CN106381396A - 一种固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法 - Google Patents
一种固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，属于资源综合回收和环保技术领域。将高砷锑烟尘、固体氧化剂分别破碎后混合均匀，在氮气气氛中氧化焙烧除砷得到含砷烟气和焙烧产物；将焙烧产物进行高温还原焙烧挥发含锑烟气，含锑烟气经冷却和收尘后得到锑白。本发明发现在低温氮气气氛下三氧化二砷易挥发，将高砷锑烟尘经固体氧化剂弱氧化焙烧脱砷、脱砷完成后还原焙烧挥发锑后制得合格炼锑原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，属于资源综合回收和环保技术领域。
背景技术
锑在地壳中的丰度为0.2ppm，与稀土金属元素相当，主要分布于环太平洋沿岸。我国锑矿资源储量相对丰富，2010年探测约为95万吨，占世界52.78%。近年来我国锑产量呈下降趋势，据英国某矿业咨询公司2010年报告中国已没有能连续开发十年以上的锑矿床，美国地质调查局统计数据也显示，如果未来没有再发现重要锑矿床，世界锑矿资源将在十几年内枯竭。
我国中部及西南地区有色金属阳极泥熔炼回收贵金属过程中多产生含砷锑烟尘，一般阳极泥Sb含量10-43%、As含量0.3-30%，烟尘Sb含量20-50%、As含量20-40%。砷锑烟尘中含有大量有害元素砷，直接堆放会对环境构成潜在威胁，又其中锑资源含量丰富，运用合适方法将砷锑分离并对锑进行回收，减弱其环境危害的同时可实现锑二次资源的有效回收。关于砷锑烟尘中锑资源的回收，现有方法较多但投入实际应用较少，如何经济有效的实现砷锑烟尘中锑资源的回收，一直是研究热点，解决此问题无疑将对缓解锑资源压力具有重要意义。
本发明所处理高砷锑烟尘中砷含量约为36.28%、锑含量约为28.72%，无疑其中锑具有回收的价值，但回收之前必须脱除砷，否则很获得到合格的、高质量的产品，因此高砷锑烟尘必须先进行脱砷处理，再回收其中的锑。
高砷锑烟尘脱砷回收锑的方法主要有二种：
第一，氧化焙烧法，其基本思路是适当氧化性气氛下或者选择合适的氧化剂，保证As2O3不被氧化成As2O5的同时，Sb2O3尽可能氧化生成Sb2O4甚至Sb2O5保留在体系中，同时不断通入氮气，将As2O3带出体系，此方法适用于As2O5含量较少的烟尘。
第二，浸出沉淀法，其基本思路是将高砷锑烟尘溶入强酸或者强碱中，砷、锑物相中其中一种转化成沉淀，过滤分离亦可实现两者的有效分离；或溶于溶液后，将As2O3与Sb2O3转化为氯化物，利用AsCl3和SbCl3蒸汽压的差异，亦可将砷、锑分离。
本发明采用低温氮气气氛下进行固体氧化剂氧化焙烧高砷锑烟尘，烟尘中砷以As2O3形式挥发而锑组分转化为Sb2O4保留在物料中，脱砷完成后对产物在高温还原气氛下焙烧，锑组分转化为Sb2O3，挥发后对其进行回收。本发明实现了高砷锑烟尘中砷、锑的分离以及锑资源的有效回收，对高砷锑的高效综合利用意义重大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法。本发明发现在低温氮气气氛下三氧化二砷易挥发，将高砷锑烟尘经固体氧化剂弱氧化焙烧脱砷、脱砷完成后还原焙烧挥发锑后制得合格炼锑原料，本发明通过以下技术方案实现。
一种固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，将高砷锑烟尘、固体氧化剂分别破碎后混合均匀，在氮气气氛中氧化焙烧除砷得到含砷烟气和焙烧产物；将焙烧产物进行高温还原焙烧挥发含锑烟气，含锑烟气经冷却和收尘后得到锑白。
所述固体氧化剂为CuO、MnO2、Mn2O3、Ni2O3中的一种或任意几种混合物，固体氧化剂的加入量为高砷锑烟尘质量的5～50%。
所述氧化焙烧温度为350～450℃，焙烧时间为30～180 min。
所述还原焙烧温度为600～800℃，还原焙烧时间为30～150min。
所述还原焙烧过程中采用的还原剂为CO、H2、或天然气气体还原剂，或者固体还原剂。
所述固体还原剂为煤或焦炭。
本发明的有益效果是：
（1）固体氧化剂对高砷锑烟尘进行选择性氧化焙烧，工艺容易控制且砷锑分离效果好；
（2）采用固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑，相对于湿法处理砷锑烟尘，试剂消耗少成本较低，所得产品易回收，综合能耗低；
（3）采用固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑，脱砷后还原焙烧氧化产物，能获得合格炼锑原料，实现了锑的高效回收。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将高砷锑烟尘（其中As质量百分比含量为36.28%，Sb质量百分比含量为28.72%）、固体氧化剂（CuO，加入量为高砷锑烟尘质量的50%）分别破碎至粒度为200目混合均匀，在通入气体流量为0.3L/min的氮气气氛下，在温度为400℃氧化焙烧100min得到含砷烟气和焙烧产物；含砷烟气经浓度为40g/L氢氧化钠溶液吸收，再排入大气；
（2）将焙烧产物在通入气体流量为0.1L/min的一氧化碳环境下，在温度为600℃下还原焙烧100min挥发含锑烟气，含锑烟气经常规冷却、收尘处理后回收其中锑资源，得到锑白，锑白主要为三氧化二锑，可作为锑冶炼原料进行回炉。
经分析检测，焙烧产物中的砷降至2.0wt%、锑为34.7wt%，锑白产品锑含量93.5wt%、砷含量3.9wt%。
实施例2
