一种含锑高砷烟灰脱砷及回收有价金属锑的方法技术

本发明专利技术公开了一种含锑高砷烟灰脱砷及回收有价金属锑的方法，属于湿法冶金技术领域。本方法将

【技术实现步骤摘要】
一种含锑高砷烟灰脱砷及回收有价金属锑的方法


[0001]本专利技术涉及砷锑冶金化工领域，特别是以含锑高砷烟灰为原料高效脱砷并回收有价金属锑的方法。

技术介绍

[0002]砷是一种有毒元素，因其剧毒性逐渐被大众所认知。然而，自然界中砷以难溶砷酸盐以及雄黄、雌黄、毒砂等硫化物的形式稳定存在，主要赋存于铜、铅、锌、金、银等有色金属矿石中，目前已经查明的含砷的矿物达300多种(彭容秋.砷及其用途[J].金属世界,1994, (02):9
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10.)。在有色金属火法冶炼过程中，矿物中的大部分砷挥发进入烟气，除了以三氧化二砷、三硫化二砷的形式存在，砷还能在高温炉内与铅锑等有价金属元素形成砷酸盐或亚砷酸盐，最后在收尘系统被收集，其被称为高砷烟尘，具有粒度细微，价态和成分复杂的特征。高砷烟尘中除砷外还含有大量的锑、铅、金、银等有价金属，具有较高的经济价值，但由于其成分复杂且砷含量较高，在现有严苛的环保政策下，对其进行安全处置并回收有价金属难以实现(李玉虎.有色冶金含砷烟尘中砷的脱除与固化[D].长沙:中南大学,2011.)。目前，国内大多数冶炼厂对此类高砷烟灰采取堆存的方式暂缓处理，其中含锑高砷烟灰具有较高的回收利用价值。
[0003]现有的高砷烟灰脱砷方法主要有火法工艺和湿法工艺。火法工艺主要为焙烧脱砷，其是利用高温下三氧化二砷易挥发性从而与锑、铅等有价金属分离。该方法由于操作简单，对烟灰处理效果可观，处理量大，曾被大多数冶炼厂采用，但该方法能耗高，经济性差，易造成二次污染且收集到的烟尘需要经过再处理。随着环保标准越来越严苛以及新工艺的开发完善，目前该方法已逐渐被淘汰(田文增,陈白珍,仇勇海.有色冶金工业含砷物料的处理及利用现状[J].湖南有色金属,2004,20(6):11
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15.)。
[0004]随着火法除砷逐渐淘汰，湿法除砷越来越受到广大研究者的重视。湿法工艺主要为浸出脱砷，根据浸出剂的不同可以分为酸浸法、碱浸法、水浸法。酸浸法常用硫酸、盐酸和废酸，将砷及部分有价金属浸出到溶液中，浸出液中的砷可以经过加入钙盐或铁盐固化堆积；碱法则是利用碱性浸出剂将烟灰中的砷带入到液相中的过程，常用的碱性浸出剂有氢氧化钠、氨水、硫化钠等；水浸则是通过加入氧化剂使物料中的氧化砷以砷酸或亚砷酸的形式溶解在水中的方法(周红华.高砷锑烟灰综合回收工艺研究[J].湖南有色金属,2005,(1):21
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22.)。湿法工艺具有人工条件友好，投资小，能耗低等优点，同时可以根据原料含砷物相及含量采用不同的湿法工艺，但工艺流程长、浸出液综合利用繁琐、砷的脱除不彻底、有价金属回收困难等缺点限制了其应用。

