CN101200776A

CN101200776A - 一种从含三氧化二砷烟尘中脱砷的方法

Info

Publication number: CN101200776A
Application number: CNA2006101368656A
Authority: CN
Inventors: 李启厚; 刘志宏; 李玉虎
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: CN100537798C

Abstract

一种从含三氧化二砷烟尘中脱砷的方法，适用于主要是以As₂O₃的形态存在的烟尘等物料的除砷处理。是用氢氧化钠、碳酸钠或氨水调节浸出液的pH值为5～12，液固重量比为2～10∶1，在搅拌条件下添加双氧水进行浸出，双氧水的添加量为化学反应计量的100～300％，浸出温度为20～100℃，浸出时间为1～10小时，使砷溶解进入溶液，脱砷率可达80％以上，而溶液中的有价元素浓度很低，大部分保留在渣中。

Description

一种从含三氧化二砷烟尘中脱砷的方法

技术领域

本发明涉及一种用非焙烧法从烟尘中脱砷的方法。

背景技术

在锌提取的工业生产中，烟化炉产生的烟尘中含有锌、铅、锗、砷等，其中砷主要是以As₂O₃的形态存在，为了回收锌、铅和锗，通常是将烟尘返回到烧结工序配料，因而造成砷在系统中不断富集，因此如何除砷害是生产中亟待解决的问题。

目前已有一些对含砷物料的脱砷方法。如中国专利CN96112949.2公开的“高砷物料的脱砷工艺”介绍了使用氢氧化钠试剂来处理高砷物料的方法，是将NaOH水溶液与高砷物料混合拌匀，混合物的固体重量比为高砷物料：NaOH＝1∶0.3-1；所说的混合物烘干之后在300-650℃下中温焙烧2-10小时；所得焙砂用50-95℃热水浸出2-3次，每次时间1-2小时；然后用含Ca²⁺的化合物或含NH⁴⁺+Mg²⁺的化合物沉淀所得含砷溶液中的砷，至无沉淀析出为止。由于该方法包括火法过程，其工艺复杂，处理时间长，成本高。

另外中国专利CN02110552.9“一种铜锌钴物料脱除砷的方法”，是用氢氧化钠溶液浸渍铜锌钴物料颗粒，氢氧化钠溶液浓度在80-160克/升，氢氧化钠溶液与固体物料质量配比为3-7∶1，浸出时间在0.5-2小时，浸出温度在80-95℃。该方法砷及硫的脱除率极高，得到的浸出渣产品含有害杂质极少。但是该方法得到的溶液含砷仍为毒性强的+3价的砷，工艺也比较复杂，在后续石灰沉砷处理中还需要进一步氧化处理。

发明内容

本发明的目的，是在有价元素的损失尽量小的前提下，采用非焙烧法有效地除去物料中的+3价砷。

本发明的方案，用氢氧化钠、碳酸钠或氨水调节浸出液的pH值在5～12范围，浸出液与固体物料重量比为2～10∶1，在搅拌条件下添加双氧水进行浸出，双氧水的添加量为化学反应计量的100～300％，浸出温度：20～100℃，浸出时间：1～10小时。

进一步的做法是，采用循环浸出至浸出液中的砷富集到接近饱和值。

含砷浸出后液采用公知方法，添加石灰使砷沉淀，控制沉砷温度20～100℃，反应时间3～10小时，Ca/As摩尔比为1～5∶1。

本发明的方法使砷转化为5价砷溶解进入溶液，脱砷率一般可达80％以上；有价元素保留在渣中，返回烧结配料时，由于大部分砷已被脱去而有效地消除了生产中的砷害；溶液中的有价元素浓度很低，浸出后液沉砷后可作为浸出液返回使用，基本上没有废水排放，大大降低了对环境的污染。本发明采用弱苛性碱溶液氧化浸出，工艺流程简单，可以不用加热即可较快地使浸出的砷在溶液中以溶解度大的砷酸钠形态存在，有利于其进一步处理，如采用加石灰乳苛化，使砷酸钠转化为砷酸钙沉淀，成为更稳定、毒性较低的五价砷酸盐形式，经液固分离后除去。

具体实施方式

表1、表2、表3是某炼锌厂烟尘(次氧化锌)的原料条件。

表1物料中不同形态砷的含量

表2物料化学成份(平均值)

表3物料粒度组成

注：物料平均粒度为1.72μm(激光粒度分析仪)。

在本发明方法的实施例中，按照100克次氧化锌物料中含有As₂O₃的平均值计算，使其中的3价砷转化为5价砷，双氧水的理论消耗量为7.5ml。为了提高浸出效率和弥补因分解而产生的损失，双氧水的添加量最好为化学反应计量的120～200％，更高时浸出效率增加有限且消耗量过大。

