CN104911364B - 一种锑砷烟灰绿色高效生产锑白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锑砷烟灰绿色高效生产锑白的方法，属于有色冶金和化工领域。其工艺步骤是：将锑砷烟灰放入高压反应釜中，加入氢氧化钠和碳酸钠进行高压碱性通氧浸出，浸出液与硫酸铜反应合成砷酸铜产品，废液制取硫酸钠；浸出渣与还原煤进行配料后加入到内熔炉进行还原熔炼，所产铅锑合金在氧化锅中进行配料后，氧化吹炼得≥99.5%锑白。还原熔炼所得还原渣返回铅系统进行配料，氧化吹炼所得底铅也返回铅系统进行配料。该方法使砷入浸出液，锑入浸出渣，能有效分离锑砷烟灰中的砷锑；同时能把锑砷烟灰转化为高纯度锑白，解决了锑砷烟灰中砷的危害，使其转化为有价值的砷酸铜产品；也充分的利用了生产过程中的潜热。具有原料适应性强、处理量大、能源效率高等优点，并且避免了环境污染，实现了绿色生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种锑砷烟灰绿色高效生产锑白的方法，属于有色冶金及化工领域。
背景技术
锑砷烟灰是铅阳极泥还原熔炼、氧化吹炼前期过程中由收尘器收集到的一种混合物，一般含锑在50～75%，含砷10～25%，含铅1～5%，其余元素（银、铜、铋、铁等）含量均低于1%。目前，冶炼厂对锑砷烟灰的处理一般有两种方法，一是作为成品直接对外销售，由于含有较高的砷元素，其价格相对偏低，其金属含量价格只有纯锑金属价格的60%。二是经“还原熔炼－加碱除砷－氧化吹炼”火法制取精锑白后外销，其缺点是除砷碱渣不好处理，并且成本较高。
2014年1月1日中国公开号CN103484693A公开了“一种锑氧粉中砷的无害化处理方法”，是在选择浸出锑氧粉后氧化得到含砷氧化液，再通过加入氧气和硫酸铜合成砷酸铜。该方法简单明了，原料适应性强，所需设备少，生产成本低，解决了砷危害问题。该方法所产浸出渣含有硫元素，返回转炉回收利用会带来环境隐患。并且氧化过程中利用了双氧水的强氧化性，对设备要求高。
2009年5月6日中国发明专利公开号CN10142325A公开了“三氧化二锑的富氧生产工艺”，是将渣料、还原煤和纯碱投入到反射炉内在1000～1200℃进行还原熔炼产出粗合金，将粗合金配入底铅加入到精炼锅通入富氧空气进行净化除砷，除杂中控制合金温度在400～600℃通入富氧空气，产生铅锑合金，将铅锑合金放入氧化锅内，控制炉内温度在500～640℃通入富氧空气，开始吹风氧化，等合金液中的锑≤17%时，停止氧化，放出锑白。该方法具有精炼时间短、低砷合金氧化时间短、设备利用率高、三氧化锑的产量高等显著特点。由于原料中含有砷，该冶炼过程一直存在砷危害，虽经过精炼锅除砷能保证产品的质量，可是除砷碱渣没有很好的去处，是一高危中间产物。并且该方法没有充分利用冶炼过程中的潜热，能源消耗较大。
2014年6月11日中国发明专利公开号CN103849782A公开了“一种高砷锑白粉高压碱性浸出脱砷的方法”，是将高砷锑白粉加入高压反应釜中，液固比10：1，氢氧化钠的用量2mol/L，氧气压力1.6MPa，浸出时间2h；将浸出液用泵打入压滤机中进行压滤，得到含砷滤液和脱砷渣；含砷液通过三效蒸发进行蒸发结晶，得到砷酸钠晶体，可销售，母液可返回高压反应釜进行再利用；脱砷渣返回反射炉进行吹炼即可得精锑白。该发明实现了高砷锑白粉中砷的高效脱除，明显提高了工作效率，增加了经济效益，减少了砷对环境的危害。但是该方法把碱浸渣的还原和氧化过程都在反射炉中进行，实际操作过程中很困难，所产锑白质量不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现在技术的不足，提供一种锑砷烟灰绿色高效生产锑白的方法。具有原料适应性强、处理量大、能源效率高等优点。
