本发明技术涉及一种含砷粉尘脱砷及其固化的方法，包括从含砷、锑、铅的冶炼粉尘中综合回收砷、锑、铅、铋等有价金属，并降低砷、锑、铅的含量。砷在系统中的积累并使其无害。 本发明技术提供的方法通过常压碱浸去除粉尘中的可溶性砷，浸出液中的三价砷被催化氧化为五价砷后，合成稳定的固砷矿物通过石灰沉砷，然后采用水泥固化的方法将固砷矿物固化，浸出渣经过水洗、还原熔炼、氧化吹炼等工艺，限度地回收利用各种有价元素。 该方法去除粉尘中的砷，并尽可能保留除砷渣中的锑、铅、铋等，从而实现砷与有价金属的分离，实现无害化。 本发明技术资源综合利用率高，原料应用范围广，解决了传统工艺提取过程中的污染问题，特别是铅锌冶炼过程中产生的烟尘，具有以下优点：方法的意义就比较明显了。

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【技术实施步骤摘要】

一种含砷烟气的脱砷方法及其固化

本技术属于冶金领域

具体地说，涉及一种从含砷烟气中脱砷并将其固化的方法。

技术介绍

在自然界中，砷通常以毒砂（FeAsS）、磁黄铁矿（FeAsS2）、亚砷矿（FeAs2）、铜（Cu3AsS3）、雄黄（As2S3）、雌黄（As2S3）等矿物形式存在。 集中于铜、铅、锌、镍、钴、金、银等有色金属矿石； 有色冶金过程中会产生许多高砷固体物料，如焙烧、冶炼烟气等。 这些物料中砷含量高达5-50%，还含有大量有价金属，直接返回冶炼过程，导致系统中砷的积累。 因此，除砷通常应单独处理。 砷是一种剧毒、致癌元素，其应用正在逐渐。 面对日益严格的环保标准，如何处理各种高砷物料已成为威胁有色冶金行业生存的重大问题。 目前处理含砷烟尘的方法主要有两种，一是火法分离，二是湿法分离。 在火法生产中，主要利用砷的氧化物与其他元素氧化物的沸点差异来将砷与其他元素分离。 公布了置换还原法获得粗砷和粗锑的方法，公布了选择性氧化还原法获得低纯度As2O3和粗锑的方法，公布了用含砷粉尘还原挥发性砷获得高纯度的方法97.0%以上。 但如果烟灰中含有与砷性质接近的金属(如锑)，则所得的纯度不高。 湿法生产主要有水浸、酸浸、碱浸三种工艺，但只能得到纯度较低的、钠等产品，对有价金属粉末的回收还没有做进一步的研究。 。 宣布采用铜冶炼烟气水浸-碱浸处理工艺，将砷从金属中分离出来。 制备的砷产品滞销，浸出渣中砷含量仍然较高。 公开了一种脏酸浸出烟尘并电沉积除砷的方法，酸浸和电沉积过程中容易产生胂氢。 他发表了氧压碱浸分离砷和锑的方法。 砷和锑的分离比较，但过程中得到的钠没有经过处理，碲、锑等有价金属也没有回收。 关于烟灰脱砷及有价金属提取的研究论文和相关报道较多，但有价元素综合回收率较低，砷产品市场有限，且存在安全隐患。 因此，现有技术仍有待改进和发展。

