几个典型铜企业的脱砷处理工艺

    一、埃尔印第欧铜矿的砷回收     1981～2003年，智利埃尔印第欧（El Indio）铜矿一直采用焙烧法回收三氧化二砷（As₂O₃），从而使铜精矿更适合作铜冶炼厂的熔炼物料。该矿山的脱砷处理流程，见图1。 图1  埃尔印第欧（El Indio）矿的砷处理工艺     3台焙烧炉均是由14个炉膛直径为6.5m的Nicols Herreshoff装置构成。每台焙烧炉都通过称量皮带和焙烧炉顶部的双密封闸板装置加料，加料速度为6.5～7t/h。在上部的6个炉膛中，喷入空气，以形成弱氧化气氛，从而在砷和硫之间产生放热反应。焙烧炉内温度分布维持在630℃～720℃之间。在下部炉膛（7至14）中，气氛保持为强还原状态，产生烟化的As₂S₃和Sb₂S₃以及元素硫。焙砂通过格栅排走，在水套螺旋运输机中冷却，经润湿处理并贮存在密封仓中，再用卡车运至当地铜冶炼厂或通过港口输往其他铜冶炼厂。     砷、锑的焙烧提取率大约为95%和45%，还有大约42%的硫含量被留在焙砂中。具体数据，见表1。 表1  埃尔印第欧（EI Indio）焙烧炉的As、Sb和S的提取率（%）

元素	物料	焙烧	提取率
As	7.2	0.48	94.5
Sb	0.54	0.36	44.5
S	34.4	24.9	42.4

                                             烟气通过旋风收尘器回收，然后再抽入燃烧室。在燃烧室中加入空气，以便在750℃时将硫化砷、硫化锑和元素硫转化成氧化物。这些烟气在换热器中冷却至大约350℃。烟尘中的As₂O₃和Sb₂O₃则通过静电收尘器脱除。捕集的烟尘用静电收尘器底部的机械运至物料贮仓中，然后喷水润湿后用卡车输往市场。静电收尘器中排出的烟气进一步冷却至120℃，再用布袋收尘器回收烟气中升华的三氧化二砷，然后包装出售给美国的化工厂。过滤后的无害烟气通过距离工厂大约100m的烟囱排入大气中。     1997年，该矿山安装了一台湿式洗涤器，进一步脱除烟气中的微量As₂O₃及颗粒物质。研究表明，当布袋收尘器充分发挥效率（为80%至96%）时，砷的回收率可从95%增加至98%左右。     二、埃尔特尼恩特处理厂的砷处理工艺     该厂处理Caletones铜冶炼厂通过静电收尘器收集的冶炼烟尘。该烟尘的化学成分，见表2。 表2  埃尔特尼恩特厂获得的烟尘化学成份

CuT	Cu insol	AsT	FeT	BiT	As（m）	As（v）	Fe3＋	Mo	Sb
24.0	13.0	6.8	3.8	0.55	6.5	0.3	3.4	0.9	1.5

                                               获得烟尘物料后先用埃尔特尼恩特（El Teniente）厂富含H₂SO₄的溶液制成浆，再用专用卡车输送至埃尔特尼恩特厂的专用生产线进行处理。具体的处理工艺分为三个阶段：     （一）酸浸：在这一阶段、烟尘泥浆在室温下用硫酸浸出15分钟，提取铜和砷。浸出溶液转入砷的沉积处理阶段。     （二）浸出回收铋：第一阶段的固体物质用含NaCl（150g/L）的H₂SO₄溶液（40g/L）浸出60分钟，液固比为1.5∶1。然后，浸出泥浆送至浓密机，从溢流液中回收铋、铜、砷和其它金属。固体物质在另一台浓密机上用硫酸和SX工厂的溶液洗涤，然后再循环至冶炼厂。如果经济条件允许，铋可以从溶液中回收。如果经济条件不允许，就将铋混合在第一次溶液中，再作进一步的处理。     （三）砷沉积：没有回收铋时，向两台浓密机分离出的溢流液中加入H₂O₂（12L/m³）、将As（＋3）氧化成As（＋5），再加入NaOH将pH值调节至3，然后加入硫酸铁将砷沉积成砷酸铁。处理后的溢流液再送至溶剂萃取厂提取铜。含有砷酸铁和铋的固体物质则作为废渣填埋。     此外，硫酸厂产出的含砷排放物则在排放物处理厂处理。将溶液进行中和，砷以亚砷酸钙和砷酸钙的形式沉淀，经焙烧产出稳定产品Ca₃（AsO₄）₂。     三、丘基卡马塔冶炼厂处理含砷烟尘的工艺     丘基卡马塔（Chuquicamata）冶炼厂也在湿法冶炼车间处理来自铜冶炼厂的烟尘，通过浸出工艺回收铜及残留物中的砷。砷在现场以砷酸铁的形式沉淀，见图2。 图2  丘基卡马塔冶炼厂脱除含砷烟尘的工艺     此外，丘基卡马塔冶炼厂还将生产硫酸产生的排放物pH值中和至12，使砷以亚砷酸钙CaAsO₂（OH）的形式沉淀。然后将泥浆输送至浓密机，经处理pH值为12的干净水溢流返回工业水系统，固体物质经过滤压制获得滤饼（50，000m³/a）。滤饼含3%～6%的砷及30%～45%H₂O，然后用专用卡车运至渣场填埋、智利Paipote、Chagres和Altonorte冶炼厂炼铜脱砷使用的也是这一工艺。     四、波特雷里约斯冶炼厂的脱砷工艺     波特雷里约斯（Potrerillos）冶炼厂所属硫酸厂的排放物（30m³/h）含有26g/L H＋和10g/L的砷。处理时先用石灰浆将其pH值中和至11，砷以亚砷酸钙和砷酸钙的形式沉淀。泥浆增厚，底流过滤，含水份40%的滤饼（4t/h）送去作进一步处理。将含砷100ppm的溢流pH值进一步中和至8，砷作为砷酸铁沉淀。具体的工艺流程，见图3。 图3  波特雷里约斯（Potrerillos）厂的脱砷工艺     然后，将泥浆送至另一台浓密机，底流过滤，溢流通过一台砂滤机，以获得含砷小于1mg/L的排放物。