CN108220626A - 一种砷碱渣还原熔炼处理方法 - Google Patents
一种砷碱渣还原熔炼处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108220626A CN108220626A CN201711471870.7A CN201711471870A CN108220626A CN 108220626 A CN108220626 A CN 108220626A CN 201711471870 A CN201711471870 A CN 201711471870A CN 108220626 A CN108220626 A CN 108220626A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arsenic
- slag
- antimony
- reduction
- alkaline slag
- 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.)
- Granted
Links
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 110
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 104
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000003513 alkali Substances 0.000 title abstract description 18
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title abstract description 17
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 34
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 21
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 21
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 12
- IHBMMJGTJFPEQY-UHFFFAOYSA-N sulfanylidene(sulfanylidenestibanylsulfanyl)stibane Chemical compound S=[Sb]S[Sb]=S IHBMMJGTJFPEQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000003517 fume Substances 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 11
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- LULLIKNODDLMDQ-UHFFFAOYSA-N arsenic(3+) Chemical compound [As+3] LULLIKNODDLMDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 5
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- DLISVFCFLGSHAB-UHFFFAOYSA-N antimony arsenic Chemical compound [As].[Sb] DLISVFCFLGSHAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- NSBGJRFJIJFMGW-UHFFFAOYSA-N trisodium;stiborate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-][Sb]([O-])([O-])=O NSBGJRFJIJFMGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910017251 AsO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- OHAZZUXPLAWWCB-UHFFFAOYSA-K trisodium;sulfanide;sulfanylideneantimony;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[SH-].[SH-].[SH-].[Sb]=S OHAZZUXPLAWWCB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K Arsenate3- Chemical compound [O-][As]([O-])([O-])=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N Arsenious Acid Chemical compound O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYYLHZUIHDISBV-UHFFFAOYSA-N [Ca].O[As](O)(O)=O Chemical compound [Ca].O[As](O)(O)=O GYYLHZUIHDISBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCKSISPHZHGQDO-UHFFFAOYSA-N [Na].[As](O)(O)(O)=O Chemical compound [Na].