擴散滲析法在脫砷母液中的應用

祝志兵，鄒志武（江西銅業(yè)集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

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擴散滲析法在脫砷母液中的應用

祝志兵，鄒志武
（江西銅業(yè)集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

摘 要：采用擴散滲析對脫砷母液進行預處理，控制脫砷母液流量為220L/h，水流量與脫砷母液流量比為1.1時，脫砷母液中酸與有價金屬銅、鎳可有效分離，生產(chǎn)工藝簡單且成本低廉。試驗表明：脫砷母液酸回收率77.92%，銅、鎳截留率98%以上，為后續(xù)銅、鎳回收降低大量成本。

關鍵詞：擴散滲析；脫砷母液；酸；分離；回收；成本

1 引言

貴冶新材料車間硫酸銅生產(chǎn)過程中，母液Ni2+、AsO43-雜質含量逐漸富集，為確保硫酸銅產(chǎn)品質量，需定期對硫酸銅結晶母液開路處理。脫砷母液即為硫酸銅結晶母液經(jīng)脫砷后得到的一種廢液。

由于脫砷母液酸的濃度很高，且銅、鎳的含量也較高，酸含量130～150g/L左右，銅含量35g/L左右，鎳含量25g/L左右。貴冶新材料車間采取“脫砷母液—低酸沉銅—中和沉鎳”處理工藝，回收其中的銅、鎳有價金屬，工藝主要缺陷有：

（1）每天約處理40m3脫砷母液，脫砷母液含酸較高，這部分酸得不到很好利用，造成資源浪費；

（2）沉銅、沉鎳過程每年需消耗大量液堿，導致生產(chǎn)成本高；

（3）沉銅過程產(chǎn)生大量硫酸鈉，增加固液分離的難度。

通過采用擴散滲析法［1］處理脫砷母液進行研究，試驗表明，采用擴散滲析法對脫砷母液進行預處理，可有效避免原工藝缺陷，達到低成本、高效率回收脫砷母液中酸及有價金屬的目的。

2 試驗原料

脫砷母液典型成分見表1。

表1　脫砷母液化學成分

3 原理及工藝流程

在原工藝低酸沉銅過程前，考慮增加酸與其他金屬離子Ni2+、Cu2+分離預處理工藝［2-4］，有效避免原工藝缺陷。擴散滲析過程以兩側溶液濃度差為推動力，創(chuàng)造一個外部條件只允許H+和陰離子向水室遷移（利用離子交換膜［5-6］的選擇透過性作用）以截留金屬陽離子，使金屬陽離子與 H+和陰離子［7-8］分開，即可使 Ni2+、Cu2+和H+、AsO43-達到有效的分離。見圖1。

圖1　脫砷母液處理流程

4 數(shù)據(jù)分析

采用擴散滲析法對脫砷母液預處理過程中，影響酸回收率的主要因素為脫砷母液流量、水流量與脫砷母液流量之比。由于設備額定處理能力為220L/h，因此，試驗過程中固定脫砷母液流量為220L/h，通過改變水流量大小，考察酸回收率和銅、鎳離子截留率的變化。

控制脫砷母液流量為220L/h條件下，考察水流量與脫砷母液流量比分別為0.9、1.0、1.1、1.2、1.3條件下對酸回收率和銅、鎳離子截留率的影響，試驗結果見表2至表6：

表2　水流量與脫砷母液流量比為0.9時銅、鎳、酸分布情況

表5　水流量與脫砷母液流量比為1.2時銅、鎳、酸分布情況

表6　水流量與脫砷母液流量比為1.3時銅、鎳、酸分布情況

從表2至表6可以看出，Ni2+、Cu2+截留率隨水流量的增大變化不明顯，均在98%以上,酸回收率隨著水流量的增大也逐漸增大，但水流量與脫砷母液流量比為1.1后回收率增幅較小，考慮到實際生產(chǎn)中液體膨脹，故選用比值1.1為佳。

5 結語

（1）控制脫砷母液流量為220L/h，脫砷母液流量與水流量比為1.1時，酸回收率77.92%，銅、鎳截留率98%以上，回收的酸濃度達

97.80g/L，可應用于其它生產(chǎn)線，資源得到回收利用；

（2）一臺擴散滲析裝置約處理5m3/天（24h）脫砷母液，回收酸量584.40kg，低酸沉銅工序可節(jié)約堿量477.06kg，每年可節(jié)約成本40.05萬元，生產(chǎn)成本大幅降低；

（3）減少了沉銅過程硫酸鈉的產(chǎn)生量，方便后續(xù)固液分離；

（4）擴散滲析法處理脫砷母液工藝流程短、成本低、效果好，該工藝為處理含銅、鎳等高酸溶液類似廢液探索了一條新途徑。

參考文獻：

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Application of Diffusion Dialysis in DearsenizationMother Liquor

ZHU Zhi- bing，ZOU Zhi- wu
（Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

Abstract:The dearsenization mother liquor was pretreated by diffusion dialysis. Thedearsenization mother liquor flow is 220L/ h, the proportion of water flow and dearsenization mother liquor flow is 1:1, and the acid, copper, and nickel can be effectively separated in dearsenization mother liquor with the simple production process and low cost. The experiment shows that arsenic acid recovery rate of dearsenization mother liquor is 77.92%, the interception rate ofcopper and nickel is more than 98%, reducing the cost of copper and nickel subsequent recovery a lot.

Keywords:application of diffusion；dearsenization mother liquor；acid；separate；recovery；cost

作者簡介：祝志兵（1979-），男，江西金溪人，工程師，主要從事科研管理工作。E-mail: zzbdcl@163.com

收稿日期：2015-08-27

中圖分類號：TQ028

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3842（2016）01-0066-02