[发明专利]一种氧化碱浸分离锑砷烟灰中锑砷的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶炼特种金属锑、砷技术领域的一种方法。

背景技术

在一些火法冶炼过程中，常产生含有一定量锑和砷的烟灰(如铜鼓风炉烟灰等)，具有 一定的回收价值。由于锑、砷及其氧化物极易挥发，一般采用挥发焙烧的方法回收锑和砷。 例如采用反射炉还原挥发处理含锑、砷的铜鼓风炉烟灰或其他渣料，可获得高锑、砷的烟灰， 其中锑含量可达10％～40％(质量分数)，砷含量可达10％～60％(质量分数)，具有显著的富 集效果。但由于获得的烟灰中锑、砷未能有效分离，不利于锑和砷资源的进一步利用。因此， 实现锑砷烟灰中锑和砷的高效分离是亟需解决的技术问题。

据报道，针对这种高锑砷的烟灰，目前主要进一步采用火法和湿法的方法实现锑、砷分 离。CN102233229A公开了一种火法分离的方法，该方法利用三氧化二砷和三氧化二锑挥发 温度的差异而实现分步挥发，具体为先在680℃下挥发三氧化二砷，而后升温至850℃挥发 三氧化二锑；然而，火法工艺能耗高，锑、砷分离不彻底，且存在含砷粉尘污染等问题。 CN1312392公开了一种湿法分离的方法，该法采用Na₂S和NaOH混合碱溶液同步浸出锑和 砷，再用H₂O₂氧化处理硫浸液，获得粗锑酸钠沉淀和含砷酸钠的氧化液；粗锑酸钠沉淀用 HCl酸洗后用NaOH中和获得焦锑酸钠，含砷酸钠的氧化液通过加热蒸发制得砷酸钠；该法 硫化剂、氧化剂等试剂消耗大，致使该法工艺经济性欠佳。CN103757424A公开了一种选择 性浸出处理锑砷烟尘的工艺，即先将锑砷烟尘与硝酸钠、碱混合，在400～680℃煅烧，煅烧 后水浸过滤，得到偏锑酸钠滤饼和砷酸钠溶液，再将偏锑酸钠滤饼和浓缩砷酸钠溶液烘干， 分别得到偏锑酸钠和砷酸钠产品；该法工艺流程简单，易实现锑、砷分离，但由于焙烧过程 操作工艺条件差，且锑、砷易挥发，极易造成二次污染。此外，还有采用酸法浸出的工艺， 但由于酸浸过程中极易生成剧毒的砷化氢气体，对操作过程要求极高，环境不友好。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种快速、高效、成本低、流程简单、环 境友好的高锑砷烟灰中锑、砷分离的方法，实现锑和砷资源的综合回收。本发明通过对浸出 体系进行调整，改变浸出体系的气氛，使锑砷烟灰中的砷清洁转化为高价态的水溶性砷酸盐， 锑转化为溶解度很小的锑酸盐，从而实现砷与锑的高效分离。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。锑砷烟灰中的锑和砷主要以三氧化二锑和三 氧化二砷的形态存在。由于砷为两性金属，为避免剧毒砷化氢气体的产生，采用氢氧化钠或 氢氧化钾溶液作为砷的选择性浸出剂。由于氢氧化钠和氢氧化钾溶液本身不具有氧化性，需 外加氧化剂以实现砷组分的氧化，其中氧气的氧化电位较高、氧化性较强且不引人其它杂质， 为优化的廉价氧化剂。因此，可采用碱介质加压氧化技术浸出锑砷烟灰中的砷。锑在氧化性 气氛的碱性溶液中则转化为溶解度很小的锑酸盐进入渣相，由此可实现锑与砷的分离。采用 一定浓度的NaOH或KOH溶液在通入一定氧压的氧化剂条件下，将锑砷烟灰中的锑和砷分 别转化为不溶性锑酸盐和可溶性砷酸钠，利用二者溶解度的差异实现锑与砷的分离；基于砷 在碱性介质中的溶解度特性，采用蒸发增浓与冷却结晶技术制备获得砷酸盐晶体；分离砷后 的碱介质可循环用于锑砷烟灰的浸出过程；分离砷后的锑酸盐渣可作为锑矿原料用于锑氧粉 的制备。该方法的操作过程包括：

(1)将锑砷烟灰和碱浓度为400～600g/L的NaOH或KOH溶液按液固比(体积质量比) 3:1～9:1混合加入到耐碱高压反应釜中，加温至反应温度90～250℃后通入氧压为0.2～1.8MPa 的氧气、空气或富氧气体，反应1～3h后，冷却料浆至90℃以下出料，获得反应完成料浆；

(2)将步骤(1)获得的反应完成料浆进行液固分离，滤液为循环碱液，返回至步骤(1) 加压碱浸过程，滤饼主要为砷酸盐晶体、锑酸盐晶体及碱的混合物；

(3)用80～90℃的热水对步骤(2)获得的滤饼进行多级逆流洗涤，使滤饼中的砷酸盐 晶体和碱完全溶解，过滤，得到富砷洗液和锑酸盐滤饼；锑酸盐滤饼可作为锑精矿用于锑氧 粉的制备；

(4)将步骤(3)获得的富砷洗液蒸发至碱浓度为400～600g/L，后进行冷却结晶，控 制结晶终点温度为35～55℃，结晶2～12h，然后进行液固分离，固相为砷酸盐晶体，液相为 含有少量砷的结晶母液，母液返回至步骤(1)的加压碱浸过程。