[發(fā)明專利]一種砷堿渣還原熔煉處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711471870.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108220626B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉維;梁超;覃文慶;焦芬;李文華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南銳異資環(huán)科技有限公司
• 主分類號: C22B30/02
• 分類號: C22B30/02;C22B30/04;C22B7/00;C01D7/00
• 代理公司: 43114 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 張偉;魏娟

本發(fā)明公開了一種砷堿渣還原熔煉處理方法，該方法將砷堿渣與碳質(zhì)還原劑混合后還原熔煉得到砷蒸汽、粗銻和還原渣，砷蒸汽冷凝后得到金屬砷產(chǎn)品；還原渣的主要成分為Na₂CO₃，可以直接作為脫砷劑返回銻精煉脫砷工序，也可以通過水浸—濃縮—結(jié)晶工藝得到Na₂CO₃晶體。該方法通過一步還原制得金屬砷和粗銻，同時再生Na₂CO₃，較現(xiàn)有工藝簡化了流程，降低了生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了砷的減量化、無害化和資源化，解決了環(huán)保難題，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，適合工業(yè)推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種砷堿渣綜合回收的方法，具體涉及一種砷堿渣還原熔煉制備金屬砷產(chǎn)品和粗銻的方法，屬于有色金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前銻冶煉生產(chǎn)過程95％采用火法冶煉工藝。火法煉銻過程除雜質(zhì)砷產(chǎn)出砷堿渣，其主要成分是砷、銻和堿，處理砷堿渣的目的是回收有價金屬銻、消除砷堿渣潛的環(huán)境污染隱患。

砷堿渣是一種難處理的危險廢物，現(xiàn)有處理方法主要分為火法和濕法工藝。火法處理砷堿渣的基本工藝流程是：“砷堿渣鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉——反射爐還原熔煉精煉”，是將銻冶煉砷堿渣投入銻鼓風(fēng)爐進(jìn)行揮發(fā)熔煉，同時配入足夠的熔劑和焦炭，砷堿渣中的砷、銻一同被氧化，以氧化物的形式進(jìn)入高溫?zé)煔猓瑹煔饫鋮s后，一起被回收得到高砷粗三氧化二銻；高砷粗三氧化二銻在反射爐內(nèi)加入還原劑后被還原，進(jìn)入粗銻，得高砷粗銻，然后再反射爐內(nèi)加入純堿或片堿鼓風(fēng)反復(fù)精煉，得到合格的銻錠。火法處理砷堿渣的優(yōu)勢是處理能力大，生產(chǎn)效率高，可以利用銻冶煉系統(tǒng)的設(shè)備，投資省。火法處理工藝同時存在明顯的缺點：原料、產(chǎn)品含砷高，操作環(huán)境差，有礙員工身體健康；高砷粗銻反復(fù)精煉，精煉是產(chǎn)生的返回品含砷更高，形成砷的惡性循環(huán)；環(huán)境風(fēng)險很大，要求有完善的、密閉的冷卻收塵系統(tǒng)。

砷堿渣濕法處理工藝方法較多，主要有：①鈣渣法。砷堿渣首先濕式破碎，再加水?dāng)嚢杞觯渲兴纳樗徕c和碳酸鈉等可溶性成分進(jìn)入溶液，而銻鹽及金屬銻等不溶性成分則留在浸出渣中，經(jīng)過澄清后，浸出渣烘干后送鼓風(fēng)爐處理；浸出液加消石灰苛化，得砷酸鈣沉淀和燒堿溶液，砷的沉淀率達(dá)98％以上。鈣渣中的砷在水溶液中仍然有13～126mg/L的溶解，在酸性環(huán)境下溶解度更大，依然是有毒危險固廢，不能丟棄，燒堿溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮后得到液堿或片堿，含砷高達(dá)3％左右，作為粗銻精煉脫砷劑效果很不理想，造成砷在冶煉系統(tǒng)的循環(huán)。②砷酸鈉混合鹽法。砷酸鈉混合鹽法是用水浸出砷堿渣分離出銻后，將溶液完全蒸發(fā)濃干，使溶于水的成分全部結(jié)晶析出，經(jīng)干燥物理水，產(chǎn)出砷酸鈉混合鹽。該工藝所得砷酸鈉混合鹽含有砷酸鈉、碳酸鈉、硫酸鈉和少量銻，可以作為玻璃澄清劑，但并未實現(xiàn)砷堿分離。③CO₂分離砷堿工藝。采用熱水浸出砷堿渣，實現(xiàn)碳酸鈉、砷酸鈉、硫酸鈉、硫代銻酸鈉等可溶性鈉鹽與銻酸鈉、亞銻酸鈉和金屬銻及其他二氧化硅等脈石礦物的分離。在氧化脫銻劑A的作用下，浸出液中的硫代銻酸鈉將轉(zhuǎn)化為銻酸鈉而得到回收。在二氧化碳?xì)怏w的作用下碳酸鈉將轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉。由于碳酸氫鈉的溶解度遠(yuǎn)小于碳酸鈉，因此，可以從脫銻后液中回收碳酸氫鈉。將碳酸氫鈉返溶，控制溫度在95℃以上，碳酸氫鈉將轉(zhuǎn)化為碳酸鈉。在脫堿后液中加入脫砷劑B可以沉淀出無水砷酸鈉。④中和—硫化沉砷。中和—硫化物沉淀法是將砷堿渣用水浸出后，砷堿渣中的銻酸鈉、亞銻酸鈉、金屬銻和脈石成分等不溶性物質(zhì)沉淀進(jìn)入浸出渣，浸出渣(即銻渣)返回鼓風(fēng)爐處理；砷堿渣中的砷酸鈉、亞砷酸鈉、碳酸鈉、硫酸鈉等可溶性物質(zhì)進(jìn)入浸出液，加酸中和浸出液中的堿，調(diào)節(jié)溶液至酸性，再加硫化物將溶液中的砷沉淀出來。沉淀硫化砷常用的硫化劑有H₂S、Na₂S，生成的沉淀物是As₂S₃。此方法不但沒有利用砷堿渣中的堿，需要消耗大量的酸去中和浸出液中的堿，從經(jīng)濟(jì)角度而言也是不合算的。綜上所述，現(xiàn)有工藝砷堿渣的處理工程中砷銻分離困難、砷的處置難度大、環(huán)保等問題突出。

發(fā)明內(nèi)容