

6.如权利要求1所述的一种采用黑铜泥脱砷装置对黑铜泥脱砷的方法，其特征在于：所述注气搅拌装置(5)的注气压力为3~5MPa。