[發(fā)明專利]一種電弧爐處理含砷物料的方法

無效

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• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN101921921A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王煒;董瀚;劉新陽;黃迎紅;溫宗漢;朱華明
• 申請（專利權(quán)）人: 云南錫業(yè)集團(控股)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C22B30/04
• 分類號: C22B30/04;C22B7/00
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含砷物料處理的方法，具體涉及一種用電弧爐處理含砷物料，綜合回收砷及有價金屬的方法。

背景技術(shù)

砷元素普遍存在于有色金屬礦體中，隨著礦物的開采、選礦、冶金以及各類金屬產(chǎn)品深加工過程的進行，砷主要以三氧化二砷、五氧化二砷、金屬砷、砷化合物等形態(tài)存在于煙塵、廢水、廢渣、廢氣以及產(chǎn)品中。我國有色金屬行業(yè)每年隨精礦帶入的砷量在20000噸以上，造成大量各種難以處理的既含有色金屬又含砷的物料的積存。砷具有毒性，特別是地下水中可溶性砷化合物有流動性，如此大量的含砷化合物長期堆存，不僅影響有色金屬工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，而且勢必對環(huán)境造成污染。

含砷物料作為一種有用的二次資源，可以從中提煉出各種含砷產(chǎn)品。針對含三氧化二砷(As₂O₃)物料的處理，通常有濕法和火法兩種工藝。濕法工藝是利用三氧化二砷在熱水中的溶解度較大，將砷物料中的三氧化二砷溶解于熱水中，經(jīng)過過濾，濾液濃縮、冷卻、結(jié)晶，產(chǎn)出結(jié)晶體三氧化二砷產(chǎn)品。火法處理工藝是利用三氧化二砷具有低沸點的特性，通過加熱使其揮發(fā)，經(jīng)冷凝、塵降，再通過布袋收塵器收塵，便可以得到白砷產(chǎn)品。濕法工藝所制備的三氧化二砷產(chǎn)品質(zhì)量好，但處理流程長，脫砷率較低，特別結(jié)晶母液易造成二次水污染，環(huán)保處理成本高。現(xiàn)有火法處理工藝，如反射爐揮發(fā)、平窯揮發(fā)、平爐揮發(fā)等，具有流程短、效率高的特點，只要控制好揮發(fā)的溫度范圍，很容易實現(xiàn)三氧化二砷的揮發(fā)，但需要采用回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備進一步回收揮發(fā)殘留物中的有價金屬，勞動強度大，勞動環(huán)境差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用電弧爐處理含砷物料，綜合回收砷及其他有價金屬的方法，該方法采用一座爐子即可實現(xiàn)三氧化二砷的揮發(fā)和其他有價金屬的還原熔煉，減少了多次進出料的操作，設(shè)備少，流程短，處理量大，綜合回收好，成本低，操作簡單，作業(yè)環(huán)境好。

實現(xiàn)本發(fā)明上述的目所采取的技術(shù)方案為：將含砷物料加入電弧爐熔煉揮發(fā)，爐頂溫度為500～900℃，熔池溫度1000～1500℃，爐壓力-50～5Pa；加入的還原劑為焦粉，占含砷物料重量的0.5～6％，粒度0.1～5.0mm；加入的添加劑為石英砂和/或氧化鈣，占含砷物料重量的0.5～5％，粒度1.0～40mm；揮發(fā)出的三氧化二砷蒸氣分別制備三氧化砷和金屬砷。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案還包括：

(1)揮發(fā)出的三氧化二砷蒸氣制取三氧化二砷時，將其通入5～30Nm³/h流量的空氣，經(jīng)過在500～80℃下多級沉降和布袋收塵得到三氧化二砷；(2)揮發(fā)出的三氧化二砷蒸氣制取金屬砷時，將其直接進入炭熱還原室，炭熱還原溫度為600～850℃，冷凝溫度350℃～常溫，經(jīng)還原的金屬砷蒸氣進行冷凝、收集得到金屬砷。

本發(fā)明的含砷物料是通過以下兩種方式之一加入電弧爐，(1)爐頂或爐側(cè)加料口，(2)電極中空孔；所采用的電弧爐為交流電弧爐或直流電弧爐；所述的含砷物料為有色冶煉過程中產(chǎn)出的砷灰、砷渣、含砷鉛泥物料，其中以含三氧化二砷的物料為主。

當(dāng)電弧爐熔煉揮發(fā)后殘渣含砷＜3％時，再加入0.5～3％碳還原劑和0.5～5％的石英砂、氧化鈣進行還原熔煉，進一步揮發(fā)殘渣中的三氧化二砷和回收其中的有價金屬。

本發(fā)明有下列優(yōu)點與效果：

1.由于基本采用負(fù)壓操作，在處理各種形式(如煙塵、粉狀物料)的含三氧化二砷(As2O3)物料時(如有色冶煉過程中產(chǎn)出的砷灰、砷渣、含砷鉛泥，含錫砷煙塵、含鉛砷煙塵、含鋅砷煙塵等)，環(huán)境界面好。

2.采用本方法三氧化二砷揮發(fā)率高，砷產(chǎn)品直收率高、品質(zhì)好。其中，三氧化二砷含量95％以上的直收率＞90％，三氧化二砷含量99％以上的比例＞70％。同時，可綜合回收物料中所含的鐵、錫、鉛、鋅、銅、鎳等有價金屬，最終拋渣含砷低(＜1％)。

3.本發(fā)明方法采用一座電弧爐即可實現(xiàn)物料中三氧化二砷的揮發(fā)和有價金屬的還原熔煉，設(shè)備適應(yīng)性強，流程短、操作簡單，噪聲污染小、煙氣量小，煙氣處理設(shè)施簡單，占地面積小，投資省，采用本發(fā)明工藝能產(chǎn)生較好的社會和經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原則工藝流程圖。

具體實施例

實施例1