[As](O)(O)(O)=O JCKSISPHZHGQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229940000489 arsenate Drugs 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- VDQVEACBQKUUSU-UHFFFAOYSA-M disodium;sulfanide Chemical compound [Na+].[Na+].[SH-] VDQVEACBQKUUSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052958 orpiment Inorganic materials 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000015424 sodium Nutrition 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B30/00—Obtaining antimony, arsenic or bismuth
- C22B30/02—Obtaining antimony
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B30/00—Obtaining antimony, arsenic or bismuth
- C22B30/04—Obtaining arsenic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/001—Dry processes
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种砷碱渣还原熔炼处理方法，该方法将砷碱渣与碳质还原剂混合后还原熔炼得到砷蒸汽、粗锑和还原渣，砷蒸汽冷凝后得到金属砷产品；还原渣的主要成分为Na2CO3，可以直接作为脱砷剂返回锑精炼脱砷工序，也可以通过水浸—浓缩—结晶工艺得到Na2CO3晶体。该方法通过一步还原制得金属砷和粗锑，同时再生Na2CO3，较现有工艺简化了流程，降低了生产成本，实现了砷的减量化、无害化和资源化，解决了环保难题，产生了可观的经济效益，适合工业推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种砷碱渣综合回收的方法，具体涉及一种砷碱渣还原熔炼制备金属砷产品和粗锑的方法，属于有色金属冶金技术领域。
背景技术
目前锑冶炼生产过程95％采用火法冶炼工艺。火法炼锑过程除杂质砷产出砷碱渣，其主要成分是砷、锑和碱，处理砷碱渣的目的是回收有价金属锑、消除砷碱渣潜的环境污染隐患。
砷碱渣是一种难处理的危险废物，现有处理方法主要分为火法和湿法工艺。火法处理砷碱渣的基本工艺流程是：“砷碱渣鼓风炉挥发熔炼——反射炉还原熔炼精炼”，是将锑冶炼砷碱渣投入锑鼓风炉进行挥发熔炼，同时配入足够的熔剂和焦炭，砷碱渣中的砷、锑一同被氧化，以氧化物的形式进入高温烟气，烟气冷却后，一起被回收得到高砷粗三氧化二锑；高砷粗三氧化二锑在反射炉内加入还原剂后被还原，进入粗锑，得高砷粗锑，然后再反射炉内加入纯碱或片碱鼓风反复精炼，得到合格的锑锭。火法处理砷碱渣的优势是处理能力大，生产效率高，可以利用锑冶炼系统的设备，投资省。火法处理工艺同时存在明显的缺点：原料、产品含砷高，操作环境差，有碍员工身体健康；高砷粗锑反复精炼，精炼是产生的返回品含砷更高，形成砷的恶性循环；环境风险很大，要求有完善的、密闭的冷却收尘系统。
砷碱渣湿法处理工艺方法较多，主要有：①钙渣法。砷碱渣首先湿式破碎，再加水搅拌浸出，其中所含的砷酸钠和碳酸钠等可溶性成分进入溶液，而锑盐及金属锑等不溶性成分则留在浸出渣中，经过澄清后，浸出渣烘干后送鼓风炉处理；浸出液加消石灰苛化，得砷酸钙沉淀和烧碱溶液，砷的沉淀率达98％以上。钙渣中的砷在水溶液中仍然有13～126mg/L的溶解，在酸性环境下溶解度更大，依然是有毒危险固废，不能丢弃，烧碱溶液经蒸发、浓缩后得到液碱或片碱，含砷高达3％左右，作为粗锑精炼脱砷剂效果很不理想，造成砷在冶炼系统的循环。②砷酸钠混合盐法。砷酸钠混合盐法是用水浸出砷碱渣分离出锑后，将溶液完全蒸发浓干，使溶于水的成分全部结晶析出，经干燥物理水，产出砷酸钠混合盐。该工艺所得砷酸钠混合盐含有砷酸钠、碳酸钠、硫酸钠和少量锑，可以作为玻璃澄清剂，但并未实现砷碱分离。③CO2分离砷碱工艺。采用热水浸出砷碱渣，实现碳酸钠、砷酸钠、硫酸钠、硫代锑酸钠等可溶性钠盐与锑酸钠、亚锑酸钠和金属锑及其他二氧化硅等脉石矿物的分离。在氧化脱锑剂A的作用下，浸出液中的硫代锑酸钠将转化为锑酸钠而得到回收。在二氧化碳气体的作用下碳酸钠将转化为碳酸氢钠。由于碳酸氢钠的溶解度远小于碳酸钠，因此，可以从脱锑后液中回收碳酸氢钠。将碳酸氢钠返溶，控制温度在95℃以上，碳酸氢钠将转化为碳酸钠。在脱碱后液中加入脱砷剂B可以沉淀出无水砷酸钠。④中和—硫化沉砷。中和—硫化物沉淀法是将砷碱渣用水浸出后，砷碱渣中的锑酸钠、亚锑酸钠、金属锑和脉石成分等不溶性物质沉淀进入浸出渣，浸出渣(即锑渣)返回鼓风炉处理；砷碱渣中的砷酸钠、亚砷酸钠、碳酸钠、硫酸钠等可溶性物质进入浸出液，加酸中和浸出液中的碱，调节溶液至酸性，再加硫化物将溶液中的砷沉淀出来。沉淀硫化砷常用的硫化剂有H2S、Na2S，生成的沉淀物是As2S3。此方法不但没有利用砷碱渣中的碱，需要消耗大量的酸去中和浸出液中的碱，从经济角度而言也是不合算的。综上所述，现有工艺砷碱渣的处理工程中砷锑分离困难、砷的处置难度大、环保等问题突出。
发明内容
针对现有砷碱渣处理工艺存在的砷锑分离困难、流程长、砷安全处置困难等问题，本发明的目的是在于提供一种能使砷碱渣中砷锑高效分离，有效实现砷碱渣高效综合回收的砷碱渣处理方法，该方法高效、环保、经济，有利于工业化生产。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种砷碱渣还原熔炼处理方法，该方法是将砷碱渣与碳质还原剂混合后，置于惰性或还原气氛中，在压强≤1atm及温度≥800℃的条件下进行还原熔炼，得到粗锑和还原渣及含砷烟气；所述含砷烟气通过冷却回收单质砷；所述还原渣作为脱砷剂用于粗锑精炼除砷工序，或者所述还原渣进行水浸出及浓缩结晶，得到碳酸钠产品。
