[发明专利]一种从含砷烟尘中回收有价金属及砷资源化无害化处置的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色冶金技术领域，具体涉及一种从含砷烟尘中回收有价金属及砷资源化无害化处置的方法。

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)等矿物形式存在，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％，同时，物料中还含有大量的有价金属，如果直接返回冶炼流程，会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。中国专利CN103602835A公布了一种置换还原法获得粗砷和粗锑的方法，中国专利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，中国专利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，且对有价金属回收未做进一步研究。中国专利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，但是砷与其他元素分离的不彻底，浸出渣中含砷仍较高。中国专利CN104357668A公布了一种用污酸浸出烟尘的方法，电积脱砷，酸浸和电积过程容易产生砷化氢。中国专利CN105648226A和CN105648227A公布了一种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无市场，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

本发明的目的是针对现有含砷烟尘综合利用技术存在的问题，提供一种从含砷烟尘中回收有价金属及砷资源化无害化处置的方法，该方法具有环保、经济、节能、资源利用率高的优点，可实现含砷烟尘中砷、碲、锑、铅、铋、锡等有价元素的全面回收与综合利用，实现砷的资源化和无害化。

具体地，本发明提供一种从含砷烟尘中回收有价金属及砷无害化处置的方法，包括如下步骤：

(1)苛性碱溶液氧压浸出：取含砷烟尘于反应釜中，向其中加入苛性碱溶液，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，经液固分离，得到含砷浸出液和浸出渣；

(2)浸出液选择性还原净化：向步骤(1)所得浸出液中加入还原剂，将浸出液中的As⁵⁺还原为As³⁺，Na₂TeO₃还原为金属碲，还原结束后，经液固分离，得到粗碲固体和纯亚砷酸钠溶液；

(3)粗碲氢还原、真空蒸馏：对步骤(2)所得的粗碲固体先后进行氢还原和真空蒸馏，得到高纯碲；

(4)浸出渣洗涤：对步骤(1)所得的浸出渣进行水洗，得到洗液和洗渣，控制洗渣中砷含量小于0.1％；

(5)洗液固砷：调节步骤(4)所述洗液的pH值为1.5～3，升温至75～90℃，以连续加料的方式加入亚铁盐作为沉砷剂，持续通入氧化性气体将亚铁离子氧化为三价铁离子，同时加入中和剂调控反应在pH值1.5～3条件下进行，使Fe³⁺与AsO₄^3-反应生成高稳定性的固砷矿物；

(6)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；