[发明专利]一种含砷物料综合回收及砷资源化利用的方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种含砷物料综合回收及砷资源化利用的方法，该方法依次包括氧压水浸、浸出液选择性还原净化、浸出渣洗涤和洗渣回收有价金属四个步骤，通过氧压水浸，脱除烟尘中可溶砷，浸出液经选择性还原净化，所得净化后液为纯亚砷酸钠溶液，浸出渣经洗涤、还原熔炼、氧化吹炼等工序，最大化回收利用各有价元素。此方法将砷从烟尘中脱除并合成稳定的固砷矿物，而使锑、铅、铋等尽可能留在浸出渣中，实现砷与有价金属的分离并无害化。本发明资源综合利用率高，原料适应范围广，解决了传统工艺提取过程中污染问题，特别是铅锌冶炼过程产生的烟尘，本方法的优势更加明显。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含砷物料综合回收及砷资源化利用的方法。

背景技术

在自然界中，砷通常以毒砂(FeAsS)、砷磁黄铁矿(FeAsS₂)、砷铁矿(FeAs₂)、硫砷铜矿(Cu₃AsS₃)、雄黄(As₂S₃)、雌黄(As₂S₃)等矿物，富集于铜、铅、锌、镍、钴、金和银等有色金属矿石中；在有色冶金过程中，产出许多高砷固体物料，如焙烧与熔炼烟尘。这些物料含砷高达5～50％，还含有大量的有价金属，直接返回冶炼流程，导致砷在系统中的循环累积，因此，通常应单独处理脱砷。砷属剧毒、致癌元素，其应用逐步萎缩，面对日趋严格的环保标准，如何处理各种高砷物料，已成为威胁有色冶金产业生存的重大问题。

目前处理含砷烟尘的方法主要是两类，一是火法分离，二是湿法分离。火法生产中，主要是利用砷的氧化物与其他元素氧化物沸点的不同，使砷与其他元素分离。CN103602835A公布了一种置换还原法获得粗砷和粗锑的方法，CN103602834A公布了一种选择性氧化-还原获得纯度不高的As₂O₃和粗锑的方法，CN104294053A公布了一种含砷烟尘还原挥发砷的方法，获得三氧化二砷纯度达到97.0％以上。但是如果烟尘中含有与砷元素性质接近的金属(如锑)，则获得的三氧化二砷纯度不高。湿法生产中主要有水浸、酸浸、碱浸三种工艺，但是均只能获得纯度不高的三氧化二砷、砷酸钠等产品，且对有价金属粉回收未做进一步研究。CN105567983A公布了一种铜冶炼烟尘水浸-碱浸的处理工艺，使砷与金属分离，制备的砷产品无销路，浸出渣中含砷仍较高。CN104357668A公布了一种用污酸浸出烟尘，电积脱砷，酸浸和电积过程容易产生砷化氢。CN105648226A和CN105648227A公布了氧压碱浸实现砷锑分离的方法，砷锑分离的比较彻底，但是在工艺中获得的砷酸钠未处理，碲、锑等有价金属未回收。

中国发明专利公开号CN103204543A公开了提出了一种含砷废水制备三氧化二砷的合成方法。以3-硝基-4-轻基苯肿酸废水为原料制备三氧化二砷的合成方法：将含砷废水经过调节pH值、保安过滤、加入还原剂A，将五价砷还原为三价砷反应温度控制在40～80℃，反应时间6～10小时。反应时产生的尾气经过反应吸收塔对尾气进行吸收。反应结束后，反应液经过浓缩至总体积的1/4后，用酸调节pH值，搅拌缓慢冷却至40℃结晶过滤，获得三氧化二砷粉末。该发明以废水为原料制备三氧化二砷的合成方法操作复杂，工艺流程长，原料投入多，成本高。

中国发明专利公开号CN102115164A公开了一种用含砷废水制备三氧化二砷的方法。用氢氧化钠将含砷废水pH值调节为5.5～6.5，经过滤除去杂质，得到滤液；所得滤液与过量硫酸铜溶液混合反应，用氢氧化钠调节反应液pH值为8.0，反应液经过滤，得到亚砷酸铜沉淀；将亚砷酸铜沉淀用水洗涤后，与2～5倍质量的水混合成浆料，室温搅拌下，通入二氧化硫气体，充分反应后过滤，得到含二水亚硫酸铜的沉淀和含亚砷酸的溶液；所得的含亚砷酸的溶液经减压蒸馏为亚砷酸饱和溶液，冷却，结晶、干燥，得到三氧化二砷产品。该方法工艺流程长，调节pH过程复杂，反应周期长。