[發明專利]一種含砷煙塵綜合處理及調控生長法合成固砷礦物的方法

有效

• 申請號: 201611193913.5
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106834720B
• 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;劉文德;柯平超
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B13/00;C22B13/06;C22B30/02;C22B30/04;C22B3/46
• 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

本發明屬于冶金技術領域，尤其涉及一種含砷煙塵綜合處理及調控生長法合成固砷礦物的方法，該方法依次包括氧壓水浸、浸出液固砷、浸出渣洗滌和洗渣回收有價金屬四個步驟，該方法通過氧壓水浸，脫除煙塵中可溶砷，浸出液中的砷經調控生長法合成高穩定性固砷礦物，然后采用堆存的方式固化固砷礦物。浸出渣經洗滌、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合成穩定的固砷礦物，而使銻、鉛、鉍等盡可能留在浸出渣中，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產生的煙塵，本方法的優勢更加明顯。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種含砷煙塵綜合處理及調控生長法合成固砷礦物的方法。

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)等礦物形式存在，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％，同時，物料中還含有大量的有價金屬，如果直接返回冶煉流程，會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。中國專利CN103602835A公布了一種置換還原法獲得粗砷和粗銻的方法，中國專利CN103602834A公布了一種選擇性氧化-還原獲得純度不高的As2O3和粗銻的方法，中國專利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。中國專利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，但是砷與其他元素分離的不徹底，浸出渣中含砷仍較高。中國專利CN104357668A公布了一種用污酸浸出煙塵的方法，電積脫砷，酸浸和電積過程容易產生砷化氫。中國專利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無市場，碲、銻等有價金屬未回收。

綜上所述，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，但現有技術仍存在著有價金屬綜合回收率低，砷產品市場有限，存在潛在的安全隱患的問題。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綜合回收有價金屬的難題，本發明提出一種從含砷煙塵中回收有價金屬及砷無害化處置的方法。該方法具有環保、經濟、節能、資源利用率高的優點，實現了砷的無害化處理，具體采用如下技術方案：

一種含砷煙塵綜合處理及調控生長法合成固砷礦物的方法，包括下述步驟：

(1)氧壓水浸：取含砷煙塵于反應釜中，向其中加入水，向反應釜中通入氧化性氣體，于120～300℃，0.1～3.5Mpa下進行氧壓浸出，氧壓浸出結束后，經液固分離，得到含砷浸出液和浸出渣；

(2)浸出液固砷：調節步驟(1)所得浸出液的pH值至1.5～3，升溫至75～90℃，以連續加料的方式加入亞鐵鹽作為沉砷劑，持續通入氧化性氣體將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，同時加入中和劑調控反應在pH值1.5～3條件下進行，使Fe³⁺與AsO₄^3-反應生成高穩定性的固砷礦物；