如图1所示，该固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将高砷锑烟尘（其中As质量百分比含量为36.28%，Sb质量百分比含量为28.72%）、固体氧化剂（CuO，加入量为高砷锑烟尘质量的33%）分别破碎至粒度为200目混合均匀，在通入气体流量为0.3L/min的氮气气氛下，在温度为425℃氧化焙烧125min得到含砷烟气和焙烧产物；含砷烟气经浓度为40g/L氢氧化钠溶液吸收，再排入大气；
（2）将焙烧产物在通入气体流量为0.1L/min的一氧化碳环境下，在温度为800℃下还原焙烧150min挥发含锑烟气，含锑烟气经常规冷却、收尘处理后回收其中锑资源，得到锑白，锑白主要为三氧化二锑，可作为锑冶炼原料进行回炉。
经分析检测，焙烧产物中的砷降至1.8wt%、锑为28.7wt%，锑白产品锑含量92.3wt%、砷含量4.2wt%。
实施例3
如图1所示，该固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将高砷锑烟尘（其中As质量百分比含量为36.28%，Sb质量百分比含量为28.72%）、固体氧化剂（CuO，加入量为高砷锑烟尘质量的20%）分别破碎至粒度为200目混合均匀，在通入气体流量为0.3L/min的氮气气氛下，在温度为400℃氧化焙烧100min得到含砷烟气和焙烧产物；含砷烟气经浓度为40g/L氢氧化钠溶液吸收，再排入大气；
（2）将焙烧产物在通入气体流量为0.1L/min的一氧化碳环境下，在温度为700℃下还原焙烧125min挥发含锑烟气，含锑烟气经常规冷却、收尘处理后回收其中锑资源，得到锑白，锑白主要为三氧化二锑，可作为锑冶炼原料进行回炉。
经分析检测，焙烧产物中的砷降至2.5wt%、锑为33.7wt%，锑白产品锑含量91.1wt%、砷含量5.9wt%。
实施例4
如图1所示，该固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将高砷锑烟尘（其中As质量百分比含量为36.28%，Sb质量百分比含量为28.72%）、固体氧化剂（质量比为1:1:1的MnO2、Mn2O3和Ni2O3混合物，加入量为高砷锑烟尘质量的5%）分别破碎至粒度为200目混合均匀，在通入气体流量为0.3L/min的氮气气氛下，在温度为350℃氧化焙烧180min得到含砷烟气和焙烧产物；含砷烟气经浓度为40g/L氢氧化钠溶液吸收，再排入大气；
（2）将焙烧产物在温度为700℃下还原焙烧125min挥发含锑烟气（在此过程中加入与焙烧产物质量比为1：20的煤），含锑烟气经常规冷却、收尘处理后回收其中锑资源，得到锑白，锑白主要为三氧化二锑，可作为锑冶炼原料进行回炉。
经分析检测，焙烧产物中的砷降至4.3wt%、锑为32.2wt%，锑白产品锑含量90.5wt%、砷含量6.2wt%。
实施例5
如图1所示，该固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其具体步骤如下：
（1）首先将高砷锑烟尘（其中As质量百分比含量为36.28%，Sb质量百分比含量为28.72%）、固体氧化剂（质量比为1:1的MnO2和Ni2O3混合物，加入量为高砷锑烟尘质量的40%）分别破碎至粒度为200目混合均匀，在通入气体流量为0.3L/min的氮气气氛下，在温度为450℃氧化焙烧30min得到含砷烟气和焙烧产物；含砷烟气经浓度为40g/L氢氧化钠溶液吸收，再排入大气；
（2）将焙烧产物在温度为750℃下还原焙烧30min挥发含锑烟气（在此过程中加入与焙烧产物质量比为1：20的焦炭），含锑烟气经常规冷却、收尘处理后回收其中锑资源，得到锑白，锑白主要为三氧化二锑，可作为锑冶炼原料进行回炉。
经分析检测，焙烧产物中的砷降至2.2wt%、锑为35.2wt%，锑白产品锑含量93.2wt%、砷含量3.4wt%。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其特征在于：将高砷锑烟尘、固体氧化剂分别破碎后混合均匀，在氮气气氛中氧化焙烧除砷得到含砷烟气和焙烧产物；将焙烧产物进行高温还原焙烧挥发含锑烟气，含锑烟气经冷却和收尘后得到锑白。
2.根据权利要求1所述的固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其特征在于：所述固体氧化剂为CuO、MnO2、Mn2O3、Ni2O3中的一种或任意几种混合物，固体氧化剂的加入量为高砷锑烟尘质量的5～50%。
3.根据权利要求1所述的固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其特征在于：所述氧化焙烧温度为350～450℃，焙烧时间为30～180 min。
4.根据权利要求1所述的固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其特征在于：所述还原焙烧温度为600～800℃，还原焙烧时间为30～150 min。
5.根据权利要求1所述的固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其特征在于：所述还原焙烧过程中采用的还原剂为CO、H2、或天然气气体还原剂，或者固体还原剂。
6.根据权利要求5所述的固体氧化剂焙烧高砷锑烟尘分离砷、锑并回收其中锑的方法，其特征在于：所述固体还原剂为煤或焦炭。
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2016
- 2016-09-13 CN CN201610819213.6A patent/CN106381396B/zh active Active
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