本发明的技术思路是：将锑砷烟灰放入高压反应釜中，加入氢氧化钠和碳酸钠进行高压碱性通氧浸出，浸出液可与硫酸铜反应合成砷酸铜产品，废液可制取硫酸钠；浸出渣与还原煤进行配料后加入到内熔炉进行还原熔炼，所产铅锑合金在氧化锅中进行配料后，可氧化吹炼得≥99.5%锑白。还原熔炼所得还原渣可返回铅系统进行配料，氧化吹炼所得底铅也可返回铅系统进行配料。
本发明的一种锑砷烟灰绿色高效生产锑白的方法，可以通过下述方法步骤具体实现：
（1）将锑砷烟灰放入高压反应釜中，加入氢氧化钠和碳酸钠进行高压碱性通氧浸出；液固体积质量比为5～8:1ml/g，氢氧化钠用量为1～3 mol/L，碳酸钠用量为0.5～2mol/L，温度为100～110℃，氧气压力为2 MPa，浸出时间为1～2 h；液固分离为浸出液和浸出渣；
（2）浸出液与硫酸铜反应合成砷酸铜，合成时，要加入硫酸调节pH为2.5～4，温度为90～100℃，反应时间为1～2h，合成的砷酸铜外销售，废液制取硫酸钠产品；上述浸出液也可以直接通过蒸发结晶得到砷酸钠产品，结晶母液返回高压反应釜中进行再利用；
（3）浸出渣与还原煤进行配料，制粒后加入到内熔炉进行还原熔炼；配料质量比为浸出渣：还原煤＝100:4～8，控制内熔炉温度为1000～1100℃；
（4）内熔炉所产铅锑合金通过虹吸口放入氧化锅，通过加入精铅进行配料，加入精铅的量为控制合金液中锑的含量为30～35%；控制合金液温度在800～900℃进行氧化吹炼，从引风烟尘中通过收尘获得锑白，当合金液中锑的含量低于20%时，适当降低鼓风量和引风量；当合金液中锑含量小于16%时，停止氧化放出底铅；
（5）内熔炉还原渣返回铅系统再进行配料；氧化锅所放出的底铅再返回氧化锅作为调整和控制锑含量的溶剂，也可返回铅系统进行配料。
与现有技术比较，本发明利用高压碱性通氧浸出，砷入浸出液，锑入浸出渣，能有效分离锑砷烟灰中的砷锑；同时能把锑砷烟灰转化为高纯度锑白，解决了锑砷烟灰中砷的危害，使其转化为有价值的砷酸铜产品；也充分的利用了生产过程中的潜热；具有原料适应性强、处理量大、能源效率高等优点，并且避免了环境污染，实现了绿色生产。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是内熔炉－氧化锅的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图用具体实施例描述本发明。
附图1表示一种锑砷烟灰绿色高效生产锑白的流程图，步骤是：
（1）将锑砷烟灰放入高压反应釜中，加入氢氧化钠、碳酸钠，并通入高压氧气进行高压碱性通氧浸出；液固分离为浸出液和浸出渣；
（2）浸出液与硫酸铜反应合成砷酸铜，过滤得到砷酸铜外销售，废液制取硫酸钠产品；
（3）浸出渣与还原煤进行配料，制粒后加入到内熔炉进行还原熔炼；
（4）内熔炉所产铅锑合金通过铅锑合金虹吸口放入氧化锅，通过加入精铅进行配料，控制合金液温度在800～900℃进行氧化吹炼，得到锑白和底铅；
（5）内熔炉还原渣返回铅系统再进行配料；氧化锅所放出的底铅再返回氧化锅作为调整和控制锑含量的溶剂，或返回铅系统进行配料。