优选的方案，所述碳质还原剂包括石焦油粉、焦炭粉、活性炭粉、碳黑粉、石墨粉和木炭粉中至少一种。
优选的方案，所述碳质还原剂用量为将砷碱渣中包含砷、锑和铅在内的有价金属还原为单质态所需理论摩尔用量的1.5～4.0倍。
优选的方案，所述压强条件为10～101325Pa。
优选的方案，所述温度条件为900～1200℃。
优选的方案，所述还原熔炼的时间为1～8h。
优选的方案，所述水浸过程控制浸出温度为60～100℃，浸出时间大于0.5h，搅拌速度200～500rpm，液固比为(3～7):1mL/g。
本发明提供的砷碱渣还原熔炼处理方法，包括以下具体步骤：
1)将砷碱渣与碳质还原剂混合均匀后，置于惰性或还原气氛中，在不超过1atm压强条件下，及≥800℃温度条件下进行还原熔炼，反应时间1～8小时，放渣后得到粗锑和还原渣，收集烟气产物，得金属砷产品；
2)所述还原渣可以直接作为脱砷剂返回锑精炼除砷工序，也可以在清水中搅拌浸出，得到碳酸钠溶液和水浸渣；
3)将所述碳酸钠溶液冷却—浓缩—结晶后得到碳酸钠晶体。
本发明的技术方案首次采用直接一步还原熔炼工艺处理砷碱渣，通过严格控制反应条件，能将砷碱渣中的锑酸盐和砷酸盐等同时还原成单质锑和单质砷，再利用单质砷和单质体的物理性质不同，进行砷锑分离回收，同时将碱进行回收和循环利用，彻底解决了砷碱渣的处理处置难题，较现有工艺简化了流程，降低了生产成本，解决了环保难题，产生了可观的经济效益。通过挥发回收的金属砷产品品位大于99％；还原熔炼过程锑的回收率≥95％。
在本发明的工艺条件下，砷碱渣进行还原熔炼过程中主要发生的反应如下：
2Na3SbO4+5C＝2Sb+5CO↑+3Na2O
4Na3SbO4+5C＝4Sb+5Na2CO3+Na2O
2Na3SbO3+3C＝2Sb+3CO↑+3Na2O
4Na3SbO3+3C＝4Sb+3Na2CO3+3Na2O
4Na3AsO4+10C＝As4↑+10CO↑+6Na2O
4Na3AsO4+5C＝5Na2CO3+As4↑+Na2O
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明的技术方案实现了砷碱渣中锑、砷和碱的高效分离和综合回收，通过对砷碱渣进行一步还原熔炼，将锑富集于粗锑中，砷以金属砷形式存在，碱存在于还原熔炼还原渣中，通过水浸—浓缩工艺回收。
2)本发明的技术方案在处理砷碱渣的整个工艺过程中，对锑的回收率大于95％，且金属砷的纯度大于99％。
3)本发明的技术方案对砷进行开路处理，得到金属砷，不仅避免砷在流程中循环累积，解决了现有工艺的砷分散、污染严重，容易产生环境污染的缺陷，还得到可以直接销售的金属砷产品，实现砷的减量化、无害化和资源化。
4)本发明的技术方案操作简单，流程短，具有高效、环保、经济和操作性强的特点，适用于工业化应用。
5)本发明的技术方案对碱进行再生循环利用，大大提高了碱的利用率，有利于降低火法炼锑的生产成本。
附图说明
【图1】为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1：
采用某锑冶炼厂产砷碱渣为原料，原料的化学成分为：As9.68％，Sb26.2％，Pb5.85％，Na22.88％。取100kg该砷碱渣与碳粉按质量比100:12混合均匀后送还原熔炼炉，升温至1100℃并保持还原环境3小时后停止加热，从还原炉底部分两次放渣，分别得到粗锑和还原渣，从冷凝室内取出金属砷，经检测纯度>99％，锑和铅的回收率均大于98％。还原渣采用热水浸出，控制浸出温度80℃，浸出时间2h，搅拌速度500rpm，浸出结束后固液分离得到水渣和含Na2CO3溶液，该溶液经浓缩结晶后得到Na2CO3晶体，结晶母液返回浸出工序，水浸渣含砷小于1％。
实施例2：
采用某锑冶炼厂产砷碱渣为原料，原料的化学成分为：As9.68％，Sb26.2％，Pb5.85％，Na22.88％。取100kg该砷碱渣与碳粉按质量比100:16混合均匀后送还原熔炼炉，封闭还原炉，采用真空泵抽真空，当真空度小于500Pa时开始升温至950℃并保持还原环境1.5小时后停止加热，从还原炉底部分两次放渣，分别得到粗锑和还原渣，从冷凝室内取出金属砷，经检测纯度>99％，锑和铅的回收率均大于98％，还原渣作为脱砷剂返回锑精炼脱砷工序。
实施例3：
采用某锑冶炼厂产砷碱渣为原料，原料的化学成分为：As9.68％，Sb26.2％，Pb5.85％，Na22.88％。取100kg该砷碱渣与碳粉按质量比100:10混合均匀后送还原熔炼炉，封闭还原炉，采用真空泵抽真空，当真空度小于50Pa时开始升温至800℃并保持还原环境3小时后停止加热，从还原炉底部分两次放渣，分别得到粗锑和还原渣，从冷凝室内取出金属砷，经检测纯度>99％，锑和铅的回收率均大于98％，还原渣在液固比5:1，常温条件下搅拌浸出0.5h，过滤后的溶液采用三效蒸发器蒸发得到碳酸钠产品。
对比例1：
采用某锑冶炼厂产砷碱渣为原料，原料的化学成分为：As9.68％，Sb26.2％，Pb5.85％，Na22.88％。取100kg该砷碱渣与碳粉按质量比100:16混合均匀后送还原熔炼炉，封闭还原炉，采用真空泵抽真空，当真空度小于500Pa时开始升温至700℃并保持还原环境1.5小时后停止加热，此时物料并未完全融化，冷凝室内仅得到少量金属砷。
对比例2：
采用某锑冶炼厂产砷碱渣为原料，原料的化学成分为：As9.68％，Sb26.2％，Pb5.85％，Na22.88％。取100kg该砷碱渣与碳粉按质量比100:6(碳粉添加量过少)混合均匀后送还原熔炼炉，封闭还原炉，采用真空泵抽真空，当真空度小于500Pa时开始升温至1000℃并保持还原环境3小时后停止加热，从还原炉底部分两次放渣，分别得到粗锑和还原渣，冷凝室仅有极少量金属砷，大于90％的砷集中在还原渣中，锑和铅的回收率分别为92.12％和90.15％。
Claims (7)