技术实现思路

为解决含砷烟气脱砷及综合回收有价金属的问题，本技术提出了一种含砷烟气脱砷并固化的方法，适用于冶炼中产生的烟气处理。有色金属加工。 可实现砷粉尘脱砷及有价元素综合回收。 该技术具有环保、经济、节能、资源利用率高的优点，实现了砷的无害化。 该技术的解决方案是通过常压碱浸的浸出方法去除烟尘中的可溶性砷，并通过催化氧化将三价砷氧化为五价砷，并通过石灰砷沉淀合成氧化液来固定砷矿物，用水泥固化的合成固砷矿物。 浸出渣经过流态化洗涤、还原熔炼、氧化吹炼等工艺，使各种有价元素得以回收利用。 该方法将粉尘中的砷脱除并固化，而锑、铅、铋等有价金属则尽可能地保留在除砷渣中，实现了砷与有价金属的分离，使其无害化。 该技术资源综合利用率高，原料范围广，解决了传统工艺提取过程中的污染问题，特别是铅锌冶炼过程中产生的烟尘。 这种方法的优点是比较明显的。 该技术是一种含砷烟气中脱砷及其固化的方法，包括以下步骤：（1）常压碱浸，浸出温度为室温至100℃，时间为30至240分钟，液体-固体体积质量比3:1～20:1(ml:g)、NaOH浓度0.1mol/L～6mol/L、搅拌速度50～1000r/min的条件下进行含砷烟气的常压碱浸处理； 过滤得到渗滤液和浸渣； 液固体积质量比是指NaOH溶液与含砷烟尘的体积质量比，单位为ml/g； (2)对渗滤液进行催化氧化，在步骤(1)得到的渗滤液中通过催化氧化添加氧化气体和催化剂，将渗滤液中的As3+转化为As5+； (3)沉淀氧化后液体中的砷将步骤(2)得到的氧化浸出液的pH值调节至1.5-3，添加CaO、Ca(OH)2中的一种或两种作为砷沉淀剂，使得浸出液中Ca与As的摩尔比为2-8:1，沉降时间5-100小时，反应温度10℃-90℃。 制造固砷矿物； (4)将水泥固化，将水泥涂覆在步骤(3)得到的固砷矿物上，水泥与固砷矿物的重量比为2:1～10:1； (5)浸出渣的洗涤对步骤(1)得到的浸出渣进行流态化洗涤，将浸出渣中的可溶性砷降低至0.1％以下； 洗涤液可返回浸出，即返回步骤(1)制备碱浸用料液。 6)洗渣回收有价金属将步骤(5)得到的炉渣干燥，加入木炭、煤和适量纯碱，在反应器中在C和CO的作用下于900-1200℃进行还原熔炼，冶炼生产泡沫渣、铅锑合金和烟灰； 将烟灰返回还原熔炼或常压碱浸步骤； 泡沫渣送铅冶炼； 对铅锑合金进行氧化吹炼，通入空气(温度优选为650-800℃)，得到锑蒸气、吹炼渣和粗铅； 将锑蒸气氧化生成三氧化二锑，为锑白产品； 吹炼渣返回还原熔炼工序； 将粗铅送至铅精炼。

利用锑氧化产生的大量热量来维持反应器必要的温度和炉内锑液的温度； 由于金属锑在熔体表面的浓度占主导，金属锑的性质比铅、铋更加活泼，从而使合金液中的锑被氧化成三氧化二锑挥发到粉尘中，而铅和铋则留在反应釜底部的铅中，做到一炉两用。 该技术所述的含砷烟尘，按质量百分比计，主要成分为：砷：1％～60％，锑：1％～55％，铅：0.1％～35％，锌：0.1％。 ％至30％，铜：0.1％至5％，碲：0.01％至3％，硒：0.01％至3％。 本技术中上述的含砷烟尘脱砷及其固化的方法，其中步骤(1)所述的浸出为常压碱浸，NaOH浓度控制为0.1mol/L～ 6mol/L，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)，搅拌转速为50-1000转/分。 步骤(2)催化氧化过程中，氧化气体为氧气、空气或富氧空气； 优选地，氧化气体的气体流量控制在1-20L/min。 步骤(2)催化氧化过程中，催化剂为KMnO4； 优选地，控制反应体系中As与Mn的摩尔比为5:1～50:1。 步骤(2)所述的催化氧化过程中，催化氧化系统控制的反应温度为30℃～120℃。 步骤(3)所述的浸出液中的砷沉淀采用石灰沉淀砷法。

