[发明专利]一种白烟尘中砷的选择性分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜冶炼产生的含砷白烟尘中砷的分离方法技术领域。

背景技术

目前，对铜冶炼产生的含砷白烟尘中砷进行分离的方法主要有还原挥发法和湿法浸出法两种。还原挥发是控制一定的还原温度和还原气氛，利用As₂O₃蒸汽压与物料中其他组分蒸汽压差别较大的特征将砷与其他金属分离。袁海滨等采用直流矿热炉处理含砷锡铜烟尘，在渣液温度1177-1205℃，焦炭加入量为1.0-1.5％时，砷的脱除率可达93％-95％。还原挥发法存在Pb、Zn等回收率较低，一次挥发后渣中砷含量(4-6％)较高的问题；湿法浸出法是依据As₂O₃为两性化合物，溶于酸、碱并可溶于水的性质，采用酸浸、碱浸或水浸的方法将含砷铜烟尘中的砷浸入溶液，在溶液中加入用钙盐、铁盐等中和除砷，砷以砷钙渣、砷铁渣或硫化砷的形式去除。张荣良等用酸性浸出的方法处理含砷铜烟尘，砷进入溶液后采用石膏和铁盐进行中和，砷以砷钙渣和砷酸铁的形式去除。湿法浸出法存在的主要问题为：产生的含砷废渣为危废，难以综合利用，含砷废渣还需无害化固化后进入“三防”渣场妥善堆存；溶液中的铜在转化为海绵铜的置换过程中，存在产生剧毒砷化氢气体的风险；存在水系膨胀的问题等。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，提供一种可实现As与Cu、Sn、Pb、Zn等元素的有效分离、Cu、Sn、Pb、Zn等元素基本无损失、不产生危废砷钙渣，整个处理过程不会产生砷化氢气体，也不存在水系膨胀的问题的白烟尘中砷的选择性分离方法。

实现本发明目的所采取的技术方案如下：

一种白烟尘中砷的选择性分离方法，该方法是将冶炼铜产生的含砷量不大于15wt％的白烟尘送入电阻炉，并向电阻炉中通入氮气，在氮气保护和200～500℃的温度对白烟尘进行还原熔炼，使白烟尘中的砷以初级As₂O₃进入烟尘中，As以初级As₂O₃产品形式回收利用，白烟尘中的Cu、Sn、Pb、Zn富集在渣中。

本发明方法所述白烟尘的含砷量10～15wt％，还含有铜10～12wt％、锡10～12wt％、铅14～20wt％、锌20～25wt％。熔炼过程中，氮气流量控制在300L/min。还原熔炼时间为2～3h。

本发明还继续将富集渣中送入熔炼锅，并加入碳酸钠和氯化钠，碳酸钠和氯化钠的加入总量为富集渣的9～11wt％，提炼得到Pb，Cu和Sn进入提炼Pb后的二次渣中，将二次渣作为锡冶炼原料回收，Cu在锡冶炼加硫除铜过程中形成锡铜渣，锡铜渣作为铜冶炼原料回收其中的铜。

本发明利用As₂O₃与其他组分蒸汽压差别较大的特征，在氮气保护下采用低温选择性挥发的方法将As₂O₃挥发进入烟尘，Cu、Sn、Pb、Zn等留在渣中，实现了As与Cu、Sn、Pb、Zn等元素的有效分离，As以初级As₂O₃产品回收利用，Cu、Sn、Pb、Zn等元素基本无损失。整个处理过程中不会产生砷化氢气体和危废砷钙渣、也不存在水系膨胀的问题。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种白烟尘中砷的选择性分离方法，该方法是将冶炼铜产生的含砷15wt％、铜11.98wt％、锡11.82wt％、铅18.57wt％、锌24.10wt％的白烟尘装入长方体刚玉槽中送入电阻炉内进行焙烧，向电阻炉中通入氮气，氮气流量控制在300L/min。电阻炉升至设定温度400℃，保温2小时后停炉，白烟尘中的砷以初级As₂O₃进入烟尘中，收集烟尘。焙烧中As的主要物相为Pb₃(AsO₄)₂，挥发物主要为As₂O₃。降温后取样分析，经检测As₂O₃的纯度为96.85％，可作为初级As₂O₃产品利用；检测到焙烧渣中Cu、Pb、Zn、Sn等得到富集，富集渣(焙烧渣)中含砷0.79％、锡14.28％、铜14.47％、铅22.21％、锌29.10％，可作为铅锌冶炼原料使用。