(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201910894718.2
(22)申请日 2019.09.20
(71)申请人 北方铜业股份有限公司
地址 043700 山西省运城市垣曲县东峰山
申请人 中南大学
(72)发明人 邬建辉 李静 张献鹏 张雨
谌思磊 董乃君 陈小松 柴宋涛
董波 王振 马丽君 徐苗
秦玉英
(74)专利代理机构 山西五维专利事务所(有限
公司) 14105
代理人 茹牡花
(51)Int.Cl.
C22B 7/00(2006.01)
C22B 15/00(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种含砷物料的碱浸脱砷方法，
料的方式存在作业环境差，能耗高，砷的回收率
低，所得产品易对环境产生二次污染，生产成本
较高，工艺流程复杂，不利于经济生产等问题。包
括：S1，称取含砷物料；S2，按液固质量比为3：1-
程采用水浴，水浴的温度为25～95℃，其中，反应
液至少包括浓度为100～300g/L碳酸钠溶液；S3，
反应2～5h后，对反应后的溶液进行过滤，得到浸
溶液，其中，
硫化钠溶液的浓度为0～100g/L。权利要求书1页 说明书5页CN 110468282 A 2019.11.19
C N 110468282
A
1.一种含砷物料的碱浸脱砷方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，称取含砷物料；
S2，按液固质量比为3：1-12：1向含砷物料中加入反应液进行反应，反应过程采用水浴，水浴的温度为25～95℃，其中，反应液至少包括浓度为100～300g/L碳酸钠溶液；
S3，反应2～5h后，对反应后的溶液进行过滤，得到浸出渣和浸出液。
2.根据权利要求1所述的含砷物料的碱浸脱砷方法，其特征在于，所述S2中的反应液还包括硫化钠溶液，其中，硫化钠溶液的浓度为0～100g/L。
3.根据权利要求1所述的含砷物料的碱浸脱砷方法，其特征在于，所述含砷物料中的Cu 含量为：10.00～40.00wt％，S含量为：15.00～45.00wt％，As含量为：5.00～30.00wt％；砷的存在形态及质量百分比为：砷硫化物2.00-25.00wt％，砷氧化物0.50-10.00wt％；铜的存在形态及质量百分比为：易溶性铜0.10～15.00％，硫化铜5.00～25.00％。
权 利 要 求 书1/1页CN 110468282 A
含砷物料的碱浸脱砷方法
技术领域
[0001]本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种含砷物料的碱浸脱砷方法。
背景技术
[0002]砷及其化合物毒性较大，砷化合物为原生质毒物，所有可溶性的砷化合物均有毒，砷污染主要存在于药物生产，皮革加工以及有金属冶炼等过程。在有金属冶炼，特别是铜冶炼过程中，冶炼系统产生的烟尘经过硫酸洗涤-硫化处理产出含砷物料。为了回收含砷物料中的有价金属以及防止含砷物料对环境造成二次污染，对其进行无害化处理成为亟需解决的问题。
[0003]根据处理含砷物料的技术特点，目前对含砷物料进行处理的方式可以分为火法和湿法处理。火法采用氧化焙烧或还原焙烧等处理，砷直接以的形式回收。专利CN102286665A公开了一种复杂含砷及有价金属渣尘物料的综合回收方法，该专利采用回转窑焙烧-鼓风炉还原熔炼脱砷并回收其中的有价金属，工艺流程短，能获得良好的经济效益。然而，还原熔炼脱砷作业环境差，能耗高，砷的回收率低，所得产品近年来几乎无销路，并且其稳定性较差，不易固化处理，大量堆存极易产生对环境的二次污染。湿法处理含砷物料可以分为加压酸浸、碱浸和盐浸等工艺，它们是先把砷从渣中分离出来，然后再进行无害化处理。盐浸即硫酸铜置换法和硫酸高铁氧化浸出法，该工艺砷的脱除率较高，但此类方法生产成本较高，铜消耗量大，工艺流程比较复杂，综合利用程度差。加压酸浸法是将含砷物料置于酸性介质中氧化浸出，以硫酸铜形式回收其中的铜，以形式回收其中的大部份砷，但是具有剧毒性的砷化物，生产组织中安全环保方面的压力非常大，并且加压浸出法对设备要求较高。普通碱浸法使用氢氧化钠-硫化钠联合浸出含砷物料，其中氢氧化钠浸出含砷物料中的砷，硫化钠选择性回收铜、铋等有价金属，该法砷的浸出率较高，能实现砷与有价金属的分离，但氢氧化钠成本较高，不利于经济生产，此外，硫化钠在空气中容易潮解，不易储存。
