[发明专利]一种铜冶炼白烟尘脱砷的方法

说明书

本发明公开一种铜冶炼白烟尘脱砷的方法，以铜冶炼电除尘器收集的白烟尘为原料，采用浓硫酸酸化法将砷转化为砷酸，再用水进行溶解，水的加入量为白烟尘质量的4～5倍，溶解时间为1～1.5小时，溶解结束后加固体碳酸钠调节pH值至8.0～8.5，将可溶的金属硫酸盐转为沉淀，经过滤与砷酸钠盐分离，用清水两次洗涤，滤饼即为富含有价金属的脱砷滤饼，其砷含量＜0.5%，滤液并入主生产石灰‑铁盐脱砷系统，不需要新增废水处理设备；本方法设备简单、不需加热、操作方便，砷脱出率高，酸化渣中砷含量满足富铅矿三级质量标准要求，亦为白烟尘中其它酸溶有价金属回收提供了便利条件，具有较好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种铜冶炼白烟尘脱砷的方法，属于危险固体废弃物危险源分离处理技术领域。

背景技术

铜是现代经济发展的基础工业原料之一，由于其具有导电导热、抗张耐磨性能较好，因而在电力电气、机械制造、运输、建筑、能源、军事工业等领域得到了广泛应用。

熔炼是火法炼铜最重要的冶炼过程，传统熔炼方法是在鼓风炉、反射炉和电炉内进行，这种工艺的主要缺点是：不能充分利用炉料中硫化物氧化的化学反应热作能量，矿物燃料量或电能消耗大；产出S0₂烟气浓度低，生产硫酸不经济，易对环境造成严重污染。因此传统熔炼工艺逐渐被高效、节能和低污染的强化熔炼新工艺取代。

从近期国内技术改造和新项目技术方案看，都已将熔炼系统的技术作为重点，并选择适合自身特点的先进熔炼技术和设备，其中铜精矿配料－圆盘制粒－澳斯麦特炉熔炼－转炉吹炼－回转式阳极炉火法精炼－常规大极板电解精炼是目前新上铜冶炼首选工艺。

铜冶炼白烟尘灰来源于电炉烟气和熔炼烟气，电炉烟气主要成分为氮气和氧气，还含有少量的水蒸汽和二氧化硫，温度一般在420℃左右，含尘量约30g/Nm³；熔炼烟气主要成分为氮气、二氧化硫和水蒸汽，还含有少量的氧气和三氧化硫，温度高达1200℃以上，含尘量约210g/Nm³，经废热锅炉回收显热后，温度降到390℃左右，含尘量降至120g/Nm³，比重大、粒度粗的粉尘在此聚集。从废热锅炉出来的熔炼烟气与电炉烟气混合，混合气温度约300℃、含尘量在105～110 g/Nm³，经电收尘器第一电场捕集成为高铜烟尘返回熔炼系统作入炉原料使用。电收尘器第二、三、四电场收集的烟尘由于含有较多有害的杂质成分，不宜返回熔炼系统，即为所述的白烟尘灰。

由于铜冶炼白烟尘灰是富含有价金属和有害元素的混合物，砷含量高并含有少量砷氧化物，是一种危险固体废弃物，但亦是可加以利用的资源，导致其资源化利用的瓶颈问题是砷含量高，若能将白烟尘中砷脱出，不仅可富集有价金属含量，同时亦可用传统火法冶金或湿法联合火法冶金对有价金属进行回收利用，充分体现其自身价值，因此，广大学者对白烟尘脱砷进行了针对性研究，如：

马淼等研究了河南某企业白烟尘的物相组成及化学结合状态，结果表明，样品中元素As相对含量高达20.99％，其中11％以游离态As₂O₃形式存在，其余以PbAs₂O₆形式存在。样品中还含有少量的Cu、Pb、Zn等金属及其氧化物，采用双氧水氧化后加4mol/L的硫酸进行酸浸，反应温度30℃，时间3小时，液固比为7：1的酸浸脱砷工艺，获得了砷的浸出率为97.1％的良好效果。

邢鹏等以高砷锌烟灰为原料，采用低温硫酸化焙烧工艺，使烟灰中的砷以As₂0₃形式挥发逸出，经收尘系统收集。锌、铟、锗等有价金属在焙烧过程中转变为硫酸盐，实现了与砷的分离，考察了硫酸用量、温度、焙烧时间对脱砷的影响。结果表明：硫酸用量1.2倍理论量、温度300 ℃、焙烧时间3h，焙烧后砷的脱除率达78.28％。