一种从钛砷渣中回收砷的方法和设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111304447A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010250461.X(22)申请日2020.04.01(71)申请人江西理工大学地址341000江西省赣州市红旗大道86号(72)发明人田磊徐志峰曹才放杨亮吴艳新严康龚傲谌田雨(74)专利代理机构长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)43213代理人魏龙霞(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C22B5/10(2006.01)C22B5/16(2006.01)C22B30/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种从钛砷渣中回收砷的方法和设备(57)摘要本发明公开了一种从钛砷渣中回收砷的方法：(1)将钛砷渣热解，得到氧化砷蒸气；热解的温度为700-1200℃；(2)将氧化砷蒸气进行还原，得到砷蒸气；(3)将砷蒸气冷凝，得到单质砷。本发明还公开了一种用于从钛砷渣中回收砷的设备，包括热解装置、还原装置和冷凝装置；所述热解装置包括热解炉腔，所述还原装置包括还原炉腔，所述冷凝装置包括冷凝炉腔；热解炉腔的顶部通过管道与还原炉腔的下部连通；还原炉腔的顶部通过管道与冷凝炉腔连通。本发明在较短流程的工艺条件下使得钛砷渣中的砷被还原为单质砷产品，该工艺和设备为铜电解液脱砷及钛砷渣的短流程循环利用提供了技术基础。CN111304447ACN111304447A权利要求书1/1页1.一种从钛砷渣中回收砷的方法，其特征在于，所述钛砷渣为铜电解液经钛盐沉砷后得到的含砷沉淀；所述方法包括以下步骤：(1)将钛砷渣热解，得到氧化砷蒸气；热解的温度为700-1200℃；(2)将氧化砷蒸气进行还原，得到砷蒸气；(3)将砷蒸气冷凝，得到单质砷。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，用碳对砷蒸气进行还原，还原的温度为600-800℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，冷凝的温度为360-400℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：将钛砷渣加入到热解装置的热解炉腔中，然后将热解炉腔密封；将碳加入到还原装置的还原炉腔中并将还原炉腔密封；向热解装置中通入保护性气体，以将热解出来的氧化砷蒸气压入还原装置中去，将热解炉腔的温度调至为700-1200℃；将还原炉腔的温度调至为600-800℃；热解时间和还原时间均为30min-180min；钛砷渣在热解炉腔内热解得到的氧化砷蒸气经过管道进入到还原装置的还原炉腔内被碳还原成砷蒸气；砷蒸气通入冷凝装置中被冷凝得到单质砷。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，热解得到的氧化砷蒸气从热解炉腔的顶部由管道导出，再从还原炉腔的下部由管道导入还原炉腔内被还原成砷蒸气，砷蒸气从还原炉腔顶部的管道进入冷凝装置冷凝。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，按体积比，碳在还原炉腔内的填充量为2/3-3/4。7.一种用于从钛砷渣中回收砷的设备，其特征在于，包括热解装置、还原装置和冷凝装置；所述热解装置包括热解炉腔，所述还原装置包括还原炉腔，所述冷凝装置包括冷凝炉腔；热解炉腔的顶部通过管道与还原炉腔的下部连通；还原炉腔的顶部通过管道与冷凝炉腔连通。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括与冷凝装置连通的尾气处理装置。9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述热解装置还包括热解装置炉盖，所述热解炉腔外侧的四周和底部均设置有热解装置电加热层，所述热解装置电加热层的外侧设置有热解装置保温层；所述还原装置还包括还原装置炉盖，所述还原炉腔腔体外侧的四周和底部均设置有还原装置电加热层，所述还原装置电加热层的外侧设置有还原装置保温层；所述冷凝装置还包括冷凝装置炉盖，所述冷凝炉腔的四周和底部设置有冷凝装置电加热层。10.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，热解炉腔、还原炉腔、冷凝炉腔连通的管道均为伴热管道。2CN111304447A说明书1/5页一种从钛砷渣中回收砷的方法和设备技术领域[0001]本发明属于固体废弃物的回收利用技术领域，尤其涉及一种从钛砷渣中回收砷的方法和设备。背景技术[0002]近年来，随着世界经济的发展和科技水平的提高，我国铜的产量和消耗量都有了很大的提高，从2000年到2019年，我国铜产量从132.58万吨增加到978.4万吨。随着高品位、易开采的铜资源逐渐枯竭，铜精矿的品位不断降低，杂质含量渐增，因此砷在电解液中不断积累，电解液中砷的浓度有的高达48g·L-1。砷与铜电位接近，在电解过程中如果条件控制不当，容易引起砷在阴极析出，而且砷、锑、铋形成漂浮阳极泥也易粘附在阴极铜上从而影响阴极铜质量。因此，铜电解液中除砷成为了电解铜领域亟需解决的问题