CN103031436A - 生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺 - Google Patents

生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103031436A
CN103031436A CN2011103028274A CN201110302827A CN103031436A CN 103031436 A CN103031436 A CN 103031436A CN 2011103028274 A CN2011103028274 A CN 2011103028274A CN 201110302827 A CN201110302827 A CN 201110302827A CN 103031436 A CN103031436 A CN 103031436A
Authority
CN
China
Prior art keywords
waste residue
arsenic
ferric
red arsenic
arsenic waste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103028274A
Other languages
English (en)
Inventor
张广积
杨超
郭佩
李向阳
曹俊雅
石绍渊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Institute of Process Engineering of CAS
Priority to CN2011103028274A priority Critical patent/CN103031436A/zh
Publication of CN103031436A publication Critical patent/CN103031436A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明采用常温常压下三价铁浸出硫化砷废渣，主要是有色金属冶炼中经硫化钠沉淀处理含砷废酸得到的硫化砷废渣。即将硫化砷废渣细磨后加入硫酸铁溶液浸出，控制体系温度及pH值，浸出液经液固分离和除砷后送入细菌培养器完成Fe3+再生，然后再次用于浸出硫化砷废渣。与传统硫酸铁法相比，该法具有处理效率高、操作费用低、设备及流程简便等优点。

Description

生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺
技术领域
本发明涉及含砷废渣的无害化处理，特别适用于有色金属冶炼中经硫化钠沉淀处理含砷废酸得到的硫化砷废渣。
背景技术
砷普遍伴生于有色金属矿物中，在有色金属提取生产过程中不同程度地进入烟气、烟尘、废酸、废水和废渣中。其中除尘后的含砷烟气烟尘一般在SO2制酸之前采用洗涤法来除去其中的砷，得到的含砷废酸经硫化钠沉淀最终得到硫化砷废渣。从整个有色冶金系统来看，进入冶炼厂的砷，除一部分直接回收成产品白砷(如从高砷烟灰中直接提取白砷)外，其它的含砷中间产物最终几乎都进入到含砷废渣中。含砷废渣对环境的污染和危害目前还没有得到彻底根治，随着高浓度含砷废物越积越多，对其无害化处理成为亟待解决的问题。
目前上述硫化砷废渣的主要处理方法有火法和湿法。火法处理容易形成二次污染，劳动条件也比较差，现已逐渐淘汰。湿法流程主要有硫酸铜置换法和硫酸铁加压氧化处理法。硫酸铜浸出法由日本住友公司开发，是用硫酸铜溶液中的Cu2+置换硫化砷中的砷，然后制得As2O3，实现与其它重金属离子的分离，得到纯度99％以上的As2O3。整个生产过程在常温常压下进行，安全可靠，但此法存在工艺流程复杂、铜消耗量大(生产1吨As2O3需消耗3吨氧化铜)等不足。硫酸铁法是美国专利，用硫酸铁在加压氧化条件下浸出硫化砷，砷溶解后氧化为五价，并与三价铁结合形成臭葱石型(FeAsO4·2H2O)砷酸铁结晶沉淀，然后进行液固分离，臭葱石沉淀可以长期稳定堆存。此方法原料成本较低，产物危险性小，被认为是现有的最佳处理方法，但由于需要高压反应设备，设备投资大，运行难度很高，很难推广使用。研究表明，硫酸铁在常压下也可以氧化浸出硫化砷废渣，并最终将砷以As2O3的形式分离出来，这实际上是硫酸铜置换法和加压氧化法的结合。但是此方法需要采用针铁矿法再生三价铁，使处理过程连续进行。针铁矿法再生三价铁包括氧化沉淀和硫酸溶解两个主要步骤，在氧化反应过程中，需要提高pH值以满足针铁矿的形成，由于反应是一个产酸的过程，要加入碱液中和，针铁矿溶解又需要添加硫酸(见式1和2)。因此，该法酸碱消耗量均较大，流程复杂，而且会造成浸出液中杂质离子的积累。
2FeSO4+1/2O2+H2O→2FeOOH↓+2H2SO4     [1]
2FeOOH+3H2SO4→Fe2(SO)3+4H2O          [2]
某些细菌，如嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称At.f菌)和中度嗜热西伯利亚硫杆菌(简称S.s菌)，可用Fe2+作为能源物质，代谢产生Fe3+，在酸性条件下直接将二价铁氧化为三价铁。因此用细菌氧化硫化砷废渣浸出液，代替针铁矿法，可以简化硫酸铁再生流程并减少酸碱消耗。
国内在硫化砷废渣处理方面的专利较少，现有的申请专利是以碱浸法为主(申请号：200910102850.1，2010102733282)，由于需要添加氢氧化钠和硫化钠等物质，处理成本较高，步骤比较繁琐，尚未见有工业应用报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种常压下三价铁[Fe2(SO4)3]氧化浸出硫化砷废渣的工艺，三价铁采用生物氧化法生成，并实现循环使用，该工艺具有处理效率高、操作和设备费用低、流程简便等优点。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：硫化砷废渣细磨后加入硫酸铁浸出液，控制反应的温度及pH值，在硫酸铁的作用下使硫化砷废渣中的砷进入溶液，然后进行液固分离，浸出液经除砷后送入细菌氧化反应器完成Fe3+再生，然后再用于浸出硫化砷废渣。
实现本发明的步骤是：(1)将废渣细磨至50-100μm，加入硫酸铁浸出液，Fe3+浓度为4-10g/L，矿浆浓度为100-300g/L；(2)控制矿浆pH为1.0-3.0，温度为20-90℃，反应1-10小时后进行液固分离，砷浸出率可达85％以上；残渣转由其它流程处理；(4)浸出液经冷冻处理，使砷的溶解度降低，形成三氧化二砷沉淀，经过滤除砷后送至细菌培养器完成Fe3+再生，然后再次用于浸出硫化砷废渣，产生的三氧化二砷精制后作为产品销售。
本发明的有益效果为：由于采用细菌氧化处理硫化砷浸出液，Fe2+可在酸性条件下直接被细菌氧化成Fe3+，可以简化硫酸铁再生流程并减少酸碱消耗；由于在常压下操作，可采用常规设备，降低设备要求及操作成本，减少操作危险性。
附图说明
附图为本发明微生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣的工艺流程简图。
其中：A三价铁浸出反应器；B固液分离反应；C冷冻除砷反应器；D三价铁生物氧化反应器
具体实施方式
实施例1：铜精矿冶炼过程中产生的砷滤饼废渣，含As 11％(重量百分比，以下类同)、S 21％、Cu 8％、Pb 1％。
将废渣细磨至-100μm加入硫酸铁溶液中浸出，Fe3+浓度为2-10g/L，矿浆浓度为150-300g/L；调节体系pH值为1.0-2.0，温度为50-95℃；反应3-8小时后进行液固分离，砷浸出率可达90％；浸出液经冷冻降温后，过滤除去结晶出来的三氧化二砷后，送至嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称At.f菌)培养器，待1-5小时后完成Fe3+再生，然后溶液再次用于浸出硫化砷废渣。
实施例2：硫化锌精矿冶炼过程中产生的硫化砷废渣，含As 13％、S 19％、Zn 9％、Cd1％。
将废渣细磨至-100μm加入硫酸铁溶液中浸出，Fe3+浓度为2-10g/L，矿浆浓度为150-300g/L；调节体系pH值为0.5-1.5，温度为50-95℃；反应3-8小时后进行液固分离，砷浸出率可达87％；浸出液经冷冻降温后，过滤除去结晶出来的三氧化二砷后后送至中度嗜热西伯利亚硫杆菌(简称S.s菌)培养器，待1-3小时后完成Fe3+再生，然后溶液再次用于浸出硫化砷废渣。
实施例3：含砷金精矿焙烧处理过程中产生的硫化砷废渣，含As 15％、S 27％、Cu 3％。将废渣细磨至-100μm加入硫酸铁浸出液中，Fe3+浓度为2-10g/L，矿浆浓度为150-300g/L；调节体系pH值为0.5-1.5，温度为50-95℃；反应3-8小时后进行液固分离，砷浸出率可达90％；浸出液经冷冻降温后，过滤除去结晶出来的三氧化二砷后送至嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称At.f菌)培养器，待1-4小时后完成Fe3+再生，然后溶液再次用于浸出硫化砷废渣。