1.一种砷碱渣还原熔炼处理方法，其特征在于：将砷碱渣与碳质还原剂混合后，置于惰性或还原气氛中，在压强≤1atm及温度≥800℃的条件下进行还原熔炼，得到粗锑和还原渣及含砷烟气；所述含砷烟气通过冷却回收单质砷；所述还原渣作为脱砷剂用于粗锑精炼除砷工序，或者所述还原渣进行水浸出及浓缩结晶，得到碳酸钠产品。
2.根据权利要求1所述的砷碱渣还原熔炼处理方法，其特征在于：所述碳质还原剂包括石焦油粉、焦炭粉、活性炭粉、碳黑粉、石墨粉和木炭粉中至少一种。
3.根据权利要求2所述的砷碱渣还原熔炼处理方法，其特征在于：所述碳质还原剂用量为将砷碱渣中包含砷、锑和铅在内的有价金属还原为单质态所需理论摩尔用量的1.5～4.0倍。
4.根据权利要求1～3任一项所述的砷碱渣还原熔炼处理方法，其特征在于：所述还原熔炼的压强条件为10～101325Pa。
5.根据权利要求1～3任一项所述的砷碱渣还原熔炼处理方法，其特征在于：所述还原熔炼的温度条件为900～1200℃。
6.根据权利要求1～3任一项所述的砷碱渣还原熔炼处理方法，其特征在于：所述还原熔炼的时间为1～8h。
7.根据权利要求1～3任一项所述的砷碱渣还原熔炼处理方法，其特征在于：所述水浸过程控制浸出温度为60～100℃，浸出时间大于0.5h，搅拌速度200～500rpm，液固比为(3～7):1mL/g。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711471870.7A CN108220626B (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种砷碱渣还原熔炼处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711471870.7A CN108220626B (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种砷碱渣还原熔炼处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108220626A true CN108220626A (zh) | 2018-06-29 |
| CN108220626B CN108220626B (zh) | 2020-01-17 |
Family
ID=62645937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711471870.7A Active CN108220626B (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种砷碱渣还原熔炼处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108220626B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108913915A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-30 | 湖南腾驰环保科技有限公司 | 一种三氧化二砷还原得到单质砷的工艺 |
| CN111074303A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-04-28 | 北京科技大学 | 一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法 |
| CN111334673A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-26 | 江西理工大学 | 一种从砷碱渣中选择性回收锑、砷及碱的方法 |
| CN111826532A (zh) * | 2019-04-19 | 2020-10-27 | 中南大学 | 一种单质砷的制备方法 |
| CN112609092A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-06 | 云南驰宏锌锗股份有限公司 | 一种从砷酸钙/亚砷酸钙沉淀物中综合回收钙、砷的方法 |
| CN113621813A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-09 | 昆明理工大学 | 一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812600A (zh) * | 2009-11-27 | 2010-08-25 | 湖南东港锑品有限公司 | 锑反射炉一次性烧尾渣生产工艺 |
| CN102560132A (zh) * | 2012-02-03 | 2012-07-11 | 锡矿山闪星锑业有限责任公司 | 一种锑火法精炼中硒碱渣的处理方法 |
| CN102965517A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-13 | 中南大学 | 一种砷碱渣玻璃固化的处理方法 |
| CN103572074A (zh) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 湖南东港锑品有限公司 | 一种反射炉处理高砷毛锑中砷的方法 |
| CN104561567A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-29 | 昆明理工大学 | 一种高砷锑合金真空蒸馏脱砷的方法 |
| CN106222451A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-14 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 锑精矿的冶炼方法 |
| CN106521189A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-22 | 河池市生富冶炼有限责任公司 | 一种富氧熔池炼锑的生产工艺 |
