一种高砷铅锌烟尘硫酸浸出时抑制砷化氢气体的方法技术

本发明专利技术涉及一种铅还原炉产出的高砷铅锌烟尘硫酸浸出时抑制砷化氢气体的方法，属于有色金属冶金技术领域。本发明专利技术通过在还原炉上升段设置二次风口，并连续鼓入空气且控制烟气中氧气含量，使挥发的砷、铅、锌等金属蒸汽氧化，以控制烟尘中的金属单质量；将高砷铅锌烟尘用清水调浆后，只进行一段弱酸浸出，并控制加入的稀酸浓度、浸出过程及终点pH值，浸出矿浆液固分离后，滤液回收锌，滤渣返强化熔炼炉回收铅。本发明专利技术方法可使高砷铅锌烟尘中砷、锌等氧化完全，收尘脱硫尾气NOx含量符合排放标准，可防止烟尘中被金属氧化物包裹的少量金属单质与浸出的砷形成高浓度砷化氢气体逸出，滤渣Zn≤8.00％，锌、铅分离好。

A method of inhibiting hydrogen arsenide gas in sulfuric acid leaching of high arsenic lead zinc dust

【技术实现步骤摘要】
一种高砷铅锌烟尘硫酸浸出时抑制砷化氢气体的方法
本专利技术属于有色金属冶金领域，具体涉及一种高砷铅锌烟尘硫酸浸出时抑制砷化氢气体的方法。
技术介绍
铅精矿和铅二次物料(如氧化锌烟尘硫酸浸出渣)用强化熔炼炉(顶吹炉、底吹炉和侧吹炉等)脱硫后，液态渣采用侧吹炉等还原炉熔炼铅时，还原炉会产出高砷铅锌烟尘，含As4～10％wt，含Pb+Zn70～75％wt。目前工业应用上主要返回强化熔炼炉配料，此方法存在的主要问题是由于锌的循环富集而导致强化熔炼炉、还原炉炉渣含锌升高，使炉渣性能变差，恶化炉况和使放渣操作困难。为了克服上述问题，中国专利申请号201010187763.3的专利技术专利“铅、锌冶炼烟气制硫酸系统排出的废酸水的处理方法”，公开了以铅或锌冶炼烟气收尘所得的烟灰作为中和剂，加入铅或锌冶炼烟气制硫酸系统排出的污酸中搅拌，进行中和反应，中和反应后控制溶液的pH值为4.5～6.0；然后将中和反应后得到的溶液进行压滤，压滤后所得滤渣返回铅系统，所得滤液送锌系统或作为回收硫酸锌的原料。但中和时pH控制过高，铅锌分离不好，且污酸是铅、锌冶炼系统砷、氟和氯等有害杂质开路的出口，此方法无法使冶炼过程中的有害杂质开路，无法实现工业化应用。中国专利申请号201210503066.3的专利技术专利“一种铅冶炼污酸治理过程中回收还原段烟灰中铅锌镉的工艺”，公开了将采用硫化除砷污酸对还原炉烟灰进行浸出反应产出铅渣进行回收，浸出液再采用硫化钠及氢氧化钠继续中和产出高品位锌镉渣进行回收，以解决铅冶炼中锌镉循环累积对生产运行的危害，减轻铅冶炼系统压力。但流程长，存在浸出时砷化氢气体大量产生及逸出的风险。
技术实现思路
本专利技术针对铅还原熔炼段产出的高砷铅锌烟尘利用现有技术的不足之处，提出了一种新的处理方法，在还原炉烟气上升段设置二次风口并连续鼓入空气，使还原炉过剩的CO气体完全燃烧成CO2气体，使挥发的砷、铅及锌等金属气体尽量氧化为金属氧化物，控制、减少烟尘中金属单质的存在；将高砷铅锌烟尘用清水调浆后，只进行一段弱酸浸出，并控制加入的稀酸浓度、浸出过程及终点pH值，浸出矿浆液固分离后，滤液与次氧化锌烟尘浸出液合并处理生产锌锭，滤渣返强化熔炼炉回收铅，可抑制浸出过程中砷化氢气体的浓度，实现烟尘中铅、锌的有效分离。本专利技术通过以下技术方案实现，具体实施步骤如下：1)金属蒸汽氧化在还原炉上升段设置二次风口，连续鼓入空气，当还原炉上升段烟气中存在氧时，发生如下反应：CO+O2＝CO2↑(1)As+O2＝As2O3(2)As2O3+O2＝As2O5(3)Zn+O2＝ZnO(4)As2O5+3ZnO＝Zn3(AsO4)2(5)Pb+O2＝PbO(6)从反应式(1)～(6)可见，当设置二次风口连续鼓入空气时，空气中的氧使还原炉过剩的CO气体完全燃烧成CO2气体，促使以金属蒸汽挥发的砷、铅、锌等尽量氧化为金属氧化物或砷酸盐，从而控制高砷铅锌烟尘中金属单质含量。当烟气中氧浓低时，不利于金属蒸汽氧化，当烟气中氧浓高时，NOx高，故需控制烟气中氧含量。但Pb金属蒸汽氧化时会存在包裹现象，仍会有少量金属单质存在。作为优选，步骤1)中，控制还原炉烟气中O28～12％，此时以单质存在的砷、锌为不大于0.1％wt，铅为1～5％wt。2)高砷铅锌烟尘一段弱酸浸出将步骤1)中的高砷铅锌烟尘用清水浆化，连续加入稀硫酸浸出锌。在浸出过程中，以As2O3存在的砷部分会溶于水生成H3AsO3；在有酸、有Zn、Pb等金属单质时，砷化氢会沿着从单质As或H3AsO3途径析出，其反应式为：As+3H++3e＝AsH3↑(7)H3AsO3+6H++6e＝AsH3↑+3H2O(8)反应式(7)产生砷化氢的电位为￠＝-0.608-0.0591pH-0.0591/3lgPAsH3，平衡电位为pH2.61，反应式(8)产生砷化氢的电位为￠＝-0.18-0.0591pH，平衡电位为pH9.81，可见从单质As生成砷化氢的可能性要大得多，因此，应尽量避免烟尘中存在单质As。但反应式(8)当矿浆酸度高、烟尘中Zn、Pb等金属单质高时，也将产生大量的砷化氢气体，造成漫槽或大量的砷化氢气体从浸出槽人孔或加料口处逸出，危及作业安全，需控制烟尘中的金属单质量、矿浆酸度及浸出段数，并控制加入的稀酸浓度防止局部过酸，使其仅产生少量砷化氢气体，通过浸出槽烟囱排出厂房，并在空气中迅速分解，以保证作业安全。但酸度过低则锌浸出率低，铅锌分离效果差，因此需控制矿浆一定的pH值以保证铅锌分离效果。浸出过程中，当矿浆pH达3.0～3.5时，调小稀硫酸加入量，稳定pH3.0～3.5再浸出1.0～1.5h，使锌尽量被浸出；液固分离后，滤液与次氧化锌烟尘浸出液合并处理生产锌锭，实现滤渣中的Zn≤8.00％，返强化熔炼炉回收铅。作为优选，步骤2)中，只进行一段弱酸浸出，并控制浸出过程酸度pH3.0～3.5。作为优选，步骤2)中，稀酸含H2SO4140～180g/L，可为稀硫酸或锌电积废液。本专利技术的有益效果：本专利技术方法可使高砷铅锌烟尘中砷、锌等氧化完全，收尘脱硫尾气NOx含量符合排放标准，只进行一段弱酸浸出并控制过程酸及终酸pH3.0～3.5，可防止烟尘中被金属氧化物包裹的少量金属单质与浸出的砷形成高浓度砷化氢气体逸出，滤渣Zn≤8.00％，锌、铅分离好。具体实施方式实施例1控制还原炉烟气O27.6％，收尘脱硫尾气NOx98mg/Nm3(排放标准≤200mg/Nm3)，产出的烟尘化学分析结果(％，wt)：As4.12，Pb35.32，Zn36.61，S3.31；X射线衍射分析结果(％，wt)：砷、锌以As2O3、ZnAsO4、ZnO、ZnS及金属单质等形态存在，砷金属单质0.22，锌金属单0.36；铅以PbO、PbS和单质Pb等形态存在，其中单质Pb7.62。将烟尘用清水浆化后，连续加入172.06g/L稀硫酸浸出锌，在矿浆pH值达3.5前，测定的浸出槽内AsH3气体含量为1.42～7.46ppm，高于溴化汞试纸变色浓度(溴化汞试纸变色浓度≥0.25ppm)；当浸出矿浆pH达3.5时，调小稀酸加入流量，使矿浆维持pH3.5继续浸出1.5h，此时段浸出槽内AsH3气体含量为8.41～12.30ppm，高于溴化汞试纸变色浓度，将矿浆液固分离，滤液与次氧化锌烟尘浸出液合并处理生产锌锭，滤渣Zn7.93％，返强化熔炼炉回收铅。NOx低于排放标准，但砷化氢气体含量过高，职业卫生风险大。实施例2控制还原炉烟气O28.2％，收尘脱硫尾气NOx115mg/Nm3(排放标准≤200mg/Nm3)，产出的烟尘化学分析结果(％，wt)：As3.95，Pb36.42，Zn34.16，S2.13；X射线衍射分析结果(％，wt)：砷、锌以As2O3、ZnAsO4、ZnO和ZnS等形态存在，单质砷0.04，单质锌0.05；铅以PbO、PbS和单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高砷铅锌烟尘硫酸浸出时抑制砷化氢气体的方法，其特征是包括以下步骤：/n(1)金属蒸汽氧化/n在还原炉上升段设置二次进风口，连续鼓入空气，使还原炉过剩的CO气体完全燃烧成CO