Claims (6)

1.常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于：硫化砷废渣由有色金属冶炼中经硫化钠沉淀处理含砷废酸得到；工艺主要由三价铁浸出硫化砷废渣及细菌再生Fe3+两部分组成，具体步骤为：(1)三价铁浸出硫化砷废渣阶段，废渣细磨至50-100μm加入硫酸铁浸出液中，控制矿浆pH为1.0-3.0，温度为20-90℃，反应1-10小时后进行液固分离；(2)细菌再生Fe3+阶段，浸出液经除砷后送至细菌培养器完成Fe3+再生，然后再用于浸出硫化砷废渣。
2.根据权利要求1所述的常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于：矿浆浓度为100-300g/L，Fe3+浓度为4-10g/L。
3.根据权利要求1所述的常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于：三价铁氧化再生所用细菌为嗜酸氧化亚铁硫杆菌。
4.根据权利要求1所述的常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于：三价铁氧化再生所用细菌为中度嗜热西伯利亚硫杆菌。
5.根据权利要求1所述的常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于：硫化砷废渣为铜精矿冶炼过程中产生的砷滤饼废渣。
6.根据权利要求1所述的常温常压下生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺，其特征在于：硫化砷废渣为锌冶炼过程中产生的硫化砷废渣。
CN2011103028274A 2011-10-09 2011-10-09 生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺 Pending CN103031436A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103028274A CN103031436A (zh) 2011-10-09 2011-10-09 生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103028274A CN103031436A (zh) 2011-10-09 2011-10-09 生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103031436A true CN103031436A (zh) 2013-04-10

