[發明專利]一種從銻砷煙灰中分離出銻砷的工藝方法

在審

• 申請號: 201711425881.1
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN109957660A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 王文軍;劉敏;張天芳
• 申請（專利權）人: 株洲冶煉集團股份有限公司;王文軍
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B30/02;C22B30/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種從銻砷煙灰中分離出銻砷的工藝方法，具體過程為：將銻砷煙灰與一定濃度的堿溶液配料混合后置于耐堿耐壓反應釜中，通入一定壓力的氣體氧化劑，在一定溫度下反應；反應結束后，待料漿溫度冷卻至90℃以下時進行液固分離，液相返回至加壓堿浸過程；而后用熱水對濾餅進行多級逆流洗滌、過濾，得到富砷洗液和銻酸鹽濾餅；銻酸鹽濾餅可作為銻精礦用于銻氧粉的制備；蒸發富砷洗液后冷卻結晶，控制結晶終點溫度及結晶時間，液固分離后可獲得砷酸鹽晶體，結晶母液為含有少量砷的堿液，返回用于銻砷煙灰的浸出過程。本發明工藝簡單，銻、砷分離徹底，可避免焙燒工藝砷揮發和酸浸工藝砷化氫氣體產生的危害，環境友好。

技術領域

本發明屬于冶煉特種金屬銻、砷技術領域的一種方法。

背景技術

在一些火法冶煉過程中，常產生含有一定量銻和砷的煙灰(如銅鼓風爐煙灰等)，具有一定的回收價值。由于銻、砷及其氧化物極易揮發，一般采用揮發焙燒的方法回收銻和砷。例如采用反射爐還原揮發處理含銻、砷的銅鼓風爐煙灰或其他渣料，可獲得高銻、砷的煙灰，其中銻含量可達10％～40％(質量分數)，砷含量可達10％～60％(質量分數)，具有顯著的富集效果。但由于獲得的煙灰中銻、砷未能有效分離，不利于銻和砷資源的進一步利用。因此，實現銻砷煙灰中銻和砷的高效分離是亟需解決的技術問題。

據報道，針對這種高銻砷的煙灰，目前主要進一步采用火法和濕法的方法實現銻、砷分離。CN102233229A公開了一種火法分離的方法，該方法利用三氧化二砷和三氧化二銻揮發溫度的差異而實現分步揮發，具體為先在680℃下揮發三氧化二砷，而后升溫至850℃揮發三氧化二銻；然而，火法工藝能耗高，銻、砷分離不徹底，且存在含砷粉塵污染等問題。CN1312392公開了一種濕法分離的方法，該法采用Na2S和NaOH混合堿溶液同步浸出銻和砷，再用H2O2氧化處理硫浸液，獲得粗銻酸鈉沉淀和含砷酸鈉的氧化液；粗銻酸鈉沉淀用HCl酸洗后用NaOH中和獲得焦銻酸鈉，含砷酸鈉的氧化液通過加熱蒸發制得砷酸鈉；該法硫化劑、氧化劑等試劑消耗大，致使該法工藝經濟性欠佳。CN103757424A公開了一種選擇性浸出處理銻砷煙塵的工藝，即先將銻砷煙塵與硝酸鈉、堿混合，在400～680℃煅燒，煅燒后水浸過濾，得到偏銻酸鈉濾餅和砷酸鈉溶液，再將偏銻酸鈉濾餅和濃縮砷酸鈉溶液烘干，分別得到偏銻酸鈉和砷酸鈉產品；該法工藝流程簡單，易實現銻、砷分離，但由于焙燒過程操作工藝條件差，且銻、砷易揮發，極易造成二次污染。此外，還有采用酸法浸出的工藝，但由于酸浸過程中極易生成劇毒的砷化氫氣體，對操作過程要求極高，環境不友好。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種快速、高效、成本低、流程簡單、環境友好的高銻砷煙灰中銻、砷分離的方法，實現銻和砷資源的綜合回收。本發明通過對浸出體系進行調整，改變浸出體系的氣氛，使銻砷煙灰中的砷清潔轉化為高價態的水溶性砷酸鹽，銻轉化為溶解度很小的銻酸鹽，從而實現砷與銻的高效分離。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。銻砷煙灰中的銻和砷主要以三氧化二銻和三氧化二砷的形態存在。由于砷為兩性金屬，為避免劇毒砷化氫氣體的產生，采用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為砷的選擇性浸出劑。由于氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液本身不具有氧化性，需外加氧化劑以實現砷組分的氧化，其中氧氣的氧化電位較高、氧化性較強且不引人其它雜質，為優化的廉價氧化劑。因此，可采用堿介質加壓氧化技術浸出銻砷煙灰中的砷。銻在氧化性氣氛的堿性溶液中則轉化為溶解度很小的銻酸鹽進入渣相，由此可實現銻與砷的分離。采用一定濃度的NaOH或KOH溶液在通入一定氧壓的氧化劑條件下，將銻砷煙灰中的銻和砷分別轉化為不溶性銻酸鹽和可溶性砷酸鈉，利用二者溶解度的差異實現銻與砷的分離；基于砷在堿性介質中的溶解度特性，采用蒸發增濃與冷卻結晶技術制備獲得砷酸鹽晶體；分離砷后的堿介質可循環用于銻砷煙灰的浸出過程；分離砷后的銻酸鹽渣可作為銻礦原料用于銻氧粉的制備。該方法的操作過程包括：