一种含砷烟尘的综合处理方法.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CN106834708A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201611191074.3C22B30/04(2006.01)(22)申请日2016.12.21C22B30/06(2006.01)A62D3/33(2007.01)(71)申请人中南大学A62D101/43(2007.01)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周亚明李玉虎姚伟王祖林姜波(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)C22B13/02(2006.01)C22B13/00(2006.01)C22B30/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种含砷烟尘的综合处理方法(57)摘要本发明涉及一种含砷烟尘的综合处理方法，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。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，采用调控生长法、分布结晶法、石灰沉砷法和沉淀转化法中的一种或多种结合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。CN106834708ACN106834708A权利要求书1/2页1.一种含砷烟尘的综合处理方法，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)氧化后液固砷将步骤(2)所得氧化后的浸出液采用调控生长法、分布结晶法、石灰沉砷法、沉淀转化法中任意一种或几种结合的方法合成稳定的固砷矿物，然后堆存或用水泥包覆固化；(4)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；(5)洗渣回收有价金属将步骤(4)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步骤；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，氧化性气体的气体流量控制在1～20L/min；和/或，所述催化剂为KMnO4；优选反应体系中As与Mn摩尔比控制在5:1～50:1；和/或，催化氧化体系控制的温度控制在30℃～120℃。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述调控生长法包括：将所得浸出液pH值调至1.5～3，在持续通入氧化性气体的同时加入沉砷剂亚铁盐溶液，于温度75～90℃反应5～24h，同时加入中和剂调控反应在pH值1.5～3条件下进行反应，使Fe3+与3-AsO4反应生成高稳定性的固砷矿物；其中，氧化性气体流量为1～20L/min，反应体系中Fe与As的摩尔比为2～5:1；所述氧化性气体为氧气、空气或富氧空气；所述亚铁盐溶液为硫酸亚铁溶液、氯化亚铁溶液或硝酸亚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中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述分布结晶法包括：将所得浸出液的初始pH值调至1.5～3，加入铁盐溶液，使所述浸出液中Fe与As的摩尔比为1～8:3+3-1，，同时加入中和剂调控反应在pH值1.5～3条件下进行反应，使Fe与AsO4反应生成高稳定性的固砷矿物；控制反应