[发明专利]一种从锑砷烟灰中分离出锑砷的工艺方法

说明书

一种从锑砷烟灰中分离出锑砷的工艺方法，具体过程为：将锑砷烟灰与一定浓度的碱溶液配料混合后置于耐碱耐压反应釜中，通入一定压力的气体氧化剂，在一定温度下反应；反应结束后，待料浆温度冷却至90℃以下时进行液固分离，液相返回至加压碱浸过程；而后用热水对滤饼进行多级逆流洗涤、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；蒸发富砷洗液后冷却结晶，控制结晶终点温度及结晶时间，液固分离后可获得砷酸盐晶体，结晶母液为含有少量砷的碱液，返回用于锑砷烟灰的浸出过程。本发明工艺简单，锑、砷分离彻底，可避免焙烧工艺砷挥发和酸浸工艺砷化氢气体产生的危害，环境友好。

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：