[0004]综上，目前处理含砷物料的方式存在作业环境差，能耗高，砷的回收率低，所得产品易对环境产生二次污染，生产成本较高，铜消耗量大，工艺流程比较复杂，不利于经济生产等问题。
发明内容
[0005]为解决目前处理含砷物料的方式存在作业环境差，能耗高，砷的回收率低，所得产品易对环境产生二次污染，生产成本较高，工艺流程复杂，不利于经济生产等技术问题，本发明提供一种含砷物料的碱浸脱砷方法。
[0006]本发明采用的技术方案是：
[0007]一种含砷物料的碱浸脱砷方法，其包括如下步骤：
[0008]S1，称取含砷物料；
[0009]S2，按液固质量比为3：1-12：1向含砷物料中加入反应液进行反应，反应过程采用
水浴，水浴的温度为25～95℃，其中，反应液至少包括浓度为100～300g/L碳酸钠溶液；[0010]S3，反应2～5h后，对反应后的溶液进行过滤，得到浸出渣和浸出液。
[0011]可选地，所述S2中的反应液还包括硫化钠溶液，其中，硫化钠溶液的浓度为0～100g/L。
[0012]可选地，所述含砷物料中的Cu含量为：10.00～40.00wt％，S含量为：15.00～45.00wt％，As含量为：5.00～30.00wt％；砷的存在形态及质量百分比为：砷硫化物2.00-25.00wt％，砷氧化物0.50-10.00wt％；铜的存在形态及质量百分比为：易溶性铜0.10～15.00％，硫化铜5.00～25.00％。
[0013]本发明的有益效果是：
[0014]通过将碳酸钠溶液或碳酸钠溶液与硫化钠溶液的混合液体加入含砷物料中进行反应，将含砷物料进行碳酸钠常压碱性浸出，提供一种对环境友好、操作简便、工艺简单、生产成本低、脱砷率高的含砷物料处理方法，避免了含砷物料处理过程中对环境的污染，适用于处理不同形式的含砷物料，够综合回收含砷物料中的有价金属，提高了资源回收率。通过本发明可显著降低含砷物料中的砷含量，使砷转化生成亚砷酸盐、偏亚砷酸盐、硫代亚砷酸盐，经过后续处理固化砷，不仅降低了工厂的砷排放量，而且回收了含砷物料中的铜资源，得到的浸出渣满足冶炼要求返回冶炼系统。另外，碳酸钠价格较氢氧化钠便宜，可以有效降低生产成本，有利于经济生产。
具体实施方式
[0015]下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。
[0016]实施例1
[0017]本实施例中的含砷物料的碱浸脱砷方法包括如下步骤：
[0018]S1，称取含砷物料，其中含砷物料中的Cu含量为17.000wt％，S含量为28.752wt％，As含量为9.401wt％；砷的主要物相质量百分比为：砷硫化物7.00wt％，砷氧化物1.30wt％；铜的主要物相质量百分比为：易溶性铜0.21％，硫化铜16.54％。
[0019]S2，按液固质量比为6：1向含砷物料中加入反应液进行反应，反应过程采用水浴，水浴的温度为90℃，其中，反应液为浓度为180g/L碳酸钠溶液。
[0020]S3，反应3h后，对反应后的溶液进行过滤，得到浸出渣和浸出液。
[0021]经过对浸出渣和浸出液进行分析得到，浸出渣中砷含量为0.179％，脱砷率为99.34％，浸出液中铜含量为0.00961g/L。
[0022]实施例2
[0023]本实施例中的含砷物料的碱浸脱砷方法包括如下步骤：
