碱性硫化钠体系中硫砷铜矿浸出研究

《碱性硫化钠体系中硫砷铜矿浸出研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章绪论数十万吨，这给环境污染带来巨大的潜在的隐患，直接危害人体健康[13-16]。对含砷矿物或废弃物的无害化处置，现已成为当前重有色金属生产无法规避的一个重大课题[17-19]。本课题针对硫砷铜矿的砷处置问题，在铜冶金工艺前端考察碱性硫化钠体系浸出脱砷及锑的可行性，并对碱浸过程矿物相变进行研究，为后续冶金工艺合理制定并最终实现硫砷铜矿资源绿色高效利用奠定工艺理论基础。表1.1一些国家关于砷排放的环境标准国家饮用水中(ppb)空气中(mg/Nm3)排放废水中(ppb)秘鲁10025300智利50-

2、200澳大利亚7.01.0700美国100.51000南非500.120德国401.0100加拿大25--表1.2以铜精矿质量为参照的砷含量标准As/%As杂质能级<0.010非常低0.1-0.1低0.1-0.3适中0.3-1.0高1.0-2.0非常高>2.0需要预处理1.2含砷硫化铜矿处理技术研究进展传统的硫化铜精矿处理工艺包括破碎、浮选以及火法冶炼等工序。其中，若浮选所得铜精矿中就含有大量砷，会对后续冶炼及产品质量产生重大影响，而且在冶炼过程中砷对环境污染的问题也不容回避。因此，在铜精矿送火法冶

3、炼之前有必要进行脱砷预处理，以实现砷的集中治理。在浮选阶段，虽然硫化矿能与脉石分离，但由于硫砷铜矿具有良好的浮选性能，而且即使在较低矿物浓度条件下，硫砷铜矿也能与黄铜矿一起被浮选出来。因此，在浮选过程中，两者很难分离[20]。一些学者[21-26]基于对硫砷铜矿界面化学特性的研究，认为只有在矿浆pH值、矿浆电位及浓度等因素特定条件下才有可能实现硫砷铜矿与其他硫化铜矿聚合体的选择性分离。2第一章绪论以下从火法和湿法两类工艺角度对硫砷铜矿处理技术进行综述。0.1火法冶金工艺（1）焙烧在高于500℃温度条

4、件焙烧时，硫砷铜矿会迅速分解[27,28]，特别是当处于无氧焙烧气氛中，硫砷铜矿将分解并生成气态硫化砷。随着焙烧过程中氧气引入，硫化砷会与氧气发生反应并生成As2O3气体，籍此，砷得以挥发脱除。砷氧化过程相对复杂，虽然三价砷氧化物比五价砷的氧化物更易生成，而且也更易挥发，因此，为保证砷高效脱除，应控制焙烧温度及气氛以得到三价砷氧化物[29]。除焙烧气氛外，焙烧温度等也会对砷氧化过程产生一定影响[29,30]。（2）熔炼硫化铜矿火法熔炼温度高约1300℃，远高于常规焙烧温度，而且熔炼反应时间比常规焙烧

5、要短得多，因此，在闪速熔炼过程中，反应器内将迅速形成大量含砷烟尘，而砷的捕集多发生于烟尘与熔池接触时[29,32-35]。由于砷在熔融金属铜中具有较强溶解性，因此随铜锍品位升高，砷被铜捕集量也增大。一般来说，传统熔炼工艺的砷脱除率仅能达到50%左右。Wilkomirsky等人[28,35]经研究设计出新的熔炼反应器，能够处理高砷精矿（As2.6%）并生产出含铜量75%~78%的白锍，同时砷的脱除率可达96%。该反应器的设计思路是通过建造一个熔池反应器在一定程度上隔绝含砷烟尘与熔池的接触，从而达到减少

6、铜锍对砷的捕集、提高砷脱除率的目的。硫化物熔炼过程可以脱砷，虽然这已被证实行之有效，而且目前对含砷矿物进行熔炼处理也越来越常见，如菲律宾的Tampakan以及智利的MMH[35-36]，但从现有文献来看，火法熔炼工艺很少直接应用于高砷含量的铜精矿，特别是对于砷含量超过3%的精矿。就此而言，在高砷精矿火法熔炼之前进行脱砷预处理，就显得很有必要了。由火法焙烧或熔炼产出的含砷烟尘，其处理工艺包括酸浸工艺流程[37-41]、碱浸工艺流程[38,42]以及对含砷渣的封埋[43,44]处理等。0.2湿法冶金工艺

7、含砷铜矿中铜、砷分离是有色选冶的一大难题，由于优质高品位铜矿日趋减少,含砷铜精矿已逐渐成为炼铜原料的主要选择之一。在工业上，高砷矿多与低砷矿或其它矿物搭配供火法冶炼使用，或是通过火法与湿法相结合的方式处理，以使砷固化于渣中[67-69]。尽管火法炼铜工艺目前已比较成熟，但在高砷硫化铜矿火法冶炼中，砷污染问题3第一章绪论不容回避[70,71]。因此，湿法冶金工艺在处理硫砷铜矿方面，特别是在防止砷、硫的环境污染以及节约投资等方面，具有明显优势。硫砷铜矿是典型的含砷矿物，属硫盐矿物，既是重要的铜矿石，同时

8、也是制取砷的原料[45]。硫砷铜矿化学性质十分稳定，在自然条件下氧化速度缓于黄铜矿、砷黝铜矿。由于在空气中静置时，其表面会形成一层含氧化物和多硫化物的钝化膜，阻碍进一步氧化分解，因此，在空气中且无其他氧化剂存在条件下，硫砷铜矿几乎不会发生氧化反应[46,47]。在水溶液中，硫砷铜矿的氧化速度同样也非常缓慢。Fantauzzi[48]和Musu[49]通过实验证实了硫砷铜矿的稳定性。硫砷铜矿湿法浸出回收有价金属，按浸出体系不同分为酸性和碱性两类。（1）酸浸工艺虽然硫砷铜