一种炼锑砷碱渣综合回收工艺制造技术

一种炼锑砷碱渣综合回收工艺，包括：（1）粉碎制团：先将炼锑砷碱渣破碎，再与还原剂、造渣剂和燃料混合细磨，加水混合并制成团块；（2）砷、锑火法挥发：煅烧挥发，得碱渣和含锑三氧化二砷粗产品；（3）碱渣浸出：先将碱渣破碎，细磨，加水后，加热浸出，固液分离，洗涤，得二氧化硅渣和含砷碱溶液；（4）碱液除砷净化：在含砷碱溶液中加入除砷剂和净化剂，加热深度脱砷反应，固液分离，得砷酸钙/氢氧化钙混合盐和脱砷碱液，将脱砷碱液进行浓缩结晶，得固体氢氧化钠/碳酸钠混合碱。本发明专利技术方法砷、锑挥发率高，碱回收率高且砷含量极低，副产品可高效回收利用，无三废排放，成本较低，实现了砷碱渣无害化、资源化，适于大规模工业化处置。

【技术实现步骤摘要】
一种炼锑砷碱渣综合回收工艺
本专利技术具体涉及一种炼锑砷碱渣综合回收工艺。
技术介绍
我国锑资源储量和产量均居世界首位，主要集中在湖南、广西等。其中，湖南省的冷水江锡矿山地区，该地区锑矿储量占世界总储量的60%以上，锑产品产量占世界总产量的80%。目前，锑冶金生产中无论是采用火法还是湿法，加碱除砷的工序是不可缺少的，比如，我国95%的锑冶炼生产采用火法冶炼工艺，在粗锑精炼过程中，通常加入纯碱或氢氧化钠脱砷得精锑，因而，锑冶炼过程均会产生含砷固体废渣，即砷碱渣。砷碱渣中的砷主要以砷酸钠或亚砷酸钠的形式存在，而砷酸钠和亚砷酸钠剧毒且易溶于水，因此，对生态环境造成严重的威胁；另外，砷碱渣中除含有毒的砷以外，还含一定量的锑和高含量的碱等有价组分，对砷碱渣资源化，既能减少或消除砷碱渣对环境的污染问题，又可实现有价组分的回收，减少资源的浪费，缓解资源短缺问题，获得一定的经济效益。由于第一次除砷产出的砷碱渣中含有较高的锑和过剩的碱（纯碱或氢氧氧化钠），为了回收其中的锑和纯碱，现实生产中，通常将第一次除砷后的砷碱渣用作下批粗锑精炼首次除砷，由此得到的砷碱渣成为二次砷碱渣。二次砷碱渣中还含有一定的锑和过剩的碱，继续用作下批粗锑精炼除砷，由此产出三次砷碱渣等等。现在堆放库存的砷碱渣，大都为这种多次除砷后的砷碱渣，其特点为：锑含量低、砷含量高，化学成分一般为：锑1～5wt%、砷5～20wt%，碳酸钠40～60wt%，还含有一定量的二氧化硅、氧化钙、硫酸钠等无机物，这种砷碱渣与一次砷碱渣相比，处理难度更大，现有技术难以处理该类型砷碱渣，尤其是更难综合回收其中的碱。目前，砷碱渣资源化方法较多，主要包括以下方法。（1）砷酸钠复合盐法：是将水浸回收砷碱渣中锑后，浸出液浓缩蒸干，干燥其物理水后得砷酸钠复合盐，而该复合盐仍属于危险固体废弃物，虽可作为玻璃澄清剂，但产品组分不稳定，易影响玻璃质量，现在环保要求更严，其使用受到严格限制，同时，砷酸钠复合盐中含有可供回收的有价组分，并未实现相关组分的回收。CN1594090A公开了一种分步结晶法分离回收砷酸钠和碱的方法，是利用砷酸钠和碳酸钠在高温下溶解度差异实现砷碱的分离与回收，一步结晶产物主要为砷酸钠，同时也含少量碱，二步结晶产物为粗碱，返回锑冶炼粗锑精炼脱砷工序。但是，粗碱含砷2.29%，会造成砷在冶炼系统中的恶性循环。CN1676637A公开了一种无污染砷碱渣处理技术，该技术利用CO2脱碱，经洗涤后的碳酸盐返回锑冶炼，水溶液系统内循环。但是，碳酸盐中砷含量高，洗涤后砷含量仍有1%左右，另外，硫化钠脱砷会产生硫化氢，操作环境相对较差，而且后续用氢氧化钡处理脱砷后液中的硫酸钠，处理成本相对较高。