CN103572041A - 一种高砷铁矿湿法深度脱砷的方法 - Google Patents

一种高砷铁矿湿法深度脱砷的方法 Download PDF

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付广义
田原
向仁军
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Abstract

本发明公开了一种高砷铁矿湿法深度脱砷的方法。它是将含砷金属矿样粉碎，加入到质量分数10～20%的硫酸溶液中进行搅拌浸出，浸出完毕进行固液分离，对固体用水进行洗涤；将洗涤后的固体再加入到质量分数10～20%的硫酸溶液中进行搅拌浸出，浸出完毕进行固液分离，对固体用水进行洗涤，由此得到脱砷后的金属矿。本发明的高砷铁矿湿法深度脱砷的方法是湿法工艺，由于三氧化二砷是剧毒物质，因此，本方法具有高温挥发不可比拟的优越性，通过该方法，湿法处理后的矿样最低可达到0.2%左右含量。本发明的方法使用中常温常压条件，设备投资小，操作简便，有利于在中小企业简介推广应用，易于工业化。

Description

一种高砷铁矿湿法深度脱砷的方法
技术领域：
本发明涉及金属矿冶炼领域，特别是涉及一种高砷铁矿湿法深度脱砷的方法。
背景技术：
目前国内外处理高砷铁矿的方法可分为2种：一种是用氧化焙烧、还原焙烧和真空焙烧等火法进行处理，砷直接以白砷形式回收；另一种是采用酸浸、碱浸或盐浸等湿法流程，先把砷从矿中分离出来，然后再进一步采用硫化法处理或进行其它无害化处理。酸浸预处理是矿石预处理的另一分支，具有焙烧工艺不具备的优点，不存在过烧或欠烧造成的二次难浸出问题，环境污染小，适应性强，可根据不同的矿石选用不同的试剂进行处理。目前国内外相关技术有：(1)常压酸处理通常是采用过一硫酸对难浸含砷金矿石进行氧化。（2）湿法氯化法利用氯气(或含氯氧化剂)对难处理金矿石进行氧化预处理。（3）硝酸氧化法是一种以硝酸作催化剂，在低温、低压条件下氧化黄铁矿和砷黄铁矿的预处理方法。我国在酸浸脱砷工艺上也有不少的发明专利，如：
（1）含砷废弃物无害化处理方法（专利申请号CN200410018281.X），发明公开了一种含砷废弃物无害化处理方法，包括如下步骤：将含砷废弃物加水和硫酸，使水中砷的浓度为53000mg/l～73000mg/l，加入双氧水，然后加入碱性物质，控制pH为8.5～12，维持5～60分钟，加硫酸亚铁，控制pH为8～10，在60-90℃下通入压缩空气，反应10～60分钟，即可将废水中的砷反应生成无害的铁氧体。但此方法仅限于讲废弃物无害化，没有达到回收利用的效果，此外，发明还受到高温高压条件限制。
（2）中国专利文献公告号CN1177645A的方法是在催化剂存在下，对悬浮于硫酸溶液中的锌的硫化矿粉进行催化氧化浸取硫酸锌。具体的工艺是将硫化锌矿粉与浸出剂硫酸和由硝酸、三价铁离子、二价铜离子、活性炭组成的催化剂充分搅拌，硫化锌矿中的硫化锌形成锌离子进入溶液中，S形成单质硫。浸出时的硫酸浓度为0.1～2.0mol/L，复合催化剂的成分为铜离子0.1～0.5mol/L，硝酸根离子0.1～1.0mol/L，活性炭1Kg/m3，浸出的温度为70-90℃，固液比为1∶3～5。该法浸出速度较快，但复合催化剂的成分复杂，而且各成分的浓度高，对硫酸锌的纯度带来不利的影响，其工艺过程也复杂。
此外采用酸浸的方法虽然能够对矿样中的砷进行有效的脱出，但是无法达到深度脱砷，矿样中砷的含量依然很难符合冶炼需求，且仅限于用于矿样脱砷预处理，因此，针对以上不足，实有必要研发一种高效环保的矿样脱砷方法。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够使矿样中的砷含量深度脱除，有利于矿样的回收利用，且其设备投资小，工艺操作简便的高砷铁矿湿法深度脱砷的方法。
本发明的高砷铁矿湿法深度脱砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将含砷金属矿样粉碎，加入到质量分数10～20%的硫酸溶液中进行搅拌浸出，浸出完毕进行固液分离，对固体用水进行洗涤；
b、将洗涤后的固体再加入到质量分数10～20%的硫酸溶液中进行搅拌浸出，浸出完毕进行固液分离，对固体用水进行洗涤，由此得到脱砷后的金属矿。
所述的步骤a和b中的浸出温度为常温，浸出时间为0.5～2小时，含砷金属矿样与硫酸溶液的固液比，以及洗涤后的固体与硫酸溶液的固液比都为1：3～5。
所述的将含砷金属矿样粉碎，其是破碎至80～280目。
本发明加入硫酸酸浸，会发生以下反应：
砷酸盐与硫酸反应：
2FeAsO4+3H2SO4→Fe2(SO4)3+2H3AsO4
单质砷与硫酸反应：
2As+3H2SO4→As2O3+3SO2+3H2O
通过硫酸的强氧化性，使矿样中的低价态氧化砷转化为高价态氧化砷，利用高价态氧化砷溶于酸液的特性，从而进入液相排除。
对于步骤a和b中的浸出完毕进行固液分离，是浸出完毕后，沉降30min，然后采用过滤进行固液分离。
经过本发明的高砷铁矿湿法深度脱砷的方法处理后得到的脱砷后的金属矿可以送至进行深加工，进行冶炼。
本发明采用适宜浓度的硫酸酸浸，利用砷酸、高价态氧化砷具有可溶于水的特性、三氧化二砷溶于酸性溶液的特点，使矿样中的砷进入液相，通过固液分离对砷进行脱除。再酸浸原有的基础上，通过合理的工艺条件安排，进行两段式脱除处理，使矿样中的砷含量深度脱除，有利于矿样的回收利用，且其设备投资小，工艺操作简便。
本发明的高砷铁矿湿法深度脱砷的方法是湿法工艺，由于三氧化二砷是剧毒物质，因此，本方法具有高温挥发不可比拟的优越性，通过该方法，湿法处理后的矿样最低可达到0.2%左右含量。本发明的方法使用中常温常压条件，设备投资小，操作简便，有利于在中小企业简介推广应用，易于工业化。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
