一种从硫酸铜溶液中分离砷的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种从硫酸铜溶液中分离砷的方法。

背景技术

粗质硫酸铜结晶为目前铜湿法冶炼的中间产品，在铜电解精炼过程中，为确保产出合格阴极铜，就必须控制电解液中的铜、酸及杂质浓度在规定范围内，需进行对电解液进行净化和开路，确保系统中杂质和酸平衡。将电解液用加铜中和法或直接浓缩法，使电解液中的硫酸铜浓度达到饱和状态，冷却结晶后以硫酸铜结晶形态产出，获得粗质硫酸铜产品，产品附加值比较低。目前，人们对粗质硫酸铜溶液通过除杂提纯，制备各种硫酸铜产品已有研究，但是得到的产品中砷很容易超标，达不到到合格的高纯度硫酸铜产品的要求，而在粗质硫酸铜提纯过程中深度脱除砷元素的研究还很少，且砷很难脱除，脱除成本高。如何实现深度脱除粗质硫酸铜溶液中砷杂质，得到更高纯度的硫酸铜产品，在国内外均属难题。因此，开发一种能够深度脱除粗质硫酸铜中砷的方法成为急需解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从硫酸铜溶液中分离砷的方法。

本发明的目的是这样实现的，所述的从硫酸铜溶液中分离砷的方法包括前处理、氧化、脱砷和后处理步骤，具体包括：

A、前处理：将粗质硫酸铜中加入液固体积比（2~4）：1的水，在匀速搅拌下溶解得到粗质硫酸铜溶液a；

B、氧化：在粗质硫酸铜溶液a中加入氧化剂，在温度45~55℃下反应30~60min得到反应液b；

C、脱砷：在反应液b中加入脱砷剂进行脱砷反应得到反应液c；

D、后处理：反应液c中加入絮凝剂进行沉降，经液固分离得到脱砷后硫酸铜溶液和净化渣；脱砷后硫酸铜溶液可结晶生产硫酸铜产品或电积铜；净化渣返回火法炼铜系统回收铜。

本发明原料有：Na

在本发明中，Na

在本发明中，Fe(OH)

在本发明中，NaOH为本领域技术人员熟知的工业级NaOH，对其来源本发明没有特别的限制，但是，为了保证对粗质硫酸铜溶液中的As的脱除效果以及不影响正常的生产产能，实施例使用的NaOH的含量大于98%；用量不做限制，控制反应终点pH值稳定在3.0~4.0之间即可，NaOH起到调整pH值的作用。

在本发明中，絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）为本领域技术人员熟知的工业级聚丙烯酰胺（PAM），对其来源本发明没有特别的限制，但是，为了保证对粗质硫酸铜溶液中的As的脱除效果以及不影响正常的生产产能，实施例使用的絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）的固含量大于90%；浓度配比为0.5～1.5‰，每升溶液中的加入量为1～3ml，絮凝剂起到促进砷酸铁聚集成大颗粒状迅速沉降，确保液固分离过程中砷酸铁不会悬浮在滤液中，杜绝分离不彻底情况发生。

本发明所述的从硫酸铜溶液中分离砷的方法具体操作如下：

将粗质硫酸铜按照液固比(2~4)：1，在匀速搅拌下用水进行溶解，获得粗质硫酸铜溶液；然后按摩尔比Na

优选的，所述匀速搅拌的转速为250～400r/min。

优选的，所述粗质CuSO

优选的，所述氧化剂为工业级含量大于98%的Na

优选的，所述脱砷剂为工业级含量大于99%的Fe(OH)

优选的，所述氧化剂Na

优选的，所述氧化剂加入时间控制在10~15min。

优选的，所述氧化反应温度控制为45~55℃，反应时间控制为30~60min反应时间；

优选的，所述NaOH溶液为10%～30%的工业级NaOH溶解液。

优选的，所述脱砷终点pH控制在3.0~4.0，反应时间控制为60~90min。

优选的，所述絮凝剂为工业级固含量大于90%聚丙烯酰胺（PAM），浓度配比为0.5～1.5‰，每升溶液中的加入量为0.5～3ml。

本发明采用Na

本发明的有益效果为：

1、本发明方法用于直接脱除粗质硫酸铜溶液中的As，脱除效果显著，并且能实现一次性脱除，实现工业化应用，从根本上避免粗质硫酸铜溶液中的As脱除不彻底，导致生产出的硫酸铜产品中As超标的问题，可使粗质硫酸铜溶液中的As浓度从20～100mg/L降到1mg/L以下，砷脱除率大于99%。

2、本发明方法使用的使用的原料Na

3、本发明产出的净化渣的主要成分为FeAsO

4、本发明使用的常规湿法冶炼设备，结构简单，成本低廉、易维护。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，本发明所述的实例仅仅是对本发明的优选试验方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，基于本发明教导所作的任何变型和改进，均应落入本发明的保持范围。