（2）反射炉火法还原：为了回收砷碱渣中的锑，部分锑冶炼厂将砷碱渣进一步通过反射炉火法再次将砷碱渣还原，得到锑含量高的含砷锑氧和锑含量低、砷含量高的砷碱渣。CN109371252A公开了一种火法与湿法联合处理炼锑砷碱渣的装置及方法，虽然该方法可有效彻底、无害化处理二次砷碱渣，但是，所使用的除砷剂为氯酸钠、硫酸铁和聚丙烯酰胺的混合物，其成分复杂，且会导致：1）除砷后的渣不太合适再处理，如果返炉再煅烧，因有氯离子存在，容易使火法炉以及后续的收尘系统腐蚀加重，因而，成了一种含砷危废；2）除砷后的碱液中仍含有40～50ppm的砷含量，使得碱液的用途受到一定的限制。CN104120274A公开了一种砷碱渣处理方法及装置，是采用全湿法工艺，主要是将砷锑分开，分开后的锑返回炼锑系统，但是，含砷碱溶液没有作进一步处理，为不彻底的砷碱渣处理方法。CN102286665A公开了一种复杂含砷及有价金属渣尘物料的综合回收方法，通过湿法工艺将砷与锑、锡分开，再用氢氧化钙沉淀溶液中的砷，得砷酸钙，再将砷酸钙火法挥发氧化砷。但是，氢氧化钙沉砷后的溶液该如何合理处理是个难题，且生成的砷酸钙含量一般都不高，造成砷酸钙渣量大，增加后续火法工艺的难度。CN102965517A公开了一种砷碱渣玻璃固化的处理方法，包括以下步骤：a）将砷碱渣在熔融状态下与碳还原剂反应，使锑酸钠还原为金属锑，砷以砷酸钠形式存在于渣中；b）在步骤a）进行还原反应后的含砷渣中，加入玻璃熔融剂形成低温玻璃相；c）将上述低温玻璃相在800～1300℃下熔制0.5～2.0h，烧成后，玻璃液直接水淬成碎玻璃块或置于铸锭模内熔铸成玻璃锭；d）将步骤c）处理后的碎玻璃块或玻璃锭进行堆存或返回矿坑填埋。但是，该方法的不足之处在于，一是，锑砷用碳还原，控制砷不还原，难度较大；二是，会产生大量的玻璃块，玻璃块长期堆存，也是很大的环保风险。CN101386914A公开了一种使用常规锑冶炼反射炉的砷碱渣的火法处理方法，包括以下步骤：将砷碱渣破碎并在反射炉中加氧熔融、搅拌；合金液中加入NaOH除砷；加入除铅剂除铅。但是，该方法是回收砷碱渣中的有价金属得到合金，而砷碱渣中的砷变成含砷烟尘，不仅含量低，数量大，且这种含砷烟尘单独作为玻璃澄清剂使用效果不理想。CN110541078A公开了一种从二次砷碱渣中回收锑、砷、碱的方法，包括以下步骤：1）在坩埚中加入二次砷碱渣和还原剂，混合，置于反应炉中，通入惰性气体，搅拌，加热；2）反应炉上部接收含锑的砷蒸汽，冷却、结晶、收尘，得含锑的粗砷产品，反应炉下部出口排出反应碱渣，冷却，得氧化钠。该方法可有效彻底、无害化处理二次砷碱渣，但是，不足之处在于，1）物料处于熔融状态下进行反应，体系需要处于较高的温度（1200～1500℃），导致处置成本较高；2）所得氧化钠内含有较多的二氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝等杂质，不做处理难以用于玻璃行业做原料使用，因而其用途受到限制，有可能成为新的含砷危险固废。