CN101412538B - 从含砷金精矿粉焙烧烟尘中提取三氧化二砷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了从含砷金精矿粉焙烧烟尘中提取三氧化二砷的方法，该方法采用分阶段逐渐升温提纯工艺和骤冷提取工艺。提纯工艺是在不同温度条件下将物料中低溶点杂质挥发掉。提纯后的物料在500～550℃并保温150分钟以上，砷被氧化生成三氧化二砷气体，该气体顺序进入旋风除尘器和静电除尘器中净化，净化后的高温三氧化二砷气体直接进入120～140℃的骤冷塔内被结晶成微颗粒三氧化二砷，由布袋收砷器收集到的粉状三氧化二砷经刮板输送机输出。本发明工艺流程按排合理、可控、稳定，而且烟气三氧化二砷提取率高，提取的砷产品纯度高，很好地解决了黄金冶炼行业砷污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种从贵金属冶炼产生的烟尘中提取化工原料的方法，具体地讲，本发明涉及一种从含砷金精矿粉焙烧的烟尘中提取三氧化二砷的方法。
背景技术
大自然中的砷常伴生在金精矿内，用含砷的金精矿粉提炼黄金时，冶炼产生的烟尘中含有三氧化二砷。三氧化二砷俗称“砒霜”，是一种剧毒的重要化工原料，任意排放一是严重污染环境，二是浪费宝贵的自然资源。如何解决黄金生产过程中的三氧化二砷排放问题，一直是困扰黄金冶炼行业中的技术难题。目前，黄金冶炼行业中已有从烟尘中提取三氧化二砷的技术用于生产，其中氧化焙烧的技术相对较成熟，工程中也应用最多。氧化焙烧是冶炼黄金的前道工序，其技术特征是含砷金精矿粉在焙烧过程中砷得到充分氧化生成三氧化二砷气体，该气体经除尘净化后，在300～360℃条件下冷却结晶，三氧化二砷由布袋收砷器收集。尽管该项技术方法简单、能够有效减少砷的排放，大大改善了生产环境，但仍存在以下缺点：
(1)提取的砷产品纯度不够。含砷金精矿粉在焙烧过程中，矿物中所含的一些低熔点金属也同时以氧化物形式与三氧化二砷气体混杂在一起挥发，经布袋收砷器收集的三氧化二砷含有杂质，纯度仅达粗砷质量指标。
(2)金成份损失率高。含砷金精矿粉在焙烧温度达900℃时，生成一种低沸点砷金化合物挥发，造成金精矿粉中的微金粒或亚微金粒流失，流失的总量占含金总重量25～30％。
(3)收集到的三氧化二砷呈胶状。高温的三氧化二砷气体在冷凝至300～360℃阶段，形成玻璃胶状的三氧化二砷粘在布袋收砷器壁上，很快使布袋收砷器失去捕集能力。降温后通过人工剥离才能恢复正常功能。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种在含砷金精矿粉焙烧过程中，从产生的烟尘中提取高纯度粉状三氧化二砷的方法。该方法采用分阶段逐渐升温提纯工艺和骤冷提取工艺，工艺流程合理、可控、稳定，砷提取率高，提取的砷产品纯度高，焙烧过程中无砷污染。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
从含砷金精矿粉焙烧烟尘中提取三氧化砷的方法，它包括下列操作步骤：
(1)按焙烧炉容量填装含砷金精矿粉，将炉内升温至150～200℃并保温60～90分钟，炉内含砷金精矿粉中的水分变成水蒸气经风机排出，炉内形成的矿尘顺序进入旋风除尘器和静电除尘器中净化；
(2)接上道工序将熔烧炉升温至350～400℃并保温60～90分钟，在此温度条件下含砷金精矿粉中的硫与氧气发生激烈反应，生成气态二氧化硫随形成的矿尘顺序进入旋风除尘器和静电除尘器中净化；
(3)接第二道工序将焙烧炉升温至500～550℃并保温150分钟以上，在此温度条件下含砷金精矿粉中的砷被氧化生成三氧化二砷气体，该气体顺序进入旋风除尘器和静电除尘器中净化，净化后的高温三氧化二砷气体进入温度为120～140℃的骤冷塔内被结晶成微颗粒三氧化二砷，由布袋收砷器收集到粉状三氧化二砷经刮板输送机输出。
本发明采用分阶段逐渐升温焙烧工艺，分别去除含砷金精矿粉中的低溶点杂质。当焙烧炉温升至500～550℃并保温，砷被充分氧化生成纯度大于92％以上的气态三氧化二砷进入骤冷塔，在125～130℃条件下气态三氧化二砷快速结晶成微颗粒的三氧化二砷，积聚成粉状的三氧化二砷由布袋收砷器收集。本发明中骤冷是核心技术，骤冷使高温的气态三氧化二砷来不及生成玻璃胶状即成微颗粒，积聚成粉状的三氧化二砷易清理，不影响布袋收砷器的功能。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、采用分阶段升温并保温焙烧工艺，在各类低溶点杂质分离后得到的三氧化二砷纯度高，整个工艺过程可控、稳定；
2、高温气态三氧化二砷在骤冷条件下快速结晶成微颗粒，跳过三氧化二砷生成玻璃胶状的温度段，粉状的三氧化二砷有利于布袋收砷器收集。
