常压臭葱石沉砷过程铜离子对晶形、组分及稳定性的影响

针对酸性含铜溶液中砷的固化问题,本文采用常压臭葱石沉砷的方法,在Fe(Ⅱ)-As-SO42-溶液体系下,研究了不同初始铜离子浓度、反应温度和初始pH值条件下,铜离子对沉淀物晶形、组分及稳定性的影响。结果表明,初始铜离子浓度在10~20 g/L范围内,均可以合成出臭葱石晶体,提高初始铜离子浓度对臭葱石晶体形貌和稳定性的影响不明显,但臭葱石颗粒尺寸有变小的趋势。初始铜离子浓度为10 g/L时,当反应温度为60~80 ℃时,得到的沉淀物多呈小颗粒团聚体,达到85 ℃及以上时才能够生成双锥状臭葱石晶体。提高反应温度,会增加臭葱石沉淀中砷、铁、铜的含量,并能提高臭葱石的稳定性。初始pH值在0.7~1.2范围内,可以得到双锥状臭葱石晶体。提高初始pH值,会降低臭葱石沉淀中砷和铁的含量,增加臭葱石沉淀中铜的含量,并降低臭葱石稳定性。     

铜火法精炼炉高砷铜烟尘低温真空碳热还原脱砷研究

以铜火法精炼炉高砷铜烟尘为原料,采用低温真空碳热还原法对烟尘中As进行脱除处理。通过TGA-DSC对原料进行差热分析,借助于XRD、ICP、SEM等分析手段分别对烟尘和蒸发残渣的物相、化学成分和形貌等进行了分析,在热力学分析的基础上,研究了蒸发温度、残压、还原剂量、蒸发时间等对As及其他有价金属脱除率的影响。结果表明,当蒸发温度为350℃、残压为100 Pa、还原剂量为25%和蒸发时间为50 min时,在保证其他金属基本上不蒸发的同时,As的去除率可达81.63%,实现了As及其他有价金属的选择性分离。蒸发物为纯度较高的As₂O₃,可以作为初级As₂O₃产品使用。有价金属在蒸发残渣中得到富集,便于后续的废酸浸出工艺回收。     

铜冶炼烟尘的综合利用

以铜转炉烟尘为原料, 采用高压酸浸工艺回收有价金属和脱除砷。结果表明, 在硫酸浓度4 mol/L、浸出温度100 ℃、浸出时间2 h条件下, 烟尘中砷、铁和铜浸出率分别为94.14%、93.80%、91.80%, 浸出渣主要物相为硫酸铅(PbSO₄);通过氧压沉砷处理浸出液, 使溶液中铁和砷形成臭葱石(FeAsO₄·2H₂O)而固化;沉砷后液主要物质为Cu²⁺和SO₄^2-, 可用于电解回收铜。该工艺可以实现铜烟尘中有价金属的综合回收, 同时将砷以臭葱石形式固化, 减少对环境的污染。     

H3AsO4-FeSO4-K2SO4-H2O体系中水热矿物化固砷研究

本文在H3AsO4-FeSO4-K2SO4-H2O体系中研究了K+对水热臭葱石矿化沉砷过程中砷铁沉淀率、沉砷渣物相组成及转变规律的影响。结果表明：K+存在与否对沉砷渣物相组成影响显著,处于过饱和状态的Fe(III)除As(V)共沉淀生成臭葱石(FeAsO4?2H2O)并自身水解沉淀为碱式硫酸铁(Fe(OH)SO4)外,还会与K+结合以黄钾铁矾（KFe3(SO4)2(OH)6）形态竞争析出。当初始K+浓度为5 g/L、初始砷浓度10 g/L、初始铁砷摩尔比1.5、初始pH为1、反应温度160 ℃、搅拌转速500 r/min、反应时间3 h、氧分压0.6 MPa时,砷、铁沉淀率分别为96.7 %、96.5 %;沉砷渣物相组成主要为臭葱石、黄钾铁矾、碱式硫酸铁,其含量分别为65.0 %、24.2 %、10.8 %,臭葱石以大颗粒多面体状晶体形式产出,不规则晶体形态的黄钾铁矾小颗粒分散于其中;沉砷渣中 As、Fe、K、S含量分别为 23.39 %、25.72 %、1.84 %、4.09 %。通过将臭葱石矿化沉砷初始铁砷摩尔比控制在合理范围内可有效抑制亚稳态黄钾铁矾物相的形成,实现砷的高效沉淀、提高沉砷渣中砷含量并降低其产量。     

