CN108504872B - 一种综合处理白烟尘及硫化砷渣的方法 - Google Patents

一种综合处理白烟尘及硫化砷渣的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种综合处理白烟尘及硫化砷渣的方法，属于有色金属冶炼领域。包括以下步骤：将白烟尘与磨细筛分后的硫化砷渣含一定比例配料，加入到计量好的浓硫酸中进行调浆和混匀，得到的浆料在高温下进行焙烧，焙烧烟尘采用桨式收尘回收三氧化二砷。本发明的优点在于，能同时处理两种含砷固废，脱砷温度低，脱砷率高达99％，所得到的产品三氧化二砷的纯度高于90％，整个工艺操作简单，易于工业化生产。

Description

一种综合处理白烟尘及硫化砷渣的方法
技术领域
本发明属于有色金属冶炼领域，涉及一种白烟尘脱砷的方法。
背景技术
火法炼铜过程中产生的高温烟气含有高浓度的SO2和烟尘，通过“余热锅炉-电除尘器-硫酸系统”可回收热量、烟尘和SO2。由于铜矿中伴生砷元素，在铜的闪速熔炼和转炉吹炼过程中，砷极易挥发从而富集在烟尘(俗称白烟尘)中。目前，国内铜冶炼厂大多将烟灰与铜精矿配料直接返回熔炼系统。就闪速炼铜而言，该过程以烟灰形式进入闪速炉的砷量占进入闪速炉砷量的50％以上，这使得闪速炉入炉原料的砷含量大大增加，最终对电铜及硫酸质量产生不可低估的负面影响。
研究表明，白烟尘中砷主要以氧化物、砷酸盐和砷化物形式存在，同时含有少量的砷的硫化物。目前，含砷烟灰脱砷的主要方法有湿法浸出脱砷和焙烧脱砷。湿法脱砷是采用盐酸、硫酸对砷烟灰进行浸出，使砷进入溶液，再采用钙盐或铁盐固化砷。但是产生的含砷弃渣在堆存或填埋时，存在严重的二次污染。焙烧脱砷是在高温下使砷以三氧化二砷挥发，再经收尘系统收集后即可得到产品。梁勇等人采用火法工艺处理闪速炉烟灰进行脱砷，氧化焙烧时砷的脱除率仅40％，当加入焦炭进行还原焙烧时，砷的脱除率提高大80％以上。究其原因是因为含砷烟灰中含有一部分高价砷的氧化物和砷酸盐。但该方法需要在1100℃的高温下进行，且脱砷率不高。
实际上，在处理另外一种含砷固体废弃物—硫化砷渣时也采用了焙烧脱砷的办法。不同的是，在处理硫化砷渣时需要在氧化氛围中进行焙烧脱砷，该过程在600～850℃的条件下，脱砷率为40～70％。综上可以看出，白烟灰焙烧脱砷时，需要在还原条件下进行，而硫化砷渣则需要氧化氛围，如果能将两者进行同时处理，在不用控制焙烧氛围的条件下即可实现两种含砷固体废弃物物的处理。但已有的研究表明，这种焙烧脱砷的过程需要在800℃左右的高温下才能实现，针对上述问题，我们提出了一种低温处理白烟尘和硫化砷渣的方法。
发明内容
本发明旨在提供一种综合处理白烟尘及硫化砷渣的方法，该方法可实现两种含砷物料的高效脱砷，焙烧过程操作温度低，所得三氧化二砷产品纯度高，工艺简单，砷脱除率高，清洁无污染。
为实现本发明的目的，本发明采取的技术方案是：将白烟尘与磨细筛分后的硫化砷渣含一定比例配料，加入到浓硫酸中搅拌混合，在高温下进行焙烧脱砷。
上述方法中，所配入的硫化砷渣用量按含硫量与白烟尘中含砷量摩尔比的1:10～1:1计。
上述方法中，浓硫酸的加入量按白烟尘与硫化砷渣质量比的1:3～3:1计。
上述方法中，焙烧温度控制在250～500℃，焙烧时间0.5～5h。
上述方法中，焙烧烟尘采用桨式收尘回收三氧化二砷。
本发明具有以下优点：能同时处理两种含砷物料，在较低焙烧温度下即可实现高效脱砷，砷的脱除率高达99％；该方法得到的三氧化二砷产品纯度高于90％，实现了砷的无害化处理及回收利用；与现有方法相比，清洁环保，不会产生砷的二次污染；操作简单，便于控制，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制
实施例1：
所用白烟尘含砷14.14％，硫化砷渣含砷54.8％，含硫37％。
将粒径小于250μm的硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:3进行配料，按质量比1:1加入浓硫酸中，搅拌混匀后置于管式炉中，在300℃下焙烧4h，脱砷率为98.2％，所收集的三氧化二砷纯度为90.5％。
实施例2：
将粒径小于300μm的硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:1进行配料，按质量比1:1.5加入至浓硫酸中，搅拌混匀后置于管式炉中，在350℃下焙烧3h，脱砷率为98.6％，所收集的三氧化二砷纯度为91.3％。
实施例3：
将粒径小于400μm的硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:5进行配料，按质量比1:2加入至浓硫酸中，搅拌混匀后置于管式炉中，在400℃下焙烧2h，脱砷率为99.1％，所收集的三氧化二砷纯度为91.5％。
实施例4：
将粒径小于400μm的硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:10进行配料，按质量比1:1加入至浓硫酸中，搅拌混匀后置于管式炉中，在450℃下焙烧4h，脱砷率为98.6％，所收集的三氧化二砷纯度为90.1％。
实施例5：
将粒径小于300μm的硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:6进行配料，按质量比1:2加入至浓硫酸中，搅拌混匀后置于管式炉中，在400℃下焙烧4h，脱砷率为98.9％，所收集的三氧化二砷纯度为90.8％。
实施例6：
将粒径小于350μm的硫化砷渣与白烟尘按含硫量与含砷量摩尔比的1:8进行配料，按质量比1:1.5加入至浓硫酸中，搅拌混匀后置于管式炉中，在450℃下焙烧4h，脱砷率为99.0％，所收集的三氧化二砷纯度为91.3％。

Claims (1)

1.一种综合处理白烟尘及硫化砷渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：将白烟尘与磨细筛分后的硫化砷渣含一定比例配料，加入到浓硫酸中搅拌混合，在高温下进行焙烧脱砷，不需要控制焙烧气氛；
焙烧烟尘采用桨式收尘回收三氧化二砷；
所配入的硫化砷渣用量按含硫量与白烟尘中含砷量摩尔比的1:10～1:1计；
浓硫酸的加入量按白烟尘与硫化砷渣质量比的1:3～3:1计；
焙烧温度控制在250～500℃，焙烧时间0.5～5h。
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