3、焙烧含金精矿粉的温度低于冶炼黄金温度，不易形成挥发性的砷金化合物，焙烧过程中微粒金和亚微粒金流失量少。
附图说明
附图为本发明的工艺流程方框图。
具体实施方式
下面按附图所示的工艺流程方框图，并结合实施例对本发明作进一步说明。
从含砷金精矿粉焙烧烟尘中提取三氧化二砷的方法，它包括下列操作步骤：
(1)按焙烧炉1容量填装含砷金精矿粉，将炉内升温至150～200℃并保温60～90分钟，炉内含砷金精矿粉中的水分变成水蒸气经风机7排出，炉内形成的矿尘顺序进入旋风除尘器2和静电除尘器3中净化；
(2)接上道工序将焙烧炉1升温至350～400℃并保温60～90分钟，在此温度条件下含砷金精矿粉中的硫与氧气发生激烈反应，生成气态二氧化硫随矿尘顺序进入旋风除尘器2和静电除电器3中净化。
(3)接第二道工序将焙烧炉升温至500～550℃并保温150分钟以上，在此温度条件下含砷金精矿粉中的砷被氧化生成三氧化二砷气体，该气体顺序进入旋风除尘器2和静电除尘器3中净化，净化后的高温三氧化二砷气体进入温度为120～140℃骤冷塔4内，在此温度环境下被结晶成微颗粒三氧化二砷，由布袋收砷器5收集到的粉状三氧化二砷经刮板输送机6输出。
实施例用年产5吨黄金冶炼系统中的焙烧炉做试验，试验过程按上述工艺步骤在不同参数条件下作对比测试。实施例分6组进行，其工艺步骤、工艺参数及实测结果见下表。
实施例工艺参数及实测结果数据表
| 要素 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 第一阶段炉温(℃)/保温(分钟) | 200/60 | 200/60 | 180/60 | 180/90 | 150/60 | 150/90 |
| 第二阶段炉温(℃)/保温(分钟) | 400/60 | 400/90 | 380/60 | 380/90 | 350/60 | 350/90 |
| 第三阶段炉温(℃)/保温(分钟) | 500/150 | 500/180 | 520/150 | 520/180 | 550/150 | 550/180 |
| 骤冷塔出口温度(±2℃) | 120 | 125 | 130 | 135 | 125 | 140 |
| 三氧化二砷的纯度(粉状) | 92.4 | 96.2 | 95.3 | 96 | 93.5 | 94.9 |
| 烟气中三氧化二砷提取率(％) | 99.56 | 99.6 | 99.65 | 99.72 | 99.66 | 99.64 |
| 含砷金精矿粉脱砷率 | 86.48 | 90.65 | 91.65 | 93.26 | 92.76 | 91.82 |
| 结论 | 砷产品纯度和脱砷率指标尚可，净化 效果好 | 砷产品纯度和脱砷指标提高，净化效果与实施例1 持平 | 各项技术指标均优 | 各项技术指标最佳且经济性好 | 各项技术指标优比实施例4差一些 | 各项技术指标均优，经济性比实施例4差一些 |
从上表数据可知，实施例均按本发明的工艺流程及参数进行试验，其结果均比现有技术有明显的进步，主要技术指标均有所提高，特别是实施例1-6提取的粉状三氧化二砷纯度都在92％以上，而且烟气中三氧化二砷提取率和含砷金精矿粉脱砷率指标都比较高，很好地解决了黄金冶炼行业砷污染的技术难题。本发明中实施例4最佳，其各项技术指标均处高位且经济性好。
Claims (2)
1.一种从含砷金精矿粉焙烧烟尘中提取三氧化二砷的方法，它包括下列操作步骤：
(1)按焙烧炉(1)容量填装含砷金精矿粉，将炉内升温至150～200℃并保温60～90分钟，炉内含砷金精矿粉中的水分变成水蒸气经风机(7)排出，炉内形成的矿尘顺序进入旋风除尘器(2)和静电除尘器(3)中净化；
(2)接上道工序将焙烧炉(1)升温至350～400℃并保温60～90分钟，在此温度条件下含砷金精矿粉中的硫与氧气发生激烈反应，生成气态二氧化硫随形成的矿尘顺序进入旋风除尘器(2)和静电除尘器(3)中净化；
(3)接第二道工序将焙烧炉(1)升温至500～550℃并保温150分钟以上，在此温度条件下含砷金精矿粉中的砷被氧化生成三氧化二砷气体，该气体顺序进入旋风除尘器(2)和静电除尘器(3)中净化，净化后的高温三氧化二砷气体进入骤冷塔(4)骤降到120～140℃被结晶成微颗粒三氧化二砷，由布袋收砷器(5)收集到粉状三氧化二砷经刮板输送机(6)输出。
2.按权利要求1所述的从含砷金精矿粉焙烧烟尘中提取三氧化二砷的方法，其特征在于：所述骤冷塔(4)内温度骤降到125～130℃。
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