本发明所述的从硫酸铜溶液中分离砷的方法包括前处理、氧化、脱砷和后处理步骤，具体包括：

A、前处理：将粗质硫酸铜中加入液固体积比（2~4）：1的水，在匀速搅拌下溶解得到粗质硫酸铜溶液a；

B、氧化：在粗质硫酸铜溶液a中加入氧化剂，在温度45~55℃下反应30~60min得到反应液b；

C、脱砷：在反应液b中加入脱砷剂进行脱砷反应得到反应液c；

D、后处理：反应液c中加入絮凝剂进行沉降，经液固分离得到脱砷后硫酸铜溶液和净化渣；脱砷后硫酸铜溶液可结晶生产硫酸铜产品或电积铜；净化渣返回火法炼铜系统回收铜。

所述的粗质硫酸铜中As含量在0.01~0.1%。

B步骤中所述的氧化剂加入量为摩尔比氧化剂：As=（1.0~1.5）：1。

所述的氧化剂为工业级含量大于98%的Na

C步骤中所述的脱砷剂加入量为摩尔比脱砷剂：As=（1.0~1.5）：1。

所述的脱砷剂为工业级含量大于99%的Fe(OH)

C步骤中脱砷反应的反应时间为60~90min。

C步骤中脱砷反应的反应终点pH值控制在3.0~4.0。

所述的反应终点pH值控制是采用质量浓度为10%的工业NaOH溶液调整。

D步骤中所述的絮凝剂为工业级含量大于90%的聚丙烯酰胺PAM。

下面以具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

如图1所示，将成分为：24%Cu；0.03%As；0.04%Fe的粗质CuSO

然后按摩尔比Na

再按摩尔比Fe(OH)

接着在每升溶液中加入3ml浓度为1‰的絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM），促进砷酸铁聚集成大颗粒状迅速沉降。

最后进行液固分离，过滤除去净化渣，得到脱砷后硫酸铜溶液，砷含量为0.58mg/L，脱除率为99.53%，脱除效果显著，脱砷后液可结晶生产硫酸铜产品或电积铜；净化渣返回火法炼铜系统回收铜，并达到了无废渣排放的效果。

实施例2

如图1所示，将成分为：25%Cu；0.03%As；0.02%Fe的粗质CuSO

然后按摩尔比Na

再按摩尔比Fe(OH)

接着在每升溶液中加入2ml浓度为0.5‰的絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM），促进砷酸铁聚集成大颗粒状迅速沉降。

最后进行液固分离，过滤除去净化渣，得到脱砷后硫酸铜溶液，砷含量为0.75mg/L，脱除率为99.32%，脱除效果显著，脱砷后液可结晶生产硫酸铜产品或电积铜；净化渣返回火法炼铜系统回收铜，并达到了无废渣排放的效果。

实施例3

如图1所示，将成分为：24%Cu；0.02%As；0.01%Fe的粗质CuSO

然后按摩尔比Na

再按摩尔比Fe(OH)

接着在每升溶液中加入1.5ml浓度为1‰的絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM），促进砷酸铁聚集成大颗粒状迅速沉降。

最后进行液固分离，过滤除去净化渣，得到脱砷后硫酸铜溶液，砷含量为0.62mg/L，脱除率为99.39%，脱除效果显著，脱砷后液可结晶生产硫酸铜产品或电积铜；净化渣返回火法炼铜系统回收铜，并达到了无废渣排放的效果。

实施例4

如图1所示，将成分为：25%Cu；0.05%As；0.05%Fe的粗质CuSO

然后按摩尔比Na

再按摩尔比Fe(OH)

接着在每升溶液中加入1ml浓度为1.5‰的絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM），促进砷酸铁聚集成大颗粒状迅速沉降。

最后进行液固分离，过滤除去净化渣，得到脱砷后硫酸铜溶液，砷含量为0.49mg/L，脱除率为99.43%，脱除效果显著，脱砷后液可结晶生产硫酸铜产品或电积铜；净化渣返回火法炼铜系统回收铜，并达到了无废渣排放的效果。

实施例5

如图1所示，将成分为：24.5%Cu；0.08%As；0.03%Fe的粗质CuSO

然后按摩尔比Na

再按摩尔比Fe(OH)

接着在每升溶液中加入0.5ml浓度为1.5‰的絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM），促进砷酸铁聚集成大颗粒状迅速沉降。

最后进行液固分离，过滤除去净化渣，得到脱砷后硫酸铜溶液，砷含量为0.51mg/L，脱除率为99.58%，脱除效果显著，脱砷后液可结晶生产硫酸铜产品或电积铜；净化渣返回火法炼铜系统回收铜，并达到了无废渣排放的效果。

实施例6

如图1所示，将成分为：24.8%Cu；0.1%As；0.04%Fe的粗质CuSO

然后按摩尔比Na

再按摩尔比Fe(OH)

接着在每升溶液中加入2.5ml浓度为1.5‰的絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM），促进砷酸铁聚集成大颗粒状迅速沉降。

最后进行液固分离，过滤除去净化渣，得到脱砷后硫酸铜溶液，砷含量为0.45mg/L，脱除率为99.45%，脱除效果显著，脱砷后液可结晶生产硫酸铜产品或电积铜；净化渣返回火法炼铜系统回收铜，并达到了无废渣排放的效果。

以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。