一种从含砷烟尘中脱砷及其固化的方法.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CN106801145A(43)申请公布日2017.06.06(21)申请号201611192002.0C22B13/02(2006.01)(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周亚明李启厚李玉虎姚伟朱银李思唯(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)C22B30/04(2006.01)C22B30/02(2006.01)C22B13/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种从含砷烟尘中脱砷及其固化的方法(57)摘要本发明涉及一种从含砷烟尘中脱砷及其固化的方法，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，采用调控生长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。CN106801145ACN106801145A权利要求书1/2页1.一种从含砷烟尘中脱砷及其固化的方法，其特征在于，所述含砷烟尘中含有砷、锑和铅；所述方法包括以下步骤：(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、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：在所述浸出液中加入氧化性气体和催化剂进行催化氧化反应，使含砷化合物中的砷被氧化至五价，获得氧化后液；(3)氧化后液固砷：采用调控生长法将所述氧化后液中的含砷化合物以形式固化，获得固砷矿物；再采用堆存方式将所述固砷矿物进一步固化；(4)浸出渣洗涤：将步骤(1)所得浸出渣经过流态化洗涤，使浸出渣中的可溶性砷含量降至0.1％以下；过滤后，得洗液和洗渣；所述洗液返回常压碱浸过程；(5)洗渣回收有价金属：将所述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；将所述烟尘返回所述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，作为锑白产品；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，所述含砷烟尘中包含以下元素：砷、锑、铅、锌、铜、碲、硒、铋、锡；优选地，以质量百分比计，包含：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％，铋0.01％～3％，锡0.01％～1％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水浸浸出温度为室温～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。4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述氧化性气体为氧气、空气或富氧空气，优选所述氧化性气体的流量为1～20L/min；和/或，所述催化剂为KMnO4，优选砷元素与锰元素的摩尔比为5:1～50:1。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述催化氧化的温度为30℃～120℃。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述调控生长法具体为：将所述氧化后液的pH值调至1.5～3，持续通入氧化性气体的同时加入亚铁盐溶液，在温度75℃～90℃的条件下反应5h～24h，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3-AsO4反应生成高稳定性的固砷矿物。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，加入亚铁盐溶液的同时还加入碱性中和剂；所述碱性中和剂优选为碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠中的至少一种。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述通入氧化性气体的流量为1～20L/min。9.根据权利要求6～8任意一项所述的方法，其特