[發明專利]一種從含砷煙塵綜合回收有價金屬及分步結晶法合成固砷礦物的方法

有效

• 申請號: 201611190325.6
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106834706B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 劉智勇;劉志宏;李啟厚;周亞明;李玉虎;張建鑫;李思唯
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B13/00;C22B30/02;C22B30/04;C22B30/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

本發明涉及一種從含砷煙塵綜合回收有價金屬及分步結晶法合成固砷礦物的方法，包括以下步驟：常壓水浸；浸出液催化氧化；氧化后液固砷；浸出渣洗滌；洗渣回收有價金屬。本發明提供方法通過常壓水浸出，浸出液中三價砷經催化氧化為五價砷，氧化后液采用分布結晶法合成穩定的固砷礦物，浸出渣洗滌，洗滌渣還原熔煉、氧化吹煉等工序，最大化回收利用各有價元素。此方法將砷從煙塵中脫除，而使銻、鉛、鉍等盡可能留在脫砷渣中，實現砷與其他元素的深度分離，獲得高穩定性固砷礦物，實現含砷煙塵的資源化和無害化。本發明資源綜合利用率高，原料適應范圍廣，解決了傳統工藝提取過程中污染問題。特別是鉛鋅冶煉過程中產生的煙灰，本方法優勢更加明顯。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種從含砷煙塵綜合回收有價金屬及砷無害化處置的方法。

背景技術

在自然界中，砷通常以毒砂(FeAsS)、砷磁黃鐵礦(FeAsS₂)、砷鐵礦(FeAs₂)、硫砷銅礦(Cu₃AsS₃)、雄黃(As₂S₃)、雌黃(As₂S₃)等礦物，富集于銅、鉛、鋅、鎳、鈷、金和銀等有色金屬礦石中；在有色冶金過程中，產出許多高砷固體物料，如焙燒與熔煉煙塵。這些物料含砷高達5～50％，還含有大量的有價金屬，直接返回冶煉流程，導致砷在系統中的循環累積，因此，通常應單獨處理脫砷。砷屬劇毒、致癌元素，其應用逐步萎縮，面對日趨嚴格的環保標準，如何處理各種高砷物料，已成為威脅有色冶金產業生存的重大問題。

目前處理含砷煙塵的方法主要是兩類，一是火法分離，二是濕法分離。火法生產中，主要是利用砷的氧化物與其他元素氧化物沸點的不同，使砷與其他元素分離。CN103602835A公布了一種置換還原法獲得粗砷和粗銻，CN103602834A公布了一種選擇性氧化-還原獲得純度不高的As₂O₃和粗銻，CN104294053A公布了一種含砷煙塵還原揮發砷的方法，獲得三氧化二砷純度達到97.0％以上。但是如果煙塵中含有與砷元素性質接近的金屬(如銻)，則獲得的三氧化二砷純度不高。濕法生產中主要有水浸、酸浸、堿浸三種工藝，但是均只能獲得純度不高的三氧化二砷、砷酸鈉等產品，且對有價金屬粉回收未做進一步研究。CN105567983A公布了一種銅冶煉煙塵水浸-堿浸的處理工藝，使砷與金屬分離，制備的砷產品無銷路，浸出渣中含砷仍較高。CN104357668A公布了一種用污酸浸出煙塵，電積脫砷，酸浸和電積過程容易產生砷化氫。CN105648226A和CN105648227A公布了一種氧壓堿浸實現砷銻分離的方法，砷銻分離的比較徹底，但是在工藝中獲得的砷酸鈉未處理，碲、銻等有價金屬未回收。

從煙塵中脫砷、提取有價金屬的研究論文和相關專利報道很多，但存在有價元素綜合回收率低，砷產品市場有限，存在潛在的安全隱患。因此，現有技術還有待改進和發展。

發明內容

為了解決含砷煙塵脫砷及含綜合回收有價金屬的難題，本發明提出一種含砷煙塵脫砷及有價元素綜合回收利用的方法。本發明具有環保、經濟、節能、資源利用率高的優點，實現了砷的無害化。

本發明的方案是通過常壓水浸，脫除煙塵中可溶砷，且通過催化氧化的方式將浸出液中的三價砷氧化為五價砷，再合成高穩定性固砷礦物，浸出渣經流態化洗滌、還原熔煉、氧化吹煉等工序，最大化回收利用各有價元素。此方法將砷從煙塵中脫除并固化，而使銻、鉛、鉍等盡可能留在脫砷渣中，實現砷與有價金屬的分離并無害化。本發明資源綜合利用率高，原料適應范圍廣，解決了傳統工藝提取過程中污染問題，特別是鉛鋅冶煉過程中產生的煙塵，本方法的優勢更加明顯。

具體而言，本發明提供的方法包括如下步驟：