[发明专利]一种含砷烟尘的综合处理方法

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。

主权项

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、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；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％；(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+；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；所述催化剂为KMnO4；反应体系中As与Mn摩尔比控制在5:1～50:1；催化氧化体系控制的温度控制在30℃～120℃；(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；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AsO43‑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；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1～8:1，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Fe3+与AsO43‑反应生成高稳定性的固砷矿物；控制反应条件：温度为室温～120℃，反应时间为1～10h，搅拌速度50～500r/min，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中的至少一种；所述石灰沉砷法包括：将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℃；所述沉淀转化法包括：向步骤(2)所得反应体系中添加铁盐溶液，使反应体系中Fe与As的摩尔比控制在1～5:1，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Fe3+与AsO43‑反应生成高稳定性的固砷矿物；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中的至少一种；(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。