[发明专利]一种利用冶炼炉渣脱除冶金烟尘酸浸液中砷锑的方法

说明书

技术领域

本发明是一种湿法冶金中的净化技术，具体是一种利用冶炼炉渣脱除冶金烟尘酸浸液中砷锑的方法。

背景技术

在火法冶炼过程中会产出含锌、铜、铅、锡、镉、铟、银、砷、锑、氟、氯等元素的氧化锌烟尘，此烟尘在工业生产中普遍采取硫酸浸出处理，锌以电锌形式回收，铅、银、铟富集进入酸浸渣中，镉、铜富集进入铜镉渣或铜渣中，然后再采取分离提纯方法进一步回收。但进入浸出液中砷、锑为有害元素，As含量可高达5~30g/L，Sb含量可高达0.5~5g/L，必须采取措施脱除砷锑，控制中上清液中As＜1mg/L，Sb＜1mg/L，新液中As＜0.1mg/L，Sb＜0.1mg/L，否则容易导致硫酸锌溶液净化和电解过程中产生毒气AsH₃和SbH₃，且会导致析出锌呈球苞状、条纹状和疏松状态，降低电流效率。由于烟尘中含铁量非常少，因此在工业上常采用添加七水硫酸亚铁的方式来补充铁离子，实现针铁矿晶体法或氢氧化铁胶体脱除砷、锑元素。此方法的缺点为：反应时间长，需6~12h；补充的七水硫酸亚铁量非常大，当物料中含As 1~2%时，每处理1万吨烟尘，需要补充3000~5000吨七水硫酸亚铁，价值为120~200万元，成本较高。

火法冶炼过程中产出的炉渣分为急冷水淬渣、自然冷却渣以及保温冷却渣，主要成分：FeO或Fe₂O₃、CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，该炉渣结构复杂，化学性质稳定，是一种低价值的工业废弃物，目前可应用于制造水泥、无机胶凝材料、矿渣纤维等行业，作为资源的利用水平较低。冶炼炉渣的外售价格极低，难销售，且其中有价金属锌不能得到有效回收，如果堆存渣场，每年需占用大量的场地，也不经济。

发明内容

本发明的目的就是针对现有火法冶金烟尘酸浸液除砷锑使用大量七水硫酸亚铁的问题，提出一种廉价高效的替代方案，一种利用冶炼炉渣脱除冶金烟尘酸浸液中砷锑的方法，该方法能够低成本地将酸浸液中的有害杂质砷、锑快速除去，使其含量降低，达到后续硫酸锌溶液净化段的要求。

本发明的目的通过如下手段来实现。

一种利用冶炼炉渣脱除冶金烟尘酸浸液中砷锑的方法，其特征在于它有如下步骤：

（1）在含As＞1mg/L，Sb＞1mg/L的烟尘酸浸液中加入酸，调节酸度，控制pH=0.5~4；

（2）加入冶炼炉渣和氧化剂，使冶炼炉渣在酸性、氧化气氛下与酸浸液中的砷、锑离子发生反应生成沉淀，从而转移到固体渣中，控制溶液温度为60~95℃，保温反应1~3h；

（3）反应结束后，向溶液中加入中和剂，中和溶液中剩余的酸，控制pH=4.8~5.2；

（4）将步骤（3）得到的溶液进行过滤，如过滤液As＜1mg/L，Sb＜1mg/L则为合格，将其送后续硫酸锌溶液净化除杂处理，如过滤液As＞1mg/L，Sb＞1mg/L，则对其重复步骤（1）-（3）直到合格；

（5）步骤（4）得到的滤渣采用40~70℃的水洗涤，然后再次过滤，得到的滤渣送渣场堆存，滤液为含锌溶液，可循环洗涤3~5次后返回酸浸液中回收锌。

步骤（1）中的烟尘酸浸液为火法冶炼过程中产出含铜、铅、锌、锡、镉、铟、银、砷、锑、氟、氯等元素的氧化锌烟尘经过硫酸浸出得到的溶液，主要成分为硫酸锌。

步骤（1）中加入的酸是硫酸或锌系统废电解液。

步骤（2）中的冶炼炉渣为火法冶炼过程中产出的炉渣，包括急冷水淬渣、自然冷却渣、保温冷却渣和冷却炉渣经渣选后产出尾矿渣中的任何一种，主要成分：FeO、Fe₂O₃、CaO、SiO₂、Al₂O₃和MgO等。

步骤（2）中的冶炼炉渣是经过破碎和粉碎处理的物料，其粒度为40-300目。

步骤（2）中加入的氧化剂包括臭氧、压缩空气、二氧化锰、次氯酸盐、氯酸盐、二氧化氯、高锰酸盐和双氧水中的一种或多种。

步骤（3）中加入的中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、石灰、石粉和氨水中的任何一种。