[發(fā)明專利]一種從含砷尾礦砂中快速脫砷的綠色冶煉方法

有效

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• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103230660A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷恒毅;白濤;李淑萍;劉章
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: A62D3/178
• 分類號: A62D3/178;A62D101/43
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種尾礦砂快速脫砷綠色冶煉方法，是無二次污染低耗高效的環(huán)境友好新型處理尾礦砂的微波脫砷方法。屬于固體廢棄物解毒技術(shù)領(lǐng)域，是涉及工業(yè)固體廢棄物除砷的一種新技術(shù)。

背景技術(shù)

砷俗稱為類金屬，毒性極強(qiáng)，且具有致癌作用。它可通過自然作用和人為活動進(jìn)入環(huán)境。全球每年由于人類活動排入環(huán)境中的砷約為120萬噸，自然作用釋放到環(huán)境中的砷約為2.2萬噸，我國采砷量至少高達(dá)139萬噸以上，其中廣西、云南、湖南采砷量最大。在礦業(yè)砷的采冶過程中，70％的砷棄留于尾礦中。礦業(yè)活動釋放的砷已通過土壤及食物鏈途徑威脅到人體健康，尤其是在礦業(yè)活動密集的西南地區(qū)問題更加突出。我國有267余萬人遭受飲水型和燃煤型高砷的影響，是地方性砷中毒危害最嚴(yán)重的國家之一。對含砷廢水和廢渣的治理技術(shù)已成為全球研究的熱點(diǎn)。含砷廢渣的處理目前從“固砷”逐漸向砷的開發(fā)利用轉(zhuǎn)變火法流程處理干燥狀態(tài)的三氧化二砷，難于確保良好的作業(yè)環(huán)境。該法提砷成本較低，處理量大，但如果生產(chǎn)過程控制不好極易造成環(huán)境的二次污染，目前逐漸被火法濕法聯(lián)用技術(shù)取代，該法既能提高砷的回收率，又能降低成本，減少二次污染。濕法回收砷及其他有價金屬是目前研究的熱點(diǎn)，濕法回收不產(chǎn)生粉塵，能滿足環(huán)保要求，具有低能耗、少污染、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但流程較為復(fù)雜，處理成本相對較高。在充分利用砷資源的同時，應(yīng)開發(fā)含砷廢棄物的生物冶金、膜分離技術(shù)和機(jī)械活化浸出等新技術(shù)的開發(fā)研究，實(shí)現(xiàn)砷資源的綜合利用，為砷污染的治理開辟新的途徑。

尾礦砂中的砷都以硫砷化物形式存在，砷的毒性不僅造成尾礦砂對環(huán)境的污染，更是目前影響尾礦砂資源化的瓶頸難題。微波對含鐵、硫、水、硫砷化物物質(zhì)等具有選擇性吸收作用，利用微波這種吸收特性對含砷尾礦砂進(jìn)行快速又無二次污染的收集，使尾礦砂解毒后能進(jìn)行各種火法或濕法冶煉，解決了含砷礦物無害化資源化的關(guān)鍵難題，為含砷礦物的提供了一種綠色快速脫砷新方法，將對含砷礦產(chǎn)資源的無環(huán)境污染高效開發(fā)利用起到巨大推動作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有固體廢棄物含砷毒污染處理技術(shù)的不足，提供一種無二次污染低耗高效的環(huán)境友好新型處理含砷尾礦砂砷的方法。該方法不僅低耗高效的快速去除尾礦砂中有害砷化物，砷化物被收集成有用砷化物，而且使用該方法不產(chǎn)生二次污染，該方法使尾礦砂類固體廢棄物成為有利用價值的材料，它提供了一種含固體廢棄物污染治理的新方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明將尾礦砂放入耐高溫非金屬容器內(nèi)，將容器置于微波爐腔中，在容器與容器蓋之間用密封環(huán)將密封后，合上微波發(fā)生器，開啟氣泵系統(tǒng)，在開啟冷凝系統(tǒng)使常溫水或風(fēng)進(jìn)入冷凝系統(tǒng)中，開啟微波發(fā)生器使微波對尾礦砂進(jìn)行≥0.1w/cm²的輻射，隨著尾礦砂被加熱，系統(tǒng)溫度不斷上升，當(dāng)溫度計讀數(shù)在360±130℃范圍出現(xiàn)穩(wěn)定值后再次升溫時，尾礦砂中砷及砷化物已基本升華完成，此時關(guān)閉微波發(fā)生器，至系統(tǒng)溫度計讀數(shù)降至90℃以下時，再關(guān)閉冷凝系統(tǒng)和氣泵系統(tǒng)，打開冷凝系統(tǒng)下方卸料蓋，清除收集砷或砷化物。

本方法對現(xiàn)有的尾礦砂除砷進(jìn)行顯著的改進(jìn)，相比現(xiàn)有的高溫燃料加熱式尾礦砂除砷方法或強(qiáng)酸強(qiáng)堿加熱加壓等濕法除砷方法，本方法除砷時間大幅縮短幾十至幾百倍、沒有砷等二次污染物產(chǎn)生、脫出的砷化物被收集后成為有用的產(chǎn)品，殘留的尾礦砂被脫砷毒后成為無砷污染的可利用的材料，有效的將含砷固體廢棄物變廢為寶。

本發(fā)明根據(jù)微波作用原理，并綜合考慮現(xiàn)行含砷尾礦砂的綜合特點(diǎn)，研發(fā)出一種從含砷尾礦砂中的綠色快速脫砷方法，實(shí)現(xiàn)對含砷尾礦砂的無害化資源化作業(yè)，有效的解決了當(dāng)前含砷尾礦砂瓶頸難題。

本發(fā)明：一種從含砷尾礦砂中快速脫砷的綠色冶煉方法具有以下特征

1、所述處理系統(tǒng)是由≤100目的含砷尾礦砂、微波發(fā)生器、密封耐高溫非金屬容器、導(dǎo)流系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、回收系統(tǒng)構(gòu)成。所述方法是將含有吸波劑的尾礦砂放入耐高溫非金屬容器，置于微波爐腔中，開啟回收系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)和微波發(fā)生器、當(dāng)尾礦砂溫度在360±130℃范圍出現(xiàn)一段穩(wěn)定值后再次升溫時，關(guān)閉微波發(fā)生器，至溫度降至90℃以下，關(guān)閉冷凝系統(tǒng)和回收系統(tǒng)，收集砷或砷化物。