从铜阳极泥中回收砷的技术研究

梁秀秀，文 婷

（江西铜业股份有限公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

铜阳极泥是铜电解精炼工艺的主要产物之一，富集金、银等贵金属，同时铜、砷、锑、铋等杂质元素含量较高[4］。如何将铜阳极泥中的杂质金属变废为宝，越来越受行业关注。

目前，铜阳极泥脱砷工艺技术分为火法工艺、湿法工艺和火法-湿法联合工艺[2-3］。火法工艺主要采用焙烧法、真空法脱砷，湿法工艺根据浸出介质不同分为水浸、酸浸、碱浸。火法工艺的显著缺点是脱砷率低、环境污染大、现场作业环境差[1］，湿法工艺的显著缺点是试剂消耗量大、产生废液多、流程较长。火法-湿法联合工艺具有原料适应性强、脱砷率高、作业环境较友好等优点，缺点是试剂消耗量大、生产成本较高[5-6］。

2 铜阳极泥中砷浸出方法概述

选定铜阳极泥中砷的浸出方式前，需要确定阳极泥中砷的存在形态及相关性质，有针对性地制定分离浸出方案。

砷主要以三价的BiAsO4和SbAsO4以及少量五价的BiAsO5和SbAsO5赋存在阳极泥中。在碱性条件下，铜阳极泥中的难溶砷酸盐转化为易溶解的砷酸钠盐[7］，主要反应如下：

3 砷浸出试验研究

3.1 浸出试验

水浸条件下，碱浸渣中的砷酸钠盐被水解，反应如下：

铜阳极泥的主要成分见表1。

表1 铜阳极泥主要化学成分 %

取300g铜阳极泥加入一定量的氢氧化钠溶液中，逐步升温，待达到预设温度反应一定时间后过滤，滤液与洗水混合定容后测定其砷含量，计算砷浸出率。

砷浸出率公式如下：

As%=滤液中砷的量/阳极泥中砷的量。

3.2 试验结果及讨论

3.2.1 氢氧化钠浓度对砷浸出率的影响

在反应温度85℃、液固比6∶1、反应时间4h的条件下，砷浸出率在不同氢氧化钠浓度条件下的试验结果如图1所示。

根据图1可知：在氢氧化钠浓度小于60g/L时，砷浸出率与氢氧化钠浓度成正比；当浓度达到60g/L后，阳极泥砷的浸出率不再随氢氧化钠浓度的提升而增长。综合考虑，选择氢氧化钠最佳浓度为60g/L。

图1 不同氢氧化钠浓度下砷的浸出率

3.2.2 液固质量比对砷浸出率的影响

在反应温度85℃、氢氧化钠浓度60g/L、反应时间4h的条件下，砷浸出率在不同液固比条件下的试验结果如图2所示。

根据图2可知：液固比由3∶1增至6∶1时，砷浸出率显著上升；液固比超过6∶1后，砷浸出率不再明显变化。综合考虑，选择最佳液固比为6∶1。

图2 不同液固比条件下砷的浸出率

3.2.3 温度对砷浸出率的影响

在氢氧化钠浓度60g/L、液固质量比6∶1、反应时间4h的条件下，砷浸出率在不同反应温度下的试验结果如图3所示。

根据图3可知：反应温度小于85℃时，砷浸出率随着温度上升急剧提高；当温度超过85℃后，温度变化对砷浸出率的影响并不大。综合能耗考虑，选择最佳反应温度为85℃。

图3 不同反应温度下砷的浸出率

3.2.4 反应时间对砷浸出率的影响

在氢氧化钠浓度60g/L、液固比6∶1、反应温度85℃的条件下，不同反应时间下砷的浸出率如图4所示。

根据图4可知：当反应时间超过4h后，浸出反应基本停滞，砷浸出率不再上升。综合考虑，选择最佳反应时间为4h。

图4 不同反应时间下砷的浸出率

4 结论

采用氢氧化钠溶液碱浸法从铜阳极泥中回收砷是可行的。在氢氧化钠浓度60g/L、液固比6∶1、温度85℃、反应时间4h的条件下，砷的脱除率达到了98.81%。