一种高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法与流程

1.本发明属于有色冶金环保及资源综合回收利用技术领域，具体涉及高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法。


背景技术：

2.砷是污染环境的有害元素，也是有色冶炼过程中的有害元素，常与多种有色金属矿伴生共存，在有色冶炼过程中进入烟尘形成高砷烟尘。近年来，随着各大有色冶炼企业的扩产扩能，高品位矿产资源的日趋枯竭，加大了对复杂多金属矿产及含砷矿物的开采利用，将大量的砷、锑等带入生产流程，产出大量的高砷含锑烟尘。为综合回收利用高砷烟尘中的有价金属，减轻对环境的污染，研发一种高效分离砷、锑的方法可有效解决砷开路的问题。
3.随着国家环保政策对含砷物料处置的日趋严格，含砷危废物料的处置成为有色冶炼企业的技术难题。目前砷的开路方式主要有制备高品级金属砷、as2o3、砷系列化工产品以及砷合金等。然而砷、锑在有色冶炼烟尘中常以伴生的形式存在，如何有效的分离烟尘中的砷、锑得到as2o3产品成为解决砷开路问题的关键。
4.目前常见的砷锑分离方法主要有火法及湿法工艺两种。火法工艺主要的处理手段有真空蒸馏法及高温挥发法，其两者均利用了砷锑化合物饱和蒸气压的差异性，实现砷锑的有效分离，但经济成本较高，工业化推广应用较为困难，且对环境保护安全措施要求较为严格。湿法工艺主要包括酸浸、碱浸、双氧水氧化法等，酸浸主要为硫酸—硝酸体系，该体系是将砷氧化后加入一定量的石灰乳以砷钙渣的形式脱除砷，产出的砷钙渣亦属于含砷较高的“危废”渣，需进一步处理方能进入渣场堆存。


技术实现要素：

5.本发明主要针对现有砷锑分离技术手段存在的问题及不足，提供一种火法高效分离高砷烟尘中砷、锑的方法。
6.本发明采取的技术方案如下。
7.一种高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法，方法步骤如下：
8.(1)固锑：向高砷烟尘中加入固体添加剂并混合均匀，然后在300～500℃焙烧反应2～6h，使高砷烟尘中的低价锑氧化物转型为难挥发的高价锑化合物，并在焙烧过程中对产生的as2o3烟气进行收集，反应结束后获得as2o3产品及含砷富锑焙烧渣；所述高砷烟尘中的砷含量为30～70wt.％，锑含量为0.3～1.8wt.％；所述固体添加剂是mno2含量为30～70wt.％的复合添加剂；添加剂的加入量为高砷烟尘的20～40wt.％；
9.(2)挥发砷：将上述步骤(1)中所得含砷富锑焙烧渣继续升温至500～750℃焙烧反应3～6h，此过程中对挥发出的as2o3烟气进行收集，反应结束后获得as2o3产品及含锑二次物料。
10.所述复合添加剂为工业级mno2与高锰酸钾、氧化铜、过氧化氢中的一种或几种的混合物。
11.所述步骤(1)和步骤(2)中对挥发出的as2o3烟气采用布袋及沉降室进行收集。
12.本发明充分利用了低温状态下as2o3易挥发、高价锑化合物难挥发这一特性，在高活性的添加剂的作用下，将高砷烟尘中的低价锑选择性氧化为难挥发的高价锑化合物，再进一步挥发砷，从而得到高品级as2o3产品，锑固存于渣中得到富集，较好的实现了砷锑的有效分离。该方法操作简单，易于实现产业化，具有较好的应用前景。
附图说明
13.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
15.实施例1
16.高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法，如图1所示，方法步骤如下：
17.(1)固锑：将10kg高砷烟尘(含砷量为63.76％，锑含量为0.776％)与3kg工业级mno2(mno2的含量为70wt.％)混合均匀，放置于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为380℃，反应3h，在此过程中as2o3进入烟气中，采用布袋收尘对as2o3烟气进行收集，得到as2o3产品(as2o3含量≥99％)，反应结束后获得含砷富锑焙烧渣(亦可称为脱砷渣)。锑富集在渣中，实现了砷和锑的有效分离。
18.(2)挥发砷：将含砷富锑焙烧渣在马弗炉中继续升温至650℃反应6h，此过程中对挥发出的as2o3烟气继续用布袋收尘进行收集，反应结束后获得as2o3产品(as2o3含量≥99％)及含锑二次物料。该含锑二次物料可作为锑冶炼原料。
19.取样检测可知，高砷烟尘经该工艺处理后，砷挥发率约为87％，得到了有效回收。锑挥发率仅为4％。
20.实施例2
21.高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法，方法步骤如下：
22.(1)固锑：将10kg高砷烟尘(含砷量为69.73％，锑含量为0.36％)与3kg工业级mno2、1kg氧化铜(mno2的含量为30wt.％)混合均匀，放置于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为500℃，反应2h，在此过程中对as2o3烟气进行收集，获得as2o3产品(as2o3含量≥99％)，反应结束后获得含砷富锑焙烧渣。
23.(2)挥发砷：将含砷富锑焙烧渣继续升温至750℃反应3h，此过程中对挥发出的as2o3烟气进行收集，反应结束后获得as2o3产品(as2o3含量≥99％)及含锑二次物料。
24.取样检测可知，高砷烟尘经该工艺处理后，砷挥发率约为86％，锑挥发率约为0.4％。
25.实施例3
26.高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法，方法步骤如下：
27.(1)固锑：将10kg高砷烟尘(含砷量为31.69％，锑含量为1.68％)与1kg工业级mno2、0.5kg的高锰酸钾、0.5kg的过氧化氢(mno2的含量为30wt.％)混合均匀，放置于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为300℃反应6h，在此过程中对as2o3烟气进行收集，获得as2o3产品(as2o3含量≥99％)，反应结束后获得含砷富锑焙烧渣。
28.(2)挥发砷：将所得含砷富锑焙烧渣继续升温至500℃反应4h，此过程中对挥发出的as2o3烟气进行收集，反应结束后获得as2o3产品(as2o3含量≥99％)及含锑二次物料。
29.取样检测可知，高砷烟尘经该工艺处理后，砷挥发率约为87％，锑挥发率为0。
30.以上所述仅为本发明的部分实施例，并非对本发明所做的限制。在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均属于本发明保护范围。


