[发明专利]一种含砷烟尘综合利用及砷无害化处置的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含砷烟尘综合利用及砷无害化处置的方法。

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，但在工艺中获得的砷酸钠未处理，碲、锑等有价金属未回收。

综上所述，从烟尘中脱砷、提取有价金属的研究论文和相关专利报道很多，但现有技术仍存在着有价金属综合回收率低，砷产品市场有限，存在潜在的安全隐患的问题。因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

为了解决含砷烟尘脱砷及含综合回收有价金属的难题，本发明提出一种从含砷烟尘中回收有价金属及砷无害化处置的方法。本发明具有环保、经济、节能、资源利用率高的优点，实现了砷的无害化处理，具体采用如下技术方案：

一种含砷烟尘综合利用及砷无害化处置的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)氧压水浸：取含砷烟尘于反应釜中，向其中加入水，向反应釜中通入氧化性气体，于120～300℃，0.1～3.5Mpa下进行氧压浸出，氧压浸出结束后，经固液分离，得到含砷浸出液和浸出渣；

(2)浸出液固砷：采用调控生长法、分布结晶法、石灰沉砷法、沉淀转化法中的一种或两种以上的结合对浸出液处理，合成稳定的固砷矿物，然后采用堆存或水泥固化的方式固化所述固砷矿物；

(3)浸出渣洗涤：对步骤(1)所得的浸出渣进行洗涤，得到洗液和洗渣，控制洗渣中砷含量小于0.1％，其中，所述洗液返回步骤(1)进行氧压水浸；

(4)洗渣回收有价金属：步骤(4)得到的洗渣干燥后，与木炭、煤和纯碱混合进行还原熔炼，生成烟尘、泡渣和铅锑合金；

将所述烟尘返回所述还原熔炼或常压水浸；

将所述泡渣送铅冶炼；

将所述铅锑合金进行氧化吹炼，在隔焰的条件下通入空气，获得锑蒸汽、吹炼渣和粗铅；将所述锑蒸汽氧化生成三氧化二锑，作为锑白产品；将所述吹炼渣返回还原熔炼工序配料；将所述粗铅送铅精炼。

本发明的方法特别适宜处理以下含砷烟尘，以质量百分比计，所述含砷烟尘包括以下主要成分：砷：1％～60％，锑：1％～55％，铅：0.1％～35％，锌：0.1％～30％，铜：0.1％～5％，碲：0.01％～3％，硒：0.01％～3％。

优选地，步骤(1)中，浸出温度为150～260℃。

优选地，步骤(1)中，浸出压力为1.5～2MPa。

优选地，步骤(1)中，水与含砷烟尘的液固体积质量比为3:1～20:1(ml：g)。

优选地，步骤(1)中，所述氧压水浸在搅拌下进行，所述搅拌的速度为50r/min～500r/min。