称取30kg高砷尾砂矿试样(铁的含量达到37.29%，砷的含量达到6.314%)，破碎至160目占85%，加入浓度质量分数15%的硫酸溶液中，固液比为1:3，通过搅拌速度为60转/分搅拌1h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体进行洗涤，将洗涤后的固体再次加入质量分数15%的硫酸溶液中，固液比为1:3，60转/分的搅拌速度搅拌1h后，沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体再次进行洗涤，洗涤后的固体即为脱砷后的金属矿，离心脱水、烘干得样品。金属矿样中铁的含量为32.3%，砷的含量为0.35%，砷的脱除率达到94.5%。
实施例2：
称取30kg硫铁矿焙烧矿试样(铁的含量达到54.53%，砷的含量达到3.14%)，破碎至180目占90%，加入浓度质量分数10%的硫酸溶液中，固液比为1:4，通过搅拌速度为60转/分搅拌1h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体进行洗涤，将洗涤后的固体再次加入浓度质量分数10%的硫酸溶液中，固液比为1:4，60转/分的搅拌速度搅拌1h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体再次进行洗涤，洗涤后的固体即为脱砷后的金属矿，离心脱水、烘干得样品。金属矿样中铁的含量为43%，砷的含量为0.32%，砷的脱除率达到90%。
实施例3：
称取30kg硫铁矿矿试样(铁的含量达到32.72%，砷的含量达到4.663%)，破碎至160目占80%，加入浓度质量分数15%的硫酸，固液比为1:4，通过搅拌速度为80转/分搅拌1h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体进行洗涤，将洗涤后的固体再次加入浓度质量分数15%的硫酸，固液比为1:4，在80转/分搅拌速度条件下搅拌1h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体再次进行洗涤，洗涤后的固体即为脱砷后的金属矿，离心脱水、烘干得样品。金属矿样中铁的含量为14.22%，砷的含量为0.23%，砷的脱除率达到95%。
实施例4：
称取30kg高砷尾砂焙烧矿试样(铁的含量达到49.87%，砷的含量达到3.64%)，破碎至120目占85%，加入浓度质量分数15%的硫酸，固液比为1:3，通过搅拌速度为60转/分搅拌1.5h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体进行洗涤，将洗涤后的固体再次加入浓度质量分数15%的硫酸，固液比为1:3，在搅拌速度60转/分的条件下搅拌1h，静置沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体再次进行洗涤，洗涤后的固体即为脱砷后的金属矿，离心脱水、烘干得样品。金属矿样中铁的含量为40.02%，砷的含量为0.25%，砷的脱除率达到93%。
实施例5：
称取30kg高砷尾砂试样(铁的含量达到29.36%，砷的含量达到5.64%)，破碎至280目占85%，加入浓度质量分数15%的硫酸溶液中，固液比为1:3，通过搅拌速度为60转/分搅拌2h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体进行洗涤，将洗涤后的固体再次加入浓度质量分数15%的硫酸溶液中，固液比为1:3，通过搅拌速度为60转/分的震荡搅拌2h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体再次进行洗涤，洗涤后的固体即为脱砷后的金属矿，离心脱水、烘干得样品。金属矿样中铁的含量为12.62%，砷的含量为0.13%，砷的脱除率达到98%。
实施例6：
称取40kg高砷尾砂试样(铁的含量达到32.56%，砷的含量达到6.64%)，破碎至100目占80%，加入浓度质量分数20%的硫酸溶液中，固液比为1:5，通过搅拌速度为40转/分搅拌0.5h，然后沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体进行洗涤，将洗涤后的固体再次加入浓度质量分数20%的硫酸溶液中，固液比为1:5，在搅拌速度为40转/分的条件下搅拌1.5h，进行沉降30分钟，然后过滤进行固液分离，用水对固体再次进行洗涤，洗涤后的固体即为脱砷后的金属矿，离心脱水、烘干得样品。金属矿样中铁的含量为27.79%，砷的含量为0.44%，砷的脱除率达到93%。
以上已对其发明内容作了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都不会超出本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种高砷铁矿湿法深度脱砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将含砷金属矿样粉碎，加入到质量分数10～20%的硫酸溶液中进行搅拌浸出，浸出完毕进行固液分离，对固体用水进行洗涤；
b、将洗涤后的固体再加入到质量分数10～20%的硫酸溶液中进行搅拌浸出，浸出完毕进行固液分离，对固体用水进行洗涤，由此得到脱砷后的金属矿。
2.根据权利要求1所述的高砷铁矿湿法深度脱砷的方法，其特征在于，所述的步骤a和b中的浸出温度为常温，浸出时间为0.5～2小时，含砷金属矿样与硫酸溶液的固液比，以及洗涤后的固体与硫酸溶液的固液比都为1：3～5。
3.根据权利要求1所述的高砷铁矿湿法深度脱砷的方法，其特征在于，所述的将含砷金属矿样粉碎，其是破碎至80～280目。
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