步骤(3)所述合成固砷矿物的关键是调节氧化液的pH值至1.5～3，并添加CaO和Ca(OH)2中的一种或两种作为砷沉淀剂，Ca/As摩尔比为2-8:1，沉降时间为5-100小时，反应温度为10℃-90℃。 步骤(4)中的固砷矿物采用水泥固化。 步骤(4)中的水泥凝固控制条件为固砷矿物涂覆水泥，水泥与固砷矿物的重量比为2:1～10:1，优选为4:1。 在水泥中添加煤粉可以强化固化效果，煤粉的添加量为水泥固化剂质量的20%～60%，优选40%。 步骤(5)所述的浸出渣采用流化洗涤塔进行洗涤。 步骤(6)中还原熔炼和氧化吹炼所用的反应器为高炉、反射炉、底吹炉、侧吹炉或顶吹炉，优选反射炉或底吹炉。本技术方法： 1、本技术采用常压碱浸的方式，去除砷烟气中的大部分可溶性砷。 、铅、铋等有价金属，降低产品中砷的含量； 2、该技术采用催化氧化方法将As3+氧化为As5+，解决了三价砷难以氧化的难题； 3、本技术在原有技术的基础上，改变了加料方式，精确控制合成过程的pH值。 石灰砷沉淀法合成的固砷矿物可以在2-11的宽pH范围和强还原性条件下稳定储存，使As不再迁移，并且使冶炼系统中的As具有理想的开放性。电路，工艺流程简单，节约资源，保护环境。

【技术保护点】

一种含砷烟气脱砷及其固化的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)常压碱浸，浸出温度为室温～100℃，浸出时间为30～240分钟，液-固体体积质量比在3:1～20:1(ml:g)、NaOH浓度0.1mol/L～6mol/L、搅拌速度50～1000r/min的条件下，进行常压含砷烟尘的碱浸处理； 渗滤液及浸渣； 所述液固体积质量比是指NaOH溶液与含砷烟尘的体积质量比，单位为ml/g； (2)对浸出液进行催化氧化，将步骤(1)所得浸出液进行催化氧化，在浸出液中加入氧化性气体和催化剂，浸出液中的As

【技术特点总结】

1.一种含砷烟尘中砷及其固化物的脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）常压碱浸，室温至100℃，时间30至240min质量比3:1-20:1（ml:g）、NaOH浓度0.1mol/L-6mol/条件下液固体积含砷烟气常压碱浸处理L，搅拌速度50-1000r/min； 过滤得到渗滤液和渗滤渣； 所述液固体积质量比是指NaOH溶液与含砷烟尘的体积质量比，单位为ml/g； (2)对步骤(1)的渗滤液进行催化氧化，向所得渗滤液中添加氧化气体和催化剂，将渗滤液中的As3+转化为As5+； (3)氧化后液体砷沉淀将步骤(2)得到的氧化浸出液的pH值调节至1.5-3，以连续投料的形式添加CaO和Ca(OH)2中的一种或两种作为砷沉淀剂，使得浸出液中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℃； 获得固砷矿物； (4)将水泥固化，将步骤(3)得到的固砷矿物涂覆水泥，水泥与固砷矿物的重量比为2:1～10:1； (5)洗涤浸出渣：将步骤(1)得到的浸出渣流化，将浸出渣中的可溶性砷降低至0.1％以下； 加入木炭、煤和适量纯碱，在反应器中在C和CO作用下于900-1200℃进行还原熔炼，生成泡沫渣、铅锑合金和烟灰； 将烟灰返回还原熔炼或常压碱浸步骤； 泡沫渣送铅冶炼； 将铅锑合金氧化吹炼，在绝焰条件下通入空气，得到锑蒸气、吹炼渣和粗铅； 蒸汽...

【技术特性】

技术研发人员：刘志勇、刘志红、李启厚、周亚明、李玉虎、姚伟、江涛、李思维、

申请人（权）：中南大学、

类型：发明

国家省市: 湖南,43

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