技术特征：
1.一种高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法，其特征在于，方法步骤如下：(1)固锑：向高砷烟尘中加入固体添加剂并混合均匀，然后在300～500℃焙烧反应2～6h，使高砷烟尘中的低价锑氧化物转型为难挥发的高价锑化合物，并在焙烧过程中对产生的as2o3烟气进行收集，反应结束后获得as2o3产品及含砷富锑焙烧渣；所述高砷烟尘中的砷含量为30～70wt.％，锑含量为0.3～1.8wt.％；所述固体添加剂是mno2含量为30～70wt.％的复合添加剂；添加剂的加入量为高砷烟尘的20～40wt.％；(2)挥发砷：将上述步骤(1)中所得含砷富锑焙烧渣继续升温至500～750℃焙烧反应3～6h，此过程中对挥发出的as2o3烟气进行收集，反应结束后获得as2o3产品及含锑二次物料。2.根据权利要求1所述的一种高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法，其特征在于，所述复合添加剂为工业级mno2与高锰酸钾、氧化铜、过氧化氢中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1或2所述的一种高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法，其特征在于，采用布袋收尘收集上述步骤(1)和步骤(2)挥发出的as2o3烟气。

技术总结
一种高砷烟尘中砷、锑高效分离的方法，方法步骤如下：固锑：向高砷烟尘中加入固体添加剂并混合均匀，然后在300～500℃焙烧反应2～6h，使高砷烟尘中的低价锑氧化物转型为难挥发的高价锑化合物，并在焙烧过程中对产生的As2O3烟气进行收集，反应结束后获得As2O3产品及含砷富锑焙烧渣继续升温至500～750℃焙烧反应3～6h，此过程中对挥发出的As2O3烟气进行收集，反应结束后获得As2O3产品及含锑二次物料。本发明得到高品级As2O3产品，锑固存于渣中得到富集，较好的实现了砷锑的有效分离。该方法操作简单，易于实现产业化，具有较好的应用前景。前景。前景。


技术研发人员：孙磊 季登会 刘新阳 黄迎红 陈学元 刘会讲 张春景 陈绍雄 姜昆 秦龙
受保护的技术使用者：云南锡业研究院有限公司
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/2/24