浸出时，虽然可以在较大的液固比范围内进行，但过低时物料浓度太高不利于反应体系均匀，过高时浸出后液的处理量太大，一般浸出液与固体物料重量比L/S以3～5∶1为宜。

由于烟尘中砷含量一般较低，为减少浸出后液的处理量，采用多次循环浸出，循环次数一般为2～5次，以提高浸出液中砷的富集值，至接近或达到饱和值为止，再加沉淀剂沉砷，液固分离后的浸出后液作为浸出液返回使用。

为了对照，在同一原料条件下作了不添加双氧水的对比例。

对比例：100克次氧化锌物料，双氧水添加量0ml；浸出温度：室温(30℃)；浸出时间：3h；用NaOH调整溶液的pH值为11；L/S为5∶1。

脱砷率为13.4％，浸出后液中[Pb]＜0.01g/L；[Zn]＜0.01g/L；[Ge]＜0.005g/L；但91.7％的As是以As³⁺的形态存在。

以下为本发明的实例：

实施例1：100克次氧化锌物料，双氧水添加量10ml；浸出温度：23℃；浸出时间：3h；用NaOH调整溶液的pH值为11；L/S为3∶1。

脱砷率达到83.6％，浸出后液中[Pb]＜0.08g/L；[Zn]＜0.1g/L；[Ge]＜0.005g/L；98.8％的As以As⁵⁺的形态存在。

实施例2：100克次氧化锌物料，双氧水添加量20ml；浸出温度：29℃；浸出时间：3h；用Na₂CO₃调整溶液的pH值为9；L/S为5∶1。

脱砷率达到83.3％，浸出后液中[Pb]＜0.1g/L；[Zn]＜0.2g/L；[Ge]＜0.005g/L；100％的As以As⁵⁺的形态存在。

实施例3：100克次氧化锌物料，双氧水添加量15ml；浸出温度：75℃；浸出时间：1h；用氨水调整溶液的pH值为5.0；L/S为4∶1。

脱砷率达到84.1％，浸出后液中[Pb]＜0.1g/L；[Zn]＜0.2g/L；[Ge]＜0.005g/L；100％的As以As⁵⁺的形态存在。

实施例4：100克次氧化锌物料，双氧水添加量15ml；浸出温度：75℃；浸出时间：10h；用NaOH调整溶液的pH值为8.2；L/S为4∶1。

脱砷率达到84.4％，浸出后液中[Pb]＜0.1g/L；[Zn]＜0.3g/L；[Ge]＜0.005g/L；100％的As以As⁵⁺的形态存在。

将上述各例中的含砷浸出液添加石灰使砷沉淀，控制沉砷温度为60～90℃，反应时间5～7小时，Ca/As摩尔比为2～4∶1，沉砷率达到86.2～89.3％。

实例5：采用三次循环浸出，每次的浸出液分离出固体渣后再加入下一批物料和双氧水并调整pH值。每次100克次氧化锌物料，每次浸出双氧水的添加量为10ml；浸出温度：室温(30℃)；浸出时间：3h；用NaOH调整溶液的pH值为10～11.5；L/S为5∶1，结果如表4所示。

表4浸出液循环脱砷效果

如表2所示，每次脱砷率均稳定在80％以上，浸出后液中[Pb]＜0.1g/L；[Zn]＜0.1g/L；100％的As以As⁵⁺的形态存在。

实例5中经过3次循环的浸出液含砷32.1g/L，添加石灰使砷沉淀，控制沉砷温度为90℃，反应时间5小时，Ca/As摩尔比为3∶1，沉砷率达到92.3％。

Claims

1.一种从含三氧化二砷烟尘中脱砷的方法，包括将浸出后液中的5价砷用石灰沉淀除去，其特征为，用氢氧化钠、碳酸钠或氨水调节浸出液的pH值为5～12，液固重量比为2～10∶1，在搅拌条件下添加双氧水进行浸出，双氧水的添加量为化学反应计量的100～300％，浸出温度为20～100℃，浸出时间为1～10小时。

2.根据权利要求1所述的脱砷方法，其特征为，所述液固重量比为3～5∶1，双氧水的添加量为化学反应计量的120～200％。

3.根据权利要求1或2所述的脱砷方法，其特征为，将物料分2～5次加入浸出液进行循环浸出，每次的浸出液分离出固体渣后再加入下一批物料和双氧水并调整pH值。

4.根据权利要求1或2所述的脱砷方法，其特征为，所述浸出后液沉砷后返回用作浸出液。