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种砷、锑挥发率高，碱回收率高且砷含量极低，副产品可高效回收利用，无三废排放，成本较低，实现无害化、资源化，适宜于工业化生产的炼锑砷碱渣综合回收工艺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种炼锑砷碱渣综合回收工艺，包括以下步骤：（1）粉碎制团：先将炼锑砷碱渣破碎，再与还原剂、造渣剂和燃料混合细磨，将细磨的粉料再加水混合并制成团块，得砷碱渣混合物团块；（2）砷、锑火法挥发：将步骤（1）所得砷碱渣混合物团块进行煅烧挥发，得碱渣和含锑三氧化二砷粗产品；（3）碱渣浸出：先将步骤（2）所得碱渣破碎，细磨，在细磨的粉料中加水后，进行加热浸出，固液分离，洗涤，得二氧化硅渣和含砷碱溶液；（4）碱液除砷净化：在步骤（3）所得含砷碱溶液中加入除砷剂和净化剂，加热深度脱砷反应，固液分离，得砷酸钙/氢氧化钙混合盐和脱砷碱液，将所述脱砷碱液进行浓缩结晶，得固体氢氧化钠/碳酸钠混合碱。优选地，步骤（1）中，所述炼锑砷碱渣的主要成分及质量百分含量分别为：锑1～5%、砷5～20%，氧化钠30～60%，二氧化硅10～25%，氧化钙1～3%，硫酸钠0.20～2.00%，且所述成分质量百分含量之和≤100%。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炼锑砷碱渣综合回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）粉碎制团：先将炼锑砷碱渣破碎，再与还原剂、造渣剂和燃料混合细磨，将细磨的粉料再加水混合并制成团块，得砷碱渣混合物团块；/n（2）砷、锑火法挥发：将步骤（1）所得砷碱渣混合物团块进行煅烧挥发，得碱渣和含锑三氧化二砷粗产品；/n（3）碱渣浸出：先将步骤（2）所得碱渣破碎，细磨，在细磨的粉料中加水后，进行加热浸出，固液分离，洗涤，得二氧化硅渣和含砷碱溶液；/n（4）碱液除砷净化：在步骤（3）所得含砷碱溶液中加入除砷剂和净化剂，加热深度脱砷反应，固液分离，得砷酸钙/氢氧化钙混合盐和脱砷碱液，将所述脱砷碱液进行浓缩结晶，得固体氢氧化钠/碳酸钠混合碱。/n

【技术特征摘要】
1.一种炼锑砷碱渣综合回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）粉碎制团：先将炼锑砷碱渣破碎，再与还原剂、造渣剂和燃料混合细磨，将细磨的粉料再加水混合并制成团块，得砷碱渣混合物团块；
（2）砷、锑火法挥发：将步骤（1）所得砷碱渣混合物团块进行煅烧挥发，得碱渣和含锑三氧化二砷粗产品；
（3）碱渣浸出：先将步骤（2）所得碱渣破碎，细磨，在细磨的粉料中加水后，进行加热浸出，固液分离，洗涤，得二氧化硅渣和含砷碱溶液；
（4）碱液除砷净化：在步骤（3）所得含砷碱溶液中加入除砷剂和净化剂，加热深度脱砷反应，固液分离，得砷酸钙/氢氧化钙混合盐和脱砷碱液，将所述脱砷碱液进行浓缩结晶，得固体氢氧化钠/碳酸钠混合碱。


2.根据权利要求1所述炼锑砷碱渣综合回收工艺，其特征在于：步骤（1）中，所述炼锑砷碱渣的主要成分及质量百分含量分别为：锑1～5%、砷5～20%，氧化钠30～60%，二氧化硅10～25%，氧化钙1～3%，硫酸钠0.20～2.00%，且所述成分质量百分含量之和≤100%；所述破碎至粒径≤30mm；所述还原剂的用量相当于炼锑砷碱渣中锑、砷和硫酸钠理论还原用量的1.4～3.0倍；所述还原剂为还原煤，其中，固定碳的质量含量为75～80%；所述造渣剂的用量使得加入后氧化钙的总量占炼锑砷碱渣中氧化钠、二氧化硅和氧化钙以及造渣剂中氧化钙总质量的5～20%；所述造渣剂为生石灰；所述生石灰中C...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘义冬，刘煌，
申请(专利权)人：刘义冬，
类型：发明
国别省市：湖南;43