高砷锑烟尘焙烧脱砷试验研究

高砷烟尘是铜、铅等冶金过程中产生的一种难处理副产物,回收其中有价金属之前,需要先脱砷。采用焙烧方法对高砷锑烟尘进行了脱砷预处理,考察了焙烧温度和焙烧时间对脱砷率的影响。结果表明:在焙烧温度550℃,焙烧时间120 min的条件下,采用流动空气,As、Pb的脱除率分别为41.51%和59.81%,需要进一步控制氧势以提高脱砷率。     

高砷铜烟尘中有价金属回收的实验研究

针对火法熔炼—湿法浸出工艺处理高砷铜烟尘有价金属回收率低,湿法浸出工艺处理高砷铜烟尘砷铁渣量大、会释放剧毒砷化氢气体的问题,采用低温硫化挥发的方法将砷与其他有价金属选择性地分离,实现了砷的去除和综合利用,砷以三氧化二砷产品的形式得以回收利用。挥发除砷后的焙砂采用加压硫酸浸出,浸出液中的铟采用P204萃取,反萃后利用锌粉置换得到海绵铟,萃铟后的浸出液采用锌粉置换得到海绵铜,锌通过浓缩的方式制成七水硫酸锌产品,锡铋铅入渣以铅冶炼原料得以回收。     

高砷铜烟尘中有价金属回收的试验研究

针对火法熔炼—湿法浸出工艺处理高砷铜烟尘有价金属回收率低,湿法浸出工艺处理高砷铜烟尘砷铁渣量大、会释放剧毒砷化氢气体的问题,采用低温硫化挥发的方法将砷与其他有价金属选择性地分离,实现了砷的去除和综合利用,砷以三氧化二砷产品的形式得以回收利用。挥发除砷后的焙砂采用加压硫酸浸出,铜、锌、铟大部分进入浸出液,锡、铋、铅入渣以铅冶炼原料得以回收。     

铜冶炼白烟尘酸化焙烧工艺研究

针对云锡铜业高砷高锡低铜白烟尘,开展酸化焙烧选择性脱砷的研究,考察活性炭配比、浓硫酸配比、焙烧温度、焙烧时间对砷、锡、铅、锌、铋、铜挥发率的影响。在焙烧温度450 ℃、焙烧时间3 h、活性炭加入量5%、硫酸加入量30%较优条件下,白烟尘砷挥发率为94.28%,锡、铅、锌、铋、铜挥发率分别为2.34%、3.71%、2.96%、1.43%、1.64%。酸化焙烧实现了砷的选择性挥发,使白烟尘中的砷形成开路,为后续有价金属的分别回收创造了有利条件。     

污酸中砷的分步稳定化研究

基于砷在污酸中的赋存形态与性质,区别于传统砷稳定化的苛刻处理条件,采用分步稳化技术,先用碳酸钙粉末降低体系酸度,在常温常压下,投加亚铁盐和氧化剂得到臭葱石前体,最后控制体系低过饱和度,分别采用常压水热陈化和加压稳化两种技术使前体不断聚集、晶化、晶核稳定生长,形成高结晶度臭葱石颗粒。探讨各因素对砷稳定化的影响,结果表明,降酸反应30 min,至终点pH=1.8;控制终点pH=4、铁砷摩尔比1.3∶1、双氧水与铁摩尔比1∶1、反应30 min合成前体;控制终点pH=4、水浴95℃、反应7 h合成臭葱石晶体,或加压釜内控制釜内温度180℃、反应3 h合成臭葱石晶体;所得砷化物经XRD显示为臭葱石,其砷的浸出毒性浓度低于《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)的限值,实现了砷的稳定化。     

高砷锌烟灰脱砷研究

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As_2O_3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3 h,焙烧过程砷的脱除率达78.28%。焙砂浸出时进入溶液中的少量砷与溶液中同时被浸出的少量铁一起通过氧化水解形成砷铁渣沉淀。砷铁渣与原矿混合后再经硫酸化焙烧,砷的脱除率达70.39%。     

铜电解液含铋复盐沉淀法脱砷新工艺研究

针对目前诱导法脱砷产能不足、脱除率低的问题,开发了电解液含铋复盐沉淀法脱砷新工艺,优化沉淀条件为:含铋复盐沉淀剂用量Bi/As摩尔比1∶1、温度55℃、时间30 min,此时电解液中铜、砷、锑沉淀率分别为4.75%、63.62%和91.30%;在NaOH浓度50 g/L、液固比5∶1、温度80℃,时间0.5 h条件下,碱浸砷浸出率可达78.98%;沉淀剂再生性能良好,可循环使用;碱浸液经苛化再生循环利用,经过一次碱浸-苛化,NaOH损失率仅为2.7%。     

