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CN109280772A - 一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法 - Google Patents

一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铜阳极泥浸出工艺的改进，具体是一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法。本发明基于砷锑铋在不同酸度及氯离子浓度下能分步沉淀得到相应的砷锑铋产品，实现锑铋与其他元素高效选择性分离与回收。本发明首先采用复合浸出剂对铜阳极泥预处理，让砷锑铋进入溶液，而其他稀贵金属元素不进入溶液；通过调节溶液酸度，砷锑铋分步选择性沉淀分别得到氯氧化锑、氯氧化铋及砷富集物；实现了砷锑铋的梯级高效回收。本发明工艺简单、易于操作、有价金属回收率高、砷锑铋浸出率高。

Description

一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法
技术领域
本发明涉及铜阳极泥浸出工艺的改进，具体是一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法。
背景技术
我国是世界最大的精炼铜生产国，2017年为888.9万吨，占居世界产量的35％以上。铜阳极泥是铜电解精炼过程中产生的副产品，产率约占精炼铜产量的0.2％-0.8％左右，2017年我国铜阳极泥产量达到7.11万吨。随着新能源汽车、新材料等国家战略性新兴产业规划的实施，铜仍然存在大量的新增需求。铜阳极泥中富含大量的金、银、硒、碲、锑、铋、铂族等稀有元素和贵金属，按照铜阳极泥中含铜17.5％、铋1.6％，锑2.5％，砷4.1％计算，2017年铜阳极泥中含铜1.25万吨、铋0.114万吨，锑0.18万吨，砷0.292万吨。资源量将是非常可观，如不做处理，将对环境造成污染。国内外对铜阳极泥的研究主要集中在稀贵金属，而针对砷锑铋的研究相对较少，研究其他金属元素的时候作为杂质除去而未得到有效回收。目前对砷锑铋回收主要采用两类方法：一类是火法或真空还原的方法，使砷锑铋进入烟尘，然后再回收，存在回收率低，得到的是混合物，且对设备要求较高；二类是伴随其他金属元素作为杂质采用酸浸出到溶液中然后采用化学沉淀法或共沉淀法等方法进行除去，总回收率低。因此，如何实现铜阳极泥中选择性浸出梯级富集锑铋砷，减轻后续除杂压力，是一个亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法，它是基于砷锑铋在不同酸度和氯离子浓度下会进行分步水解沉淀的特性来处理的，不仅解决了现有工艺除杂难成本高等特点，而且对砷锑铋进行了资源化，具有重大的社会意义和经济意义。
本发明的技术方案：一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法，包括如下步骤：
将铜阳极泥按照液固比1:1-10:1g/ml与复合浸出剂混合搅拌，在反应温度为40-100℃、浸出时间为0.5-4h条件下，砷锑铋溶解到溶液中，其他元素留在渣中，经固液分离得到含砷锑铋浸出液和稀贵金属富集渣；
所述的含砷锑铋浸出液在反应温度50-100℃、经酸度调节剂调酸度到0.9-0.7g·L-1条件下反应0.5-3h，锑先变成氯氧化锑沉淀下来而砷铋继续留在溶液中，经过滤得到锑富集物和一次净化液；
所述的一次净化液在反应温度50-100℃、继续调酸度到0.3-0.15g·L-1条件下反应0.5-3h，铋变成氯氧化铋沉淀下来而砷继续留在溶液中，经过滤得到铋富集物和砷富集液；
所述的砷富集液在反应温度50-100℃，继续调酸度到pH＝8-10，反应时间0.5-3h，砷沉淀得到砷富集物(现有技术)；
所述的复合浸出剂为HCl+H2SO4+NaCl或KCl，其配比是HCl：1-6mol·L-1；H2SO4：0.2-3mol·L-1；NaCl或KCl：20-200g·L-1。
所述的酸度调节剂为NaOH、NH3·H2O、KOH中的至少一种。
本发明通过复合浸出剂高效脱除砷、锑、铋常量元素，大幅提高铜阳极泥中稀贵金属含量，对于开发高效铜阳极泥伴生稀贵金属提取工艺具有重要意义，同时还可以实现砷、锑、铋等资源的综合回收，砷的浸出率最高达94％、锑的浸出率最高达98.9％、铋的浸出率最高达99％。本发明工艺简单、易于操作、有价金属回收率高、砷锑铋浸出率高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
将铜阳极泥500g与2mol·L-1HCl+1mol·L-1H2SO4+150g·L-1KCl的复合浸出剂按照液固比3:1g/ml搅拌混合，在浸出温度70℃条件下反应1.5h，使砷锑铋溶解在水溶液中，经分析计算，砷的浸出率为85％、锑的浸出率86％、铋的浸出率88％；经固液分离得到浸出液和稀贵金属富集渣；
在反应温度70℃下，采用氨水调节浸出液酸度到0.9g·L-1进行水解反应，反应时间1h；经分析计算，98.7％的锑被富集沉淀，而铋砷沉淀率分别为23.6％和24.6％；得到一次净化液及锑富集物；
一次净化液继续采用氨水调节溶液酸度到0.3g·L-1进行反应，反应温度为70℃；经分析计算，99.3％的铋被富集沉淀，而砷沉淀率只有17.3％，溶液中锑＜5g·L-1；得到砷富集液及铋富集物；
砷富集液在反应温度70℃下，继续采用氨水调节pH到8反应1h，经分析88％的砷被沉淀下来得到砷富集物。
实施例2
将铜阳极泥500g与4mol·L-1HCl+1mol·L-1H2SO4+140g·L-1NaCl的复合浸出剂按照液固比5:1g/ml搅拌混合，在浸出温度80℃条件下反应3h，使砷锑铋溶解在水溶液中，经分析计算，砷的浸出率为94％、锑的浸出率98.9％、铋的浸出率99％；经固液分离得到浸出液和稀贵金属富集渣；
在反应温度80℃下，采用NaOH调节浸出液酸度到0.8g·L-1进行反应，反应1.5h；经分析计算，99.8％的锑被富集沉淀，而铋砷沉淀率分别为7.1％和10.6％；得到一次净化液及锑富集物；
一次净化液继续采用NaOH调节溶液酸度到0.2g·L-1进行反应，反应温度为80℃；经分析计算，99.9％的铋被富集沉淀，而砷沉淀率为22.8％，溶液中锑＜5g·L-1；得到砷富集液及铋富集物；
砷富集液在反应温度80℃下，继续采用NaOH调节pH到9反应2h，经分析97％的砷被沉淀下来得到砷富集物。
实施例3
将铜阳极泥500g与3mol·L-1HCl+0.5mol·L-1H2SO4+100g·L-1NaCl的复合浸出剂搅拌按照液固比4:1g/ml混合，在浸出温度65℃条件下反应3h，使砷锑铋溶解在水溶液中，经分析计算，砷的浸出率为75％、锑的浸出率78％、铋的浸出率83％；经固液分离得到浸出液和稀贵金属富集渣；
在反应温度60℃下，采用NaOH调节浸出液酸度到0.7g·L-1进行反应，反应2h；经分析计算，99.5％的锑被富集沉淀，而铋砷沉淀率分别为35.5％和29.9％；得到一次净化液及锑富集物；
一次净化液继续采用NaOH调节溶液酸度到0.15g·L-1进行反应，反应温度为60℃；经分析计算，96％的铋被富集沉淀，而砷沉淀率为18.8％，溶液中锑＜5g·L-1；得到砷富集液及铋富集物；
砷富集液在反应温度60℃下，继续采用NaOH调节pH到10反应1h，经分析90％的砷被沉淀下来得到砷富集物。