[0024]S1，称取含砷物料，其中含砷物料中的Cu含量为17.000wt％，S含量为28.752wt％，As含量为9.401wt％；砷的主要物相质量百分比为：砷硫化物7.00wt％，砷氧化物1.30wt％，铜的主要物相质量百分比为：易溶性铜0.21％，硫化铜16.54％。
[0025]S2，按液固质量比为7：1向含砷物料中加入反应液进行反应，反应过程采用水浴，水浴的温度为85℃，其中，反应液为浓度为200g/L碳酸钠溶液。
[0026]S3，反应3h后，对反应后的溶液进行过滤，得到浸出渣和浸出液。
[0027]经过对浸出渣和浸出液进行分析得到，浸出渣中砷含量为0.193％，脱砷率为
99.20％，浸出液中铜含量为0.00721g/L。
[0028]实施例3
[0029]本实施例中的含砷物料的碱浸脱砷方法包括如下步骤：
[0030]S1，称取含砷物料，其中含砷物料中的Cu含量为17.000wt％，S含量为28.752wt％，As含量为9.401wt％；砷的主要物相质量百分比为：砷硫化物7.00wt％，砷氧化物1.30wt％；铜的主要物相质量百分比为：易溶性铜0.21％，硫化铜16.54％。
[0031]S2，按液固质量比为5：1向含砷物料中加入反应液进行反应，反应过程采用水浴，水浴的温度为95℃，其中，反应液为浓度为160g/L碳酸钠溶液。
[0032]S3，反应2h后，对反应后的溶液进行过滤，得到浸出渣和浸出液。
[0033]经过对浸出渣和浸出液进行分析得到，浸出渣中砷含量为0.407％，脱砷率为98.48％，浸出液中铜含量为0.00604g/L。
[0034]实施例4
[0035]本实施例中的含砷物料的碱浸脱砷方法包括如下步骤：
[0036]S1，称取含砷物料，其中含砷物料中的Cu含量为8.697wt％，S含量为40.335wt％，As含量为12.4wt％；砷的主要物相质量百分比为：砷硫化物0.95wt％，砷氧化物10.40wt％；铜的主要物相质量百分比为：易溶性铜0.18％，硫化铜8.44％。
[0037]S2，按液固质量比为12：1向含砷物料中加入反应液进行反应，反应过程采用水浴，水浴的温度为85℃，其中，反应液为浓度为240g/L碳酸钠溶液。
[0038]S3，反应2h后，对反应后的溶液进行过滤，得到浸出渣和浸出液。
[0039]经过对浸出渣和浸出液进行分析得到，浸出渣中砷含量为0.345％，脱砷率为97.90％，浸出液中铜含量为0.00320g/L。
[0040]实施例5
[0041]本实施例中的含砷物料的碱浸脱砷方法包括如下步骤：
[0042]S1，称取含砷物料，其中含砷物料中的Cu含量为8.697wt％，S含量为40.335wt％，As含量为12.4wt％；砷的主要物相质量百分比为：砷硫化物0.95wt％，砷氧化物10.40wt％；铜的主要物相质量百分比为：易溶性铜0.18％，硫化铜8.44％。
[0043]S2，按液固质量比为10：1向含砷物料中加入反应液进行反应，反应过程采用水浴，水浴的温度为95℃，其中，反应液为浓度为210g/L碳酸钠溶液。
[0044]S3，反应2h后，对反应后的溶液进行过滤，得到浸出渣和浸出液。
[0045]经过对浸出渣和浸出液进行分析得到，浸出渣中砷含量为0.382％，脱砷率为97.21％，浸出液中铜含量为0.00204g/L。
[0046]实施例6
[0047]本实施例中的含砷物料的碱浸脱砷方法包括如下步骤：
[0048]S1，称取含砷物料，其中含砷物料中的Cu含量为34.284wt％，S含量为18.523wt％，As含量为7.659wt％；砷的主要物相质量百分比为：砷硫化物0.83wt％，砷氧化物6.24wt％；铜的主要物相质量百分比为：易溶性铜12.31％，硫化铜20.75％。
[0049]S2，按液固质量比为6：1向含砷物料中加入反应液进行反应，反应过程采用水浴，水浴的温度为90℃，其中，反应液为浓度为180g/L碳酸钠溶液和浓度为25g/L的硫化钠溶液的混合溶液。
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