[发明专利]一种含砷烟尘中铅锌砷的提取方法

说明书

本发明公开了一种含砷烟尘中铅锌砷的提取方法，将含砷烟尘配入煤粉及碱土金属氧化物粉，混合物制球后，在200Pa以下进行两段真空蒸馏，在800℃～850℃下，保温0.5～2小时，进行一段蒸馏，蒸馏出含砷烟尘中的砷，再将蒸馏残渣进行二段真空蒸馏，二段蒸馏的温度为1000℃～1200℃，保温时间为0.5～5小时，所得馏出物即为铅锌合金物料，蒸馏残渣为含铜物料等。本发明利用含砷烟尘中铅锌砷在不同温度时的蒸气压差异来实现含砷烟尘中铅锌和砷与烟尘中难挥发组分之间的分离。在蒸馏过程中大量的铅、锌和砷被分离除去，蒸馏残渣中剩余物为铜的化合物，实现了含砷烟尘中砷、铅锌与烟尘中难挥发金属的初步分离。该方法操作方便，能源利用率和加热效率高，安全卫生无污染。

技术领域

本发明属于铜冶金领域，涉及铜冶金过程中产生的含砷烟尘中铅锌砷的提取，具体涉及一种含砷烟尘中铅锌砷的提取方法。

背景技术

铜冶炼过程中，铜矿中伴生的大部分易挥发组分如Pb、Zn、As、Sb、Bi、Cd和Sn等会进入烟气，烟气在收尘系统中收集后形成烟尘。尽管烟尘成分随精矿成分的变化会有差异，但烟尘中Pb、Zn和As的含量普遍较高，通常Pb、Zn和As的含量分别在17％、13％和10％左右，这类烟尘统称为含砷烟尘。含砷烟尘中Pb的主要存在形式为PbO和PbSO₄，Zn的主要存在形式为ZnO、ZnSO₄和Zn₃As₂O₈，As的主要存在形式除了与其它金属形成的砷酸盐外，主要以As₂O₃的形式存在。

含砷烟尘属于危险废物，必须进行处理，同时，其中也含有大量的有价金属，因此对含砷烟尘的资源利用提出了多种方法，目前具有代表性的处理方法主要有：还原熔炼-湿法浸出工艺和湿法浸出工艺。还原熔炼-湿法浸出工艺是将高砷铜烟尘进行还原熔炼，其中的铅、铋、锡等进入合金，砷挥发进入烟尘，由于熔炼温度较高，部分有价金属也会挥发进入烟尘，该工艺存在有价金属回收率低的问题。湿法浸出工艺是采用湿法浸出的方法将高砷铜烟尘中的铜、锌和铟等可浸出元素浸入溶液，铅、铋和锡等难浸出元素留在渣中，实现各元素的回收利用，砷主要是浸入溶液，砷采用中和沉淀的方法以砷铁渣的形式除去，该工艺存在砷铁渣量大以及置换铜过程会产生剧毒砷化氢气体的问题，同时砷铁渣也是危险废物，难以利用。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明提出了一种含砷烟尘中铅锌砷的提取方法，本发明能够解决现有技术中工序多，工艺冗长、金属回收率低以及污染物产生量大的问题，并使含砷烟尘中的铅锌砷与烟尘中其它难挥发组分实现有效分离，便于后续处理。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种含砷烟尘中铅锌砷的提取方法，向含砷烟尘中加入煤粉和碱土金属氧化物粉，充分混合形成混合物，对混合物进行压球，然后将压球后的混合物进行真空蒸馏；

真空蒸馏时：在800℃～850℃下进行一段蒸馏，保温时间0.5～2小时，一段蒸馏结束后降温，再收集蒸馏获得的馏出物，所得馏出物为As₂O₃；

再对剩余残渣进行二段蒸馏，蒸馏温度为1000℃～1200℃，保温时间为0.5～5小时，蒸馏结束后降温，再收集蒸馏获得的馏出物，所得馏出物为铅和锌的混合物；

其中，以质量比计，含砷烟尘∶煤粉∶碱土金属氧化物粉＝100∶(1～20)∶(1～20)。

含砷烟尘为铜冶金过程中产出的含砷烟尘、锡冶炼过程产出的含砷烟尘和铅锌冶炼过程产出的含砷烟尘中的一种或几种的组合。

煤粉为原煤粉、焦粉和兰炭粉中的一种或几种的组合。

碱土金属氧化物粉为生石灰、白云石粉和石灰石粉中的一种或几种的组合。

真空蒸馏时，压力不高于200Pa。