Claims (4)

1.一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法，其特征是，包括如下步骤：
将铜阳极泥按照液固比1:1-10:1g/ml与复合浸出剂混合搅拌，在反应温度为40-100℃、浸出时间为0.5-4h条件下，砷锑铋溶解到溶液中，其他元素留在渣中，经固液分离得到含砷锑铋浸出液和稀贵金属富集渣；
所述的含砷锑铋浸出液在反应温度50-100℃、经酸度调节剂调酸度到0.9-0.7g·L-1条件下反应0.5-3h，锑先变成氯氧化锑沉淀下来而砷铋继续留在溶液中，经过滤得到锑富集物和一次净化液；
所述的一次净化液在反应温度50-100℃、继续调酸度到0.3-0.15g·L-1条件下反应0.5-3h，铋变成氯氧化铋沉淀下来而砷继续留在溶液中，经过滤得到铋富集物和砷富集液；
所述的砷富集液按现有技术处理，得到砷富集物；
所述的复合浸出剂为HCl+H2SO4+NaCl或KCl，其配比是HCl：1-6mol·L-1；H2SO4：0.2-3mol·L-1；NaCl或KCl：20-200g·L-1。
2.根据权利要求1所述的一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法，其特征是：酸度调节剂为NaOH、NH3·H2O、KOH中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法，其特征是：砷富集液的处理是指在反应温度50-100℃，继续调酸度到pH＝8-10，反应时间0.5-3h，砷沉淀得到砷富集物。
4.根据权利要求1所述的一种从铜阳极泥中浸出并梯级分离富集锑、铋、砷的方法，其特征是，具体实施为：将铜阳极泥500g与4mol·L-1HCl+1mol·L-1H2SO4+140g·L-1NaCl的复合浸出剂按照液固比5:1g/ml搅拌混合，在浸出温度80℃条件下反应3h，使砷锑铋溶解在溶液中，经分析计算，砷的浸出率为94％、锑的浸出率98.9％、铋的浸出率99％；经固液分离得到浸出液和稀贵金属富集渣；
在反应温度80℃下，采用NaOH调节浸出液酸度到0.8g·L-1进行反应，反应1.5h；经分析计算，99.8％的锑被富集沉淀，而铋砷沉淀率分别为7.1％和10.6％；得到一次净化液及锑富集物；
一次净化液继续采用NaOH调节溶液酸度到0.2g·L-1进行反应，反应温度为80℃；经分析计算，99.9％的铋被富集沉淀，而砷沉淀率为22.8％，溶液中锑＜5g·L-1；得到砷富集液及铋富集物；
砷富集液在反应温度80℃下，继续采用NaOH调节pH到9反应2h，经分析97％的砷被沉淀下来得到砷富集物。
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