Family

ID=48018835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103028274A Pending CN103031436A (zh) 2011-10-09 2011-10-09 生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103031436A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103388085A (zh) * 2013-07-18 2013-11-13 扬州大学 一种高纯砷的制备方法
CN105039713A (zh) * 2015-08-25 2015-11-11 中南大学 一种硫化砷渣一步浸出固砷富集有价金属的方法
CN105967232A (zh) * 2016-05-11 2016-09-28 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种硫化砷渣浸出及同步稳定化的方法
CN106222407A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 宁波金特信钢铁科技有限公司 一种高耐温变形记忆金属橡胶的制备方法
CN111560519A (zh) * 2020-06-16 2020-08-21 江西一元再生资源有限公司 含砷金精矿的整体利用方法
CN113293299A (zh) * 2021-05-07 2021-08-24 云南省生态环境科学研究院 一种含砷危险废物资源化利用的方法
CN114934192A (zh) * 2022-06-14 2022-08-23 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种锌精矿与硫化砷渣协同浸出的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118378A (zh) * 1994-09-06 1996-03-13 吉林省冶金研究所 难选冶含金矿石或精矿的细菌预氧化方法
CN1683571A (zh) * 2004-04-15 2005-10-19 莱州天承新技术有限公司 一种高砷金矿的提金工艺
CN101935621A (zh) * 2010-02-04 2011-01-05 山东大学 一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因工程菌及其应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118378A (zh) * 1994-09-06 1996-03-13 吉林省冶金研究所 难选冶含金矿石或精矿的细菌预氧化方法
CN1683571A (zh) * 2004-04-15 2005-10-19 莱州天承新技术有限公司 一种高砷金矿的提金工艺
CN101935621A (zh) * 2010-02-04 2011-01-05 山东大学 一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因工程菌及其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
袁秋红等: "不同菌种对雌黄的生物浸出机理", 《中国有色金属学报》 *
陶敏慧等: "Fe2(SO4)3溶液细菌辅助浸出高砷金精矿", 《过程工程学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103388085A (zh) * 2013-07-18 2013-11-13 扬州大学 一种高纯砷的制备方法
CN105039713A (zh) * 2015-08-25 2015-11-11 中南大学 一种硫化砷渣一步浸出固砷富集有价金属的方法
CN105967232A (zh) * 2016-05-11 2016-09-28 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种硫化砷渣浸出及同步稳定化的方法
CN106222407A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 宁波金特信钢铁科技有限公司 一种高耐温变形记忆金属橡胶的制备方法
CN111560519A (zh) * 2020-06-16 2020-08-21 江西一元再生资源有限公司 含砷金精矿的整体利用方法
CN113293299A (zh) * 2021-05-07 2021-08-24 云南省生态环境科学研究院 一种含砷危险废物资源化利用的方法
CN114934192A (zh) * 2022-06-14 2022-08-23 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种锌精矿与硫化砷渣协同浸出的方法
CN114934192B (zh) * 2022-06-14 2024-01-30 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种锌精矿与硫化砷渣协同浸出的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103031436A (zh) 生物氧化再生三价铁浸出硫化砷废渣工艺
CN101550485B (zh) 氧压酸浸法处理锌湿法冶金净化废渣
CN101818250B (zh) 一种处理钴铜铁合金的方法
CN102031381B (zh) 用含砷锑烟灰制备焦锑酸钠的工艺
CN101497943B (zh) 过硫酸钠氧化处理钴废渣回收钴的方法
CN101407355B (zh) 一种综合利用黄钠铁矾渣的方法
CN102276099A (zh) 一种红土镍矿湿法冶炼废水的综合处理方法
CN102199708A (zh) 锑冶炼砷碱渣的处理方法
CN111647754A (zh) 一种钢铁厂含锌尘泥的综合利用方法
CN101450814A (zh) 一种新的从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法
CN102382980A (zh) 一种从海绵镉直接提纯镉的方法
CN112708777B (zh) 一种由含锌废料回收硫酸锌的方法
CN112410555B (zh) 一种湿法炼锌酸性浸出渣浮选银精矿的综合回收方法
CN109439916A (zh) 一种湿法处理含镉烟尘的方法
CN101585553A (zh) 由含钒矿石和含钒中间物料生产五氧化二钒的方法
CN104846199A (zh) 一种脱除硫酸铜溶液中铁、砷的方法
CN102994746A (zh) 工业废酸制取硫化镍精矿的方法
CN103667695A (zh) 一种从金矿石中提取砷的方法
WO2020237312A1 (en) Recovery of titanium products from titanomagnetite ores
CN114134330A (zh) 一种从高镉烟尘中回收镉的方法
CN101693554A (zh) 石煤矿提取五氧化二钒的方法
CN101818252B (zh) 一种免挥发从锌铁铟溶液中提取锌、铁、铟的方法
CN106636657B (zh) 一种含砷烟灰预脱砷的方法
CN102690951A (zh) 一种从铅阳极泥碱浸脱砷液中去除铅、锑的方法
CN106882839B (zh) 一种钛白废酸综合利用的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130410