一种含砷烟尘脱砷及有价元素综合回收利用的方法.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CN106834716A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201611192217.2(22)申请日2016.12.21(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人刘智勇刘志宏李启厚姚伟李玉虎周亚明蒋涛李思唯(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王文君(51)Int.Cl.C22B7/02(2006.01)C22B13/00(2006.01)C22B30/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种含砷烟尘脱砷及有价元素综合回收利用的方法(57)摘要本发明涉及一种含砷烟尘脱砷及有价元素综合回收利用的方法，包括从含有砷锑铅的冶炼烟尘综合回收砷、锑、铅、铋等有价金属的生产，减少砷在系统累积并使其无害化。本发明提供的方法通过常压碱浸，脱除烟尘中可溶砷，浸出液中三价砷经催化氧化为五价砷后，采用石灰沉砷法和沉淀转化法合成稳定的固砷矿物，然后采用堆存的方式固化固砷矿物，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，而使锑、铅、铋等尽可能留在脱砷渣中，可以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中产生的烟灰，本方法的优势更加明显。CN106834716ACN106834716A权利要求书1/2页1.一种含砷烟尘脱砷及有价元素综合回收利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)常压碱浸在浸出温度为室温～100℃、时间为30～240min、液固体积质量比为3:1～20:1(ml:g)、NaOH浓度为0.1mol/L～6mol/L、搅拌速度为50～1000r/min的条件下对含砷烟尘进行常压碱浸出处理；过滤得浸出液和浸出渣；所述液固体积质量比是指以ml/g计，NaOH溶液与含砷烟尘的体积质量比；(2)浸出液催化氧化通过催化氧化的方式，向步骤(1)所得浸出液中加入氧化性气体和催化剂，将浸出液中的As3+转变成As5+；(3)氧化后液沉砷将步骤(2)所得氧化后的浸出液pH值调至1.5～3，以连续加料的方式加入CaO、Ca(OH)2中的一种或两种作为沉砷剂，使所述浸出液中Ca与As的摩尔比为2～8:1，沉降时间为5～100小时，反应温度为10℃～90℃；(4)沉淀转化为固砷矿物再向步骤(3)所得反应体系中添加铁盐溶液，同时加入中和剂调控反应在pH值1.5～33+3-条件下使Fe与AsO4反应生成高稳定性的固砷矿物，使反应体系中Fe与As的摩尔比控制在1～5:1；所述铁盐溶液为硫酸铁溶液、氯化铁溶液或硝酸铁溶液中的至少一种，所述中和剂为碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠溶液中的至少一种；(5)浸出渣洗涤将步骤(1)所得浸出渣采用流态化洗涤，将浸出渣中的可溶砷降至0.1％以下；(6)洗渣回收有价金属将步骤(5)所得洗渣干燥后配入木炭、煤和适量纯碱，在反应器内于900～1200℃、有C、CO条件作用下进行还原熔炼，熔炼生成泡渣、铅锑合金和烟尘；将所述烟尘返回还原熔炼或常压碱浸；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；将所述吹炼渣返回还原熔炼工序；将所述粗铅送铅精炼。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含砷烟尘以质量百分比计包括以下主要成分：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％。3.根据权利要求1或2所述的含砷物料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述氧化性气体为氧气、空气或富氧空气；优选地，所述氧化性气体的气体流量控制在1～20L/min。4.根据权利要求1或2所述的含砷物料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述催化剂为KMnO4；优选地，As与Mn的摩尔比控制在5:1～50:1。5.根据权利要求1或2所述的含砷物料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述催化氧化体系控制的温度为30℃～120℃。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述浸出渣洗涤采用流态化洗涤塔洗涤。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将步骤(5)所得洗液返回浸出过程用于2CN106834716A权利要求书2/2页配制溶液。8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(6)中所述还原熔炼、氧化吹炼所用的反应器为鼓风炉、反射炉、底吹炉、侧吹炉或顶吹炉。3CN106834716A说明书1/6页一种含砷烟尘脱砷及有价元素综合回收利用的方法技术领域[0001]本发