[发明专利]一种复合冷冻分离砷碱处置砷碱渣产出工业级纯碱的方法

说明书

一种复合冷冻分离砷碱处置砷碱渣产出工业级纯碱的方法，是将砷碱渣加水循环打浆、沉淀杂质后压滤，将所得含砷碱液通过控温搅拌析晶分离出砷酸盐水合物晶体，通过冷冻静置结晶分离出Na₂CO₃·10H₂O湿晶，砷酸盐水合物晶体加Na₂S溶液沉砷，Na₂CO₃·10H₂O湿晶则重溶后进行多效蒸发以过饱和析出Na₂CO₃·1H₂O晶体，离心分离，晶体烘干即得工业级纯碱，使砷碱渣中的碱被无害化，资源化利用。本发明方法处置砷碱渣，自成独立体系，能综合回收砷碱渣中的有价值的碱，以及所含的有色金属和稀散金属，其余的砷能产出三氧化二砷产品，并且过程中无废水废渣废气排放，更重要的是，能大规模、低成本产业化实施生产。

技术领域

本发明属于环保和无机化工技术，涉及纯碱生产、冷冻结晶和多效蒸发技术，具体涉及复合冷冻分离砷碱处置砷碱渣产出工业级纯碱的方法。

背景技术

砷碱渣是锑行业在粗锑精炼除砷时产出的含砷锑熔渣，俗称“一次”高锑砷碱渣，其典型成份(重量)：As 4％～12％、Sb 10％～35％，余量为Na₂CO₃和Na₂O等。在回收锑砷烟尘反射炉熔炼时，加大量纯碱造“稀渣”产出的低锑砷碱渣，俗称“二次”砷碱渣，其典型成份(重量)：As 4％～8％、Sb 2％～6％、Pb 0.5％～1.5％、Sn 0.6％～1.5％、Te 0.05％～0.2％、In 0.02％～0.06％、Ag 0.005％～0.03％、其余为Na₂Co₃和Na₂O，前者产出量约为后者的20％～30％，为回收宝贵的锑资源，一般将一次砷碱渣，在反射炉还原熔炼回收锑后，产出的熔渣，都变成了“二次”砷碱渣。

以往针对“一次”砷碱渣，前人做了大量的研究探索，而对“二次”砷碱渣所做的研究比较少见，经典的工艺方法，包括“湖南锡矿山混合砷酸钠盐开路法”，此种方法因产出的混合砷酸钠盐的销售市场被环保严格管控，而退出市场；“广东郁南的碳酸氧钠分离砷碱法”，此种方法因高生产成本，低回收率而产业化困难；湖南辰溪矿业的水浸出砷碱，冶炼烟气脱硫，加铁盐脱砷，砷铁渣安全固砷，送填埋法，此法有已废治废的良好效益，但还是有填埋法的固有隐患。近期湖南耒阳某企业的专利CN111118301B，一种冷冻分离碱渣水浸液中砷和碱对碱渣资源回收处理的方法，介绍了一种物理分离砷碱处置砷碱渣的方法，在大规模产业化应用过程中发现，此方法一次、二次冷冻分离出的Na₂CO₃·10Na₂O湿晶中均含较高的砷(As 0.5％～1.5％)，其中的砷，在后续的水溶冷冻重结晶纯化工序中，却无法将含砷降到0.05％指准以下；且产出的产品十水碳酸钠，因含大量的结晶水，当温度超过30℃时，自溶成液态，不易保存和使用；过程中产出的废水经石灰转化后，产生的石膏渣，固含微量砷，无法像一般固废一样堆存，此技术很有迭代升级的必要。

发明内容

本发明的目的是，针对上述现有技术中对二次砷碱渣研究中存在的问题，提供一种复合冷冻分离砷碱处置砷碱渣生产工业级纯碱的方法。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种复合冷冻分离砷碱处置砷碱渣产出工业级纯碱的方法，该方法步骤如下：

步骤一：将砷碱渣加水入球磨机进行球磨循环打浆，砷碱渣与水的重量比为1：1～2.5，使砷碱渣中全部的Na₂CO₃和部分砷酸盐溶于水中；其中，打浆温度为20℃～55℃，球磨细度为20～100目。

本发明方法中的原料砷碱渣是指二次砷碱渣，其成份组成见背景技术。