| CN107043862A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-15 | 中南大学 | 一种As2O3还原制备金属砷的方法 |
-
2017
- 2017-12-29 CN CN201711471870.7A patent/CN108220626B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812600A (zh) * | 2009-11-27 | 2010-08-25 | 湖南东港锑品有限公司 | 锑反射炉一次性烧尾渣生产工艺 |
| CN102560132A (zh) * | 2012-02-03 | 2012-07-11 | 锡矿山闪星锑业有限责任公司 | 一种锑火法精炼中硒碱渣的处理方法 |
| CN103572074A (zh) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 湖南东港锑品有限公司 | 一种反射炉处理高砷毛锑中砷的方法 |
| CN102965517A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-13 | 中南大学 | 一种砷碱渣玻璃固化的处理方法 |
| CN104561567A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-29 | 昆明理工大学 | 一种高砷锑合金真空蒸馏脱砷的方法 |
| CN106222451A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-14 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 锑精矿的冶炼方法 |
| CN106521189A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-22 | 河池市生富冶炼有限责任公司 | 一种富氧熔池炼锑的生产工艺 |
| CN107043862A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-15 | 中南大学 | 一种As2O3还原制备金属砷的方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108913915A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-30 | 湖南腾驰环保科技有限公司 | 一种三氧化二砷还原得到单质砷的工艺 |
| CN111826532A (zh) * | 2019-04-19 | 2020-10-27 | 中南大学 | 一种单质砷的制备方法 |
| CN111826532B (zh) * | 2019-04-19 | 2021-11-05 | 中南大学 | 一种单质砷的制备方法 |
| CN111074303A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-04-28 | 北京科技大学 | 一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法 |
| CN111074303B (zh) * | 2020-01-19 | 2021-03-05 | 北京科技大学 | 一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法 |
| CN111334673A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-26 | 江西理工大学 | 一种从砷碱渣中选择性回收锑、砷及碱的方法 |
| CN111334673B (zh) * | 2020-03-13 | 2022-06-07 | 江西理工大学 | 一种从砷碱渣中选择性回收锑、砷及碱的方法 |
| CN112609092A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-06 | 云南驰宏锌锗股份有限公司 | 一种从砷酸钙/亚砷酸钙沉淀物中综合回收钙、砷的方法 |
| CN113621813A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-09 | 昆明理工大学 | 一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108220626B (zh) | 2020-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108220626A (zh) | 一种砷碱渣还原熔炼处理方法 | |
| CN106893864B (zh) | 一种从黑铜泥中回收砷的方法 | |
| CN102286665B (zh) | 一种复杂含砷及有价金属渣尘物料的综合回收方法 | |
| Long et al. | Recovery of alkali, selenium and arsenic from antimony smelting arsenic-alkali residue | |
| CN110117020A (zh) | 一种利用矿物元素相转移处理含锂矿物的方法 | |
| CN107338454B (zh) | 一种从白冰铜中回收铜和砷的方法 | |
| CA2188658A1 (en) | Recovery of chemical values from industrial wastes | |
| CN110144467B (zh) | 一种砷碱渣资源化利用设备及其方法 | |
| CN108330298A (zh) | 一种从多金属云母矿石中提取铷、铯、锂、钾的方法 | |