【技术特征摘要】
1.一种高砷铅锌烟尘硫酸浸出时抑制砷化氢气体的方法，其特征是包括以下步骤：
(1)金属蒸汽氧化
在还原炉上升段设置二次进风口，连续鼓入空气，使还原炉过剩的CO气体完全燃烧成CO2气体，促使以金属蒸汽形态挥发的砷、铅、锌氧化为As2O3、As2O5、ZnO、Zn3(AsO4)2和PbO金属氧化物，减少所述高砷铅锌烟尘中砷、铅、锌单质的含量；
(2)高砷铅锌烟尘一段弱酸浸出
将步骤(1)中所述的高砷铅锌烟尘用清水浆化，加入稀硫酸浸出，当浸出矿浆pH达3.0～3.5时，调小稀酸加入量，保持所述浸出矿浆pH3.0～3.5并浸出1.0～1.5h，促使锌被浸出以降低滤渣含锌，然后进行液固分离产生滤液与滤渣；
(3)将步骤(2)所产生的滤渣返强化熔炼炉回收铅。


2.根据权利要求1所述的高砷铅锌烟尘硫酸浸出时抑制砷化氢气体的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴兴征，张梅，晋家强，罗恒，刘贤，张殿彬，陆占清，董铁广，邹利明，邓海波，强振华，谢富华，闫建英，
申请(专利权)人：云南驰宏资源综合利用有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53