附图2表示内熔炉－氧化锅的结构示意图，所述内熔炉和氧化锅为连体设备，氧化锅设置在内熔炉的侧下方；所述内熔炉顶部有出烟口1，侧面中部从上至下依次设有进料口2、进风口3和出渣口4，底侧设铅锑合金虹吸口5； 所述氧化锅顶部有铅锑合金进料口6和引风口7，底侧部有底铅虹吸口8和鼓风口9；所述内熔炉的铅锑合金虹吸口5通过保温斜管连接氧化锅的铅锑合金进料口6。
实施例1
锑砷烟灰1000 kg，含锑63%、砷15%、铅2%，液固体积质量比为8:1ml/g，氢氧化钠3mol/L，碳酸钠2 mol/L，温度100℃，氧气压力2 MPa，浸出时间2 h，砷浸出率98.5%。加入硫酸调节浸出液pH＝3，温度95℃，反应时间2h，合成砷酸铜923 kg，砷回收率98.2%。浸出渣与还原煤进行配料，配料质量比为浸出渣：还原煤＝100:5，加入到内熔炉进行还原熔炼，控制内熔炉温度1100℃。产铅锑合金放入氧化锅，通过加入精铅控制合金液中含锑32%，控制合金液温度在850℃进行氧化吹炼，得锑白1488 kg，锑回收率98.7%。
实施例2
锑砷烟灰1000 kg，含锑58%、砷17%、铅1%，液固体积质量比为10:1ml/g，氢氧化钠2mol/L，碳酸钠1 mol/L，温度105℃，氧气压力1.5 MPa，浸出时间2 h，砷浸出率98%。加入硫酸调节浸出液pH＝3，温度95℃，反应时间2h，合成砷酸铜1040 kg，砷回收率97.8%。浸出渣与还原煤进行配料，配料质量比为浸出渣：还原煤＝100:3，加入到内熔炉进行还原熔炼，控制内熔炉温度1050℃。产铅锑合金放入氧化锅，通过加入精铅控制合金液中含锑30%，控制合金液温度在900℃进行氧化吹炼，得锑白1368 kg，锑回收率98.5%。
Claims (1)
1.一种锑砷烟灰绿色高效生产锑白的方法，其特征在于方法步骤是：
（1）将锑砷烟灰放入高压反应釜中，加入氢氧化钠和碳酸钠进行高压碱性通氧浸出；液固体积质量比为5～8:1ml/g，氢氧化钠用量为1～3 mol/L，碳酸钠用量为0.5～2 mol/L，温度为100～110℃，氧气压力为2 MPa，浸出时间为1～2 h；液固分离为浸出液和浸出渣；
（2）浸出液与硫酸铜反应合成砷酸铜，合成时，要加入硫酸调节pH为2.5～4，温度为90～100℃，反应时间为1～2h，合成的砷酸铜对外销售，废液制取硫酸钠产品；上述浸出液也可以直接通过蒸发结晶得到砷酸钠产品，结晶母液返回高压反应釜中进行再利用；
（3）浸出渣与还原煤进行配料，制粒后加入到内熔炉进行还原熔炼；配料比为浸出渣：还原煤＝100:4～8，控制内熔炉温度为1000～1100℃；
（4）内熔炉所产铅锑合金通过虹吸口放入氧化锅，通过加入精铅进行配料，加入精铅的量为控制合金液中锑的含量为30～35%；控制合金液温度在800～900℃进行氧化吹炼，从引风烟尘中通过收尘获得锑白，当合金液中锑的含量低于20%时，适当降低鼓风量和引风量；当合金液中锑含量小于16%时，停止氧化放出底铅；
（5）内熔炉还原渣返回铅系统再进行配料；氧化锅所放出的底铅再返回氧化锅作为调整和控制锑含量的溶剂，也可返回铅系统进行配料；
所述内熔炉和氧化锅为连体设备，氧化锅设置在内熔炉的侧下方；所述内熔炉顶部有出烟口（1），侧面中部从上至下依次设有进料口（2）、进风口（3）和出渣口（4），底侧设铅锑合金虹吸口（5）； 所述氧化锅顶部有铅锑合金进料口（6）和引风口（7），底侧部有底铅虹吸口（8）和鼓风口（9）；引风口（7）连接收尘装置获得锑白；所述内熔炉的铅锑合金虹吸口（5）通过保温斜管连接氧化锅的铅锑合金进料口（6）。
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