技术实现思路

[0005]含锑高砷烟灰的综合处理工艺仍不完善，本专利技术的目的是通过酸浸碱浸相结合的方法实现含砷烟灰中锑、铅等有价金属的综合回收，同时实现硫化钠碱浸母液的除杂及循环，大大解决含锑高砷烟灰堆存量，有利于综合生产成本的进一步降低。含锑高砷烟灰资源
化有利于我国治理和控制高砷烟灰。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0006]一种含锑高砷烟灰脱砷及回收有价金属锑的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007](1)含锑高砷烟灰经过硫酸氧化酸浸，脱除大部分的三氧化二砷以及可溶性砷酸盐物相，得到酸浸后液和酸浸渣，酸浸后液经除杂药剂处理后达标排放；(2)酸浸渣经过硫化钠碱浸脱除大部分砷的硫化物物相并浸出锑，得到碱浸渣和碱浸后液，碱浸渣中富含铅等有价金属；(3)碱浸后液加入还原铝粉置换并回收有价金属锑，技术路线如图1所示。
[0008]硫酸氧化酸浸过程中大部分的砷进入溶液，该部分砷主要为三氧化二砷以及可溶性砷酸盐，部分砷酸盐及绝大部分砷的硫化物以沉淀的形式进入浸出渣中，造成渣中砷含量仍较高。
[0009]进一步地，步骤(1)所述硫酸氧化酸浸过程，具体操作为：配置0.05～2.0mol/L硫酸溶液，然后按照0.01～10.0L/min的流速加入双氧水，确保硫酸溶液拥有一定的氧化性，防止亚砷酸挥发，控制溶液温度达到10～50℃，按溶液体积(L)与烟灰质量(kg)的液固比为3～7 加入含锑高砷烟灰并搅拌，双氧水用量为烟灰中As(III)完全氧化所需理论量的1.0～2.0倍，双氧水完全加入后继续反应0.5～3h，使烟灰中三氧化二砷及可溶性砷酸盐物相浸出完全，反应后液采用真空压滤实现固液分离，酸浸渣干燥后用于硫化钠碱浸深度脱砷，酸浸液采用除杂药剂中和沉淀法处理达标后排放。上述氧化酸浸过程中发生的化学反应方程式为：
[0010]3H2O+As2O3＝2H3AsO3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0011]H3AsO3+H2O2＝H3AsO4+H2O
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(2)
[0012]3H2O+As2O5＝2H3AsO4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0013]PbO+H2SO4＝PbSO4+H2O
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(4)
[0014]进一步地，步骤(2)所述硫化钠碱浸过程，具体操作为：配置硫化钠浸出液，即配置 0.5～5.0mol/L氢氧化钠初始溶液，确保氢氧化钠溶解完全后，加入硫化钠并溶解完全，硫化钠用量为酸浸渣中锑和砷完全浸出所需理论量的1.0～2.0倍。控制硫化钠浸出液温度达到 20～95℃，按浸出液体积(L)与酸浸渣质量(kg)的液固比为4～8加入酸浸渣，搅拌并反应 0.5～4h，使酸浸渣中大部分的砷和锑浸出到溶液中。反应后液采用真空压滤实现固液分离，硫化钠浸出液经还原铝粉置换后回收有价金属锑；浸出渣为高铅低砷渣，经洗涤
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压滤
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干燥后外售，洗涤液为新配置的硫化钠浸出液，浸出渣洗涤0.5～2h后压滤，滤液返回硫化钠碱浸工艺。上述硫化钠碱浸过程中发生的化学反应方程式为：
[0015]Pb+2NaOH＝Na2PbO2+H2O
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(5)
[0016]Pb5(AsO4)3OH+5Na2S＝5PbS+3Na3AsO4+NaOH
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(6)
[0017]Na2PbO2+Na2S+2H2O＝PbS+4NaOH
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(7)
[0018]Pb2As2O7+2Na2S+2NaOH＝2PbS+2Na3AsO4+H2O
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(8)
[0019]As2S3+4NaOH＝Na3AsS3+NaAsO2+2H2O
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(9)
[0020]Sb2O3+6Na2S+3H2O＝2Na3SbS3+6NaOH
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(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含锑高砷烟灰脱砷及回收有价金属锑的方法，包括以下几个步骤：1)含锑高砷烟灰硫酸氧化酸浸初步脱砷配置0.05～2.0mol/L硫酸溶液，然后按照0.01～10.0L/min的流速加入双氧水，确保硫酸溶液拥有一定的氧化性，防止亚砷酸挥发，控制溶液温度达到10～50℃，按溶液体积(L)与烟灰质量(kg)的液固比为3～7加入含锑高砷烟灰并搅拌，双氧水用量为烟灰中As(III)完全氧化所需理论量的1.0～2.0倍，双氧水完全加入后继续反应0.5～3h，使烟灰中三氧化二砷及可溶性砷酸盐物相浸出完全，反应后液采用真空压滤实现固液分离，酸浸渣干燥后用于硫化钠碱浸深度脱砷，酸浸液采用除杂药剂中和沉淀法处理达标后排放。2)硫化钠碱浸深度脱砷及锑的浸出配置硫化钠浸出液，即配置0.5～5.0mol/L氢氧化钠初始溶液，确保氢氧化钠溶解完全后，加入硫化钠并溶解完全，硫化钠用量为酸浸渣中锑和砷完全浸出所需理论量的1.0～2.0倍；控制硫化钠浸出液温度达到20～95℃，按浸出液体积(L)与酸浸渣质量(k...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘好男，唐新村，肖泽裕，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：