| CN113943011A (zh) | 一种危废等离子熔融后二次飞灰资源化利用的方法 | |
| CN114606387A (zh) | 一种砷碱渣的湿法-火法联用综合回收方法 | |
| CN112941312B (zh) | 一种炼锑砷碱渣综合回收工艺 | |
| CN109722528A (zh) | 一种同时含三价和五价砷固废的综合处理方法 | |
| CN114250366A (zh) | 一种利用沸点差别回收镁精炼熔剂废渣的方法及设备 | |
| CN102560132B (zh) | 一种锑火法精炼中硒碱渣的处理方法 | |
| CN102242282B (zh) | 一种钒多金属矿碱性还原熔炼的方法 | |
| CN110282640B (zh) | 一种将砷碱渣萃取分离资源化利用的方法 | |
| CN106636657B (zh) | 一种含砷烟灰预脱砷的方法 | |
| CN105907943B (zh) | 锂矿石氯化剂无机碱焙烧有机溶剂溶出法提取锂工艺 | |
| Li et al. | An innovative approach to separate iron oxide concentrate from high-sulfur and low-grade pyrite cinders | |
| CN104789784B (zh) | 一种火法炼锌烟尘回收处理工艺 | |
| CN114262797B (zh) | 一种从赤泥钠化焙烧渣中有效分离回收铁和铝的方法 | |
| CN104726718A (zh) | 一种碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法 | |
| CN110195162B (zh) | 一种砷碱渣中锑、砷、碱同步浸出分离的方法 | |
| CN109136575A (zh) | 一种湿法处理多金属粉尘的工艺方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210526 Address after: Yuelu District City, Hunan province 410083 Changsha Lushan Road No. 932 Patentee after: CENTRAL SOUTH University Address before: 410000 2 / F, building 10, ground 1, Liandong Yougu Industrial Park, 32 Yulian Road, Xueshi street, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province Patentee before: HUNAN RUIYI ZIHUAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220415 Address after: 410006 room 2101, building 1, aibang science and Technology Industrial Park, No. 559, Yunqi Road, bachelor street, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province Patentee after: Hunan Xuzhou Construction Engineering Service Co.,Ltd. Address before: Yuelu District City, Hunan province 410083 Changsha Lushan Road No. 932 Patentee before: CENTRAL SOUTH University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220520 Address after: 410006 Second Floor of 10 Skirt Buildings, No. 1, Liandong Yougu Industrial Park, 32 Yuelian Street, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province Patentee after: HUNAN RUIYI ZIHUAN TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 410006 room 2101, building 1, aibang science and Technology Industrial Park, No. 559, Yunqi Road, bachelor street, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province Patentee before: Hunan Xuzhou Construction Engineering Service Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Reduction Smelting Method for Arsenic Alkali Slag Effective date of registration: 20221028 Granted publication date: 20200117 Pledgee: Hunan Xiangjiang Zhongying Investment Management Co.,Ltd. Pledgor: HUNAN RUIYI ZIHUAN TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980020202 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |