[发明专利]一种含砷危废料无害化处置、资源化综合利用的工艺方法

摘要

本发明公开了一种含砷危废料无害化处置、资源化综合利用的工艺方法，属于砷危废综合利用技术领域，首先采用火法系统冶炼提取含砷危废料中的砷，同时得到砷渣；砷渣经过还原熔炼得到铅合金、熔渣；熔渣经过挥发熔炼得到次氧化锌、水渣；再根据次氧化锌中不同金属的特性，采用湿法工艺回收铜、锡和铟，再进一步回收锌；其中，工艺过程中产生的砷渣和含锌渣再进入二次火法系统进行冶炼，进一步提高了所有金属的品位；使得砷、铅和锌的回收率高，铜、铟和锡浸出分离好，既实现了废渣循环回收利用，又避免了有价金属对环境的污染，更安全环保；同时，该方法原理简单、流程合理、产率和产品品位较高、成本低廉。

主权项

1.一种含砷危废料无害化处置、资源化综合利用的工艺方法，其特征在于，包括下列提炼方法：第一：砷的提炼S1.混合配料：将含砷危废料经磨粉机进行粉磨，使得90％以上的含砷危废料过100目筛，制得粉料；所述含砷危废料中含砷40％～50％、铅15％～25％、锌2％～3％、铜0.5％～1.0％、铟0.02％～0.06％和锡0.03％～0.08％；S2.挥发熔炼：将含砷危废料送入回转窑进行挥发熔炼，在温度为465℃以上、蒸气压力为0.1MPa下，使砷元素以三氧化二砷形式剧烈挥发立即将全部料转入冶炼炉内加热到550℃～700℃，产生烟气，将烟气送入蒸发冷却器后降温至200℃以下，收集砷烟尘，得纯度大于80％的白砷，其余为熔渣1；S3.金属砷的提取：将质量比为350:80的所述白砷与焦炭密封，加热至680℃～735℃使砷蒸发，随后进行410℃以下冷凝回收，得金属砷；冶金过程的物理化学反应：As₂O₃(固)＝As₂O₃(气) As₂O₃+3C＝2As+3CO As₂O₃+3CO＝2As+3COCO₂+C＝2CO          As(气)+CO(气)＝As(固)+CO；S4.收尘、废气处理：反应产生的废气经过排气管道进入到沉降室，烟气在沉降室除尘后进入脉冲除尘器进一步除尘，将沉降室和脉冲布袋收尘器收集的砷灰返回系统和白砷配料进行二次火法回收；脉冲布袋收尘器出来的废气在吸收塔经碱液吸收后，气体达标排放，碱液送至水处理回收砷；第二：合金铅的还原熔炼：将所述S2中所述熔渣1、水、石灰石和铁粉进行混合，然后制团，得团块；将所述团块和团块质量10％～12％的焦炭混合后放入富氧固硫熔炼炉中进行还原熔炼，熔炼温度为1100℃～1250℃，制得合金铅、烟尘和熔渣2；所述合金铅中铅含量为94％；第三：次氧化锌的挥发熔炼：将所述熔渣2经电热前床沉淀分离后，经溜槽流入烟化炉进行挥发熔炼，易挥发的锌、铟、铅以气态的形式进入收尘系统后与空气中的氧结合生成次氧化锌，所述次氧化锌中锌含量54％～60％；次氧化锌的浸出：在常温常压条件下，将次氧化锌与水以1:5～6.2的固液质量比混合，搅拌反应25～30min，加入浓度为98％的浓硫酸至反应液中硫酸的浓度为150～165g/L，58℃～60℃下反应1h，压滤，制得ZnSO₄、In₂(SO₄)₃、Sn₂(SO₄)₃和CuSO₄的混合浸出液和含铅浸出渣；含铅浸出渣中硫酸铅的含量为30％以上；将含铅浸出渣掺杂于所述合金铅的还原熔炼阶段进行进一步还原熔炼，使含铅浸出渣中残留的部分有价元素进一步氧化富集至次氧化锌中达到二次循环的目的；浸出过程中的化学反应方程式如下：ZnO+H₂SO₄→ZnSO₄+H₂O          PbO+H₂SO₄→PbSO₄↓+H2OPbCO₃+H₂SO4→PbSO₄↓+CO₂+H2O   CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂OIn₂O₃+3H₂SO₄→In₂(SO₄)₃+3H₂O   Sn₂O₃+3H₂SO₄→Sn₂(SO₄)₃+3H₂O；第四：单质铜、铟和锡的提炼：a.在40℃～45℃下，调节所述混合浸出液pH为0.5～0.7后加入萃取剂对其进行萃取，分离，得铟液和铟萃余液；加入锌粉于铟液中，得单质铟；b.在30℃～35℃下，调节所述铟萃余液pH为1.3～1.6后加入萃取剂对其进行萃取，分离，得锡液和锡萃余液；加入锌粉于锡液中，制单质锡；c.在25℃～30℃下，调节所述锡萃余液pH为2.9～3.2后加入萃取剂对其进行萃取，分离，得铜液和铜萃余液；加入锌粉于铜液中，制单质铜；第五：锌的提炼：在所述铜萃余液中加入活性炭进行净化，再加入质量浓度为96％的氢氧化钠沉锌，沉淀终点pH值为5.2～5.8，压滤后得氢氧化锌；将合金铅的还原熔炼阶段所得熔渣2与所述氢氧化锌混合后加入到烟化炉中进行二次冶炼，将锌还原成锌蒸气随冶炼烟气一起进入锌粉冷凝器中冷凝，再用布袋收尘器进行捕集，制得次氧化锌产品；余下的炉渣直接作为生产水泥的原料。