含砷铜渣预脱砷过程的热力学分析

采用HSC Chemistry 6.0 热力学分析软件研究了惰性气氛下焙烧温度对含砷贫化铜渣在预脱砷过程中砷平衡组成的影响, 并通过实验进行了验证。结果表明：在惰性气氛下, 升高温度可促进硫化砷的分解, 而砷酸盐的稳定性较好, 不能通过高温分解脱除。在温度低于500 ℃时, 固态硫化砷物相和氧化物不发生分解; 温度超过500 ℃后, As₂S₃、As₄S₄率先发生气化反应; 温度超过900 ℃后, 硫化砷开始发生分解。对于惰性气氛下铜渣的预脱砷, 实验结果与热力学分析吻合较好。     

炼铅氧气底吹炉烟灰浸出液中脱除砷铜研究

为除去炼铅氧气底吹炉烟灰浸出液中的砷和铜, 采用水浸出炼铅氧气底吹炉烟灰、氧化-共沉淀法对浸出液进行除砷、铜, 考察了pH值、H₂O₂用量、聚合硫酸铁用量、反应时间对金属脱除率的影响。试验结果表明, 在100 mL二次浸出液中加入30%的H₂O₂溶液3 mL, 氧化5 min; 再加入10%聚合硫酸铁溶液2.5 mL, 反应5 min; 加1 mol/L NaOH调整溶液pH=6.0, 反应60 min, 除杂效果最好, 砷、铜脱除率分别达99.99%、99.17%。     

铜电解精炼液净化脱砷新工艺

电解精炼铜过程中,粗铜中的砷不可避免地溶解到电解液中,进而影响精炼铜效率.由于铜精炼电解液是酸性体系,常用的萃取法和化学沉淀法很难在该环境中取得理想效果.现有电解精炼厂大多选用电沉积法,以牺牲电耗的方式降低电解液中的砷浓度,然而这种方式能耗大、沉积效率低.通过模拟现有电沉积脱砷工艺,发现当铜电解精炼液中铜浓度降至10 ...     

低品位氧化铜矿浸出液赤铁矿法除铁

采用赤铁矿法脱除低品位氧化铜矿浸出液中的铁离子。结果表明,适宜的除铁工艺条件为: 反应温度180 ℃、初始硫酸浓度2 g/L、反应时间3 h、氧分压0.3 MPa、搅拌速度400 r/min,此时除铁率为95.2%,渣中铁、铜、硫含量分别为62.7%、0.14%、1.6%。     

黑铜渣氧压硫酸浸出脱铜脱砷实验研究

在硫酸体系中通氧加压浸出黑铜渣,结果表明,在硫酸质量浓度180 g/L、浸出温度140 ℃、氧分压0.8 MPa、液固比8 mL/g、浸出时间3 h、搅拌速度600 r/min、黑铜渣粒径178 μm的较优工艺条件下,黑铜渣中Cu、As和Ni浸出率分别为97.59%、95.42%和98.37%,Sb、Bi浸出率分别仅为6.78%和2.31%,实现了黑铜渣中Cu、As、Ni的高效脱除,浸出渣中锑、铋、银等有价金属得到高度富集。     

砷碱渣/高砷锑烟尘协同脱砷及有价金属回收

采用砷碱渣代替碳酸钠与高砷锑烟尘进行协同脱砷并回收其中的有价金属。将碳酸钠、低砷碱渣、高砷碱渣分别与高砷锑烟尘按一定比例混合,通过焙烧-浸出-过滤工艺得到含砷浸出液和有价金属富集渣。结果表明,当原料配比分别为m_碳酸钠∶m_{高砷锑烟尘}=0.8、m_低砷碱渣∶m_{高砷锑烟尘}=3.0、m_高砷碱渣∶m_{高砷锑烟尘}=1.0时,砷浸出率分别为97.5%、96.9%、99.2%; 铅、锑浸出损失少而富集于浸出渣中,渣中有价金属总含量大于68.7%,且浸出渣中砷含量小于1.0%。该工艺砷脱除率高、有价金属回收率高,证明将堆存的砷碱渣直接用作脱砷剂,可以实现以废治废、资源回收,有效降低脱砷成本。