[发明专利]一种含砷烟尘脱砷及分布结晶法合成固砷矿物的方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种含砷烟尘脱砷及分布结晶法合成固砷矿物的方法，该方法依次包括氧压水浸、浸出液固砷、浸出渣洗涤和洗渣回收有价金属四个步骤，该方法通过氧压水浸，脱除烟尘中可溶砷，浸出液经分步结晶法合成稳定的固砷矿物，然后采用堆存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并合成稳定的固砷矿物，而使锑、铅、铋等尽可能留在浸出渣中，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产生的烟尘，本方法的优势更加明显。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含砷烟尘脱砷及分布结晶法合成固砷矿物的方法。

背景技术

在自然界中，砷通常以毒砂(FeAsS)、砷磁黄铁矿(FeAsS₂)、砷铁矿(FeAs₂)、硫砷铜矿(Cu₃AsS₃)、雄黄(As₂S₃)、雌黄(As₂S₃)等矿物形式存在，富集于铜、铅、锌、镍、钴、金和银等有色金属矿石中；在有色冶金过程中，产出许多高砷固体物料，如焙烧与熔炼烟尘。这些物料含砷高达5～50％，同时，物料中还含有大量的有价金属，如果直接返回冶炼流程，会导致砷在系统中的循环累积。因此，通常应单独处理脱砷。砷属剧毒、致癌元素，其应用逐步萎缩，面对日趋严格的环保标准，如何处理各种高砷物料，已成为威胁有色冶金产业生存的重大问题。

目前处理含砷烟尘的方法主要是两类，一是火法分离，二是湿法分离。火法生产中，主要是利用砷的氧化物与其他元素氧化物沸点的不同，使砷与其他元素分离。中国专利CN103602835A公布了一种置换还原法获得粗砷和粗锑的方法，中国专利CN103602834A公布了一种选择性氧化-还原获得纯度不高的As2O3和粗锑的方法，中国专利CN104294053A公布了一种含砷烟尘还原挥发砷的方法，获得三氧化二砷纯度达到97.0％以上。但是如果烟尘中含有与砷元素性质接近的金属(如锑)，则获得的三氧化二砷纯度不高。湿法生产中主要有水浸、酸浸、碱浸三种工艺，但是均只能获得纯度不高的三氧化二砷、砷酸钠等产品，且对有价金属粉回收未做进一步研究。中国专利CN105567983A公布了一种铜冶炼烟尘水浸-碱浸的处理工艺，使砷与金属分离，但是砷与其他元素分离的不彻底，浸出渣中含砷仍较高。中国专利CN104357668A公布了一种用污酸浸出烟尘的方法，电积脱砷，酸浸和电积过程容易产生砷化氢。中国专利CN105648226A和CN105648227A公布了一种氧压碱浸实现砷锑分离的方法，砷锑分离的比较彻底，但是在工艺中获得的砷酸钠无市场，碲、锑等有价金属未回收。

综上所述，从烟尘中脱砷、提取有价金属的研究论文和相关专利报道很多，但现有技术仍存在着有价金属综合回收率低，砷产品市场有限，存在潜在的安全隐患的问题。因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

为了解决含砷烟尘脱砷及含综合回收有价金属的难题，本发明提出一种从含砷烟尘中回收有价金属及砷无害化处置的方法。本发明具有环保、经济、节能、资源利用率高的优点，实现了砷的无害化处理，具体采用如下技术方案：

一种含砷烟尘脱砷及分布结晶法合成固砷矿物的方法，包括如下步骤：

(1)氧压水浸：取含砷烟尘于反应釜中，向其中加入水，向反应釜中通入氧化性气体，于120～300℃，0.1～3.5Mpa下进行氧压浸出，氧压浸出结束后，经液固分离，得到含砷浸出液和浸出渣；

(2)浸出液固砷：采用分布结晶法进行固砷，调节步骤(1)所得浸出液的pH值至1.5～3，向浸出液中加入铁盐溶液，同时加入中和剂调控反应在pH值1.5～3条件下进行，使Fe³⁺与AsO₄^3-反应生成高稳定性的固砷矿物；