[发明专利]一种砷碱渣资源化高效综合利用的方法

说明书

本发明公开了一种砷碱渣资源化高效综合利用的方法，该方法是将砷碱渣进行氧化水浸后，固液分离，得到浸出液和锑富集渣；将铵源溶液与金属氧化物反应，得到金属铵络合离子溶液；在浸出液中加入金属铵络合离子溶液及晶体生长促进剂进行反应，反应所得混合溶液依次经过陈化、结晶、沉淀和固液分离，所得固相为砷酸铵金属盐产品；液相先经过加热脱铵处理，再通入二氧化碳反应析出碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠晶体经过热分解，得到碳酸钠产品。该方法可以实现砷碱渣中锑、碱和砷的快速、高效分离，解决砷与碱的高效分离问题，且该方法低成本、过程简单、操作方便，满足工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种砷碱渣的处理方法，特别涉及砷碱渣中砷与碱的高效分离方法，属于资源综合利用技术领域。

背景技术

锑精炼产出的砷碱渣中的砷主要以砷酸钠形式存在，剧毒且易溶于水，因此不宜露天堆放。目前，我国砷碱渣的堆存总量已经达到5万多吨，且每年以0.5～1万吨的速度增加。大量的砷碱渣积压使许多锑冶炼企业的管理成本增加，同时也给生态环境造成严重的威胁。

砷碱渣的处理方式有填埋、火法、湿法等处理方法。填埋处理由于安全性低，管理费用高，已经很少采用。采用氧化焙烧挥发法处理砷碱渣制取As₂O₃易带来二次污染，且处理含砷较低的砷碱渣效果不佳。在湿法处理工艺中，通常采用热水浸出砷碱渣，金属锑、锑酸钠等保留在砷锑渣中，碳酸钠、砷酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠等可溶性钠盐进入浸出液，然后蒸发结晶得到砷、碱混合盐，由于该混合盐成分不稳定，应用价值不大。采用钙盐法处理含砷废液形成的砷酸钙不易进一步处理，且不能露天堆放，没有从根本上解决砷污染的威胁。而采用铁盐法处理含砷废液时，形成的砷酸铁虽然比较稳定，但砷资源没有被充分利用。

砷碱渣资源化处理技术的关键在于砷与碱的高效分离，其本质问题在于碱度和碳酸根含量高，传统的除砷方法在砷酸根/碳酸根/氢氧根的选择性方面不足。例如：钙渣法，加入大量石灰使砷酸根转变为砷酸钙，但是钙离子与碳酸根反应生成大量的碳酸钙进入砷渣，渣品位低/渣量大，砷渣后续处理成本高；中和-硫化法消耗大量硫酸，引入大量硫酸根，未能实现碱的利用，后续水处理依然是个问题；二氧化碳法利用碳酸氢钠的溶解度小的原理分离碱和砷，但是分离效率较低，难以实现彻底分离。

发明内容

针对现有技术中高碱砷渣的处理方法存在成本高、效率低、砷碱分离不彻底等缺陷，本发明的目的是在于提供一种利用金属铵络合离子来捕集砷碱渣浸出液中砷酸根离子并转化成稳定性好、结晶性好、溶解度小的砷酸铵金属盐沉淀，从而实现砷碱渣浸出液中砷和碱高效分离的方法，该方法快速、高效、低成本，且过程简单、操作方便，能耗低，满足工业化生产。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种砷碱渣资源化高效综合利用的方法，其包括以下步骤：

1)将砷碱渣进行氧化水浸后，固液分离，得到含碳酸钠和砷酸钠的浸出液和锑富集渣；

2)将氨水和/或铵盐溶液与碱土金属氧化物和/或过渡金属氧化物反应，得到金属铵络合离子溶液；

3)在含碳酸钠和砷酸钠的浸出液中加入金属铵络合离子溶液及晶体生长促进剂进行反应，反应所得混合溶液依次经过陈化、结晶、沉淀和固液分离，所得固相为砷酸铵金属盐产品；

4)将3)固液分离所得液相先经过加热脱铵处理，再通入二氧化碳反应析出碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠晶体经过热分解，得到碳酸钠产品。