CN110257624B - 一种含砷烟尘的脱砷方法 - Google Patents
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Abstract
一种含砷烟尘的脱砷方法,所述含砷烟尘中含砷10~20%、锡20~30%、铟3%、铅5~8%;所述脱砷方法包括将含砷烟尘碱性浸出、浸出液冷却结晶、结晶母液回收铅等步骤。本发明可使含砷烟尘中的砷与锡、铟有效分离,同时还能产出砷酸钠产品。
Description
技术领域
本发明属于湿法冶金及化工生产中有害烟尘处理技术领域,具体涉及含砷烟尘的处理方法。
背景技术
在锡冶炼过程中,砷在系统中形成一种含砷10~20%、锡20~30%、铟3%、铅5~8%的含砷烟尘。这种烟尘的锡、砷大部分以氧化物形态存在,需单独进行脱砷处理,由于砷剧毒,在严格的环保政策下,如何安全环保地处理高砷物料,是企业面临的难题。由于含砷烟尘成分复杂且波动较大,物相也差别较大,很难有单一的处理工艺,目前主要有火法焙烧脱砷、湿法浸出脱砷:
(1)火法工艺:火法工艺适合于砷含量较高,呈三氧化二砷或硫化砷形态,有价金属不具备挥发性的含砷物料。特点是简单、高效,但其所产生含砷烟尘往往含有一定量有价金属,而且培砂中也含有一定量未挥发的砷,需进一步处理。另外,由于收尘系统的缺陷,使得含砷烟尘难以完全捕集,存在二次污染的风险。
(2)湿法:湿法脱砷工艺可分为酸浸、碱浸、水浸,浸出后能得到酸性、碱性、中性的浸出液,目前对所有的含砷烟尘都有处理方法,但存在流程长、成本高、有二次污染的缺点。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足,提供一种可使含砷烟尘中的砷与锡、铟有效分离,同时还能产出砷酸钠产品的含砷烟尘脱砷处理方法。
本发明通过以下技术方案实现:
一种含砷烟尘的脱砷方法,包括以下步骤:
一种含砷烟尘的脱砷方法,所述含砷烟尘中含砷10~20%、锡20~30%、铟3%、铅5~8%;所述脱砷方法包括以下步骤:
(1)含砷烟尘碱性浸出:常压下用氢氧化钠溶液和氧化剂浸出含砷烟尘,所述氧化剂为氯酸钠、高锰酸钾、双氧水中的一种;液固体积质量比为4~10ml:1g,氧化剂用量为烟尘中砷质量的0.3~0.6倍,氢氧化钠浓度80~200g/L,反应温度60~95℃,反应时间2~6小时,得到的浸出液和浸出渣,所述浸出液为砷酸钠溶液,浸出渣用水洗涤过滤后即为脱除砷的锡精矿,液固体积质量比是指以ml/g计,氢氧化钠溶液与含砷烟尘的体积质量比;
(2)浸出液冷却结晶:将砷酸钠溶液冷却至20~25℃,砷以砷酸钠形态结晶,过滤分离后得到砷酸钠成品和结晶母液;
(3)结晶母液回收铅:向结晶母液中添加与铅反应所需理论用量1.0~3.0倍的硫化钠,过滤分离得到铅精矿和除铅的结晶母液,除铅的结晶母液补加氢氧化钠后返回浸出。
本发明具有以下有益效果:
(1)将含砷烟尘用氢氧化钠和氧化剂浸出后,实现了砷与有价金属的分离,工艺简单易行,流程中无含砷有毒气体的产生,无废气、废水、废渣产生及排放,节能环保。
(2)采用氢氧化钠浸出,砷浸出率达91%以上,锡、铟几乎不被浸出,富集在浸出渣中,渣含锡40~45%、铟4.5~5.5%、砷<1.5%。
(3)浸出液冷却结晶产出砷酸钠,砷酸钠含量可达90%,结晶过程无需进行蒸发浓缩作业,节省大量的能源消耗,结晶母液补充一定的氢氧化钠后又可返回浸出,实现脱砷工艺的闭路循环。
本发明解决了含砷烟尘中砷与有价金属难以有效分离的难题,本发明的湿法处理在常压下加入氢氧化钠和氧化剂进行浸出反应,将三价砷氧化成在碱溶液中溶解度更大的五价砷,浸出液冷却结晶生成砷酸钠。砷进入溶液中,锡、铟入渣,砷酸钠可用于玻璃工业的澄清剂和生产砷产品的原料。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种含砷烟尘的脱砷方法,该方法适于处理砷以氧化物及砷酸盐形态存在、锡以氧化物形态存在的冶炼烟尘,烟尘含砷10~20%、锡20~30%、铟3%、铅5~8%。如图1所示,处理方法如下:
(1)含砷烟尘碱性浸出:将含砷烟尘用氢氧化钠和氧化剂进行常压浸出,所述氧化剂为氯酸钠、高锰酸钾、双氧水中的一种。液固体积质量比为4~10:1(ml:g),氧化剂用量为烟尘中砷质量的0.3~0.6倍,初始氢氧化钠浓度80~200g/L,反应温度60~95℃,反应时间2~6小时;得到的浸出液为砷酸钠溶液,有价金属富集于浸出渣中,浸出渣用水洗涤过滤后即为脱除砷的锡精矿,液固体积质量比是指以ml/g计,氢氧化钠溶液与含砷烟尘的体积质量比。
上述在常压下加入氢氧化钠和氧化剂进行的浸出反应,可将三价砷氧化成在碱溶液中溶解度更大的五价砷,碱浸液冷却结晶生成砷酸钠。化学反应式如下:
As2O3+2NaOH=2NaAsO2+H2O
As2O5+6NaOH=2Na3AsO4+3H2O
2NaAsO2+O2+4NaOH=2Na3AsO4+2H2O
(2)浸出液冷却结晶:将浸出液冷却至20~25℃,浸出液中的砷以砷酸钠的形态结晶析出,过滤分离后得到砷酸钠成品和结晶母液;
(3)结晶母液回收铅:向结晶母液中加入与铅反应所需理论用量1.0~3.0倍的硫化钠,反应温度70~80℃,反应时间1小时,过滤分离得到铅精矿和除铅的结晶母液。除铅的结晶母液补加氢氧化钠后可返回上述步骤(1)继续用于浸出,实现脱砷工艺的闭路循环。
实施例1
一种湿法处理含砷烟尘的方法,处理方法如下:
(1)将含砷13.3%,锡26.6%、铟2.72%、铅7.95%的含砷烟尘500g,采用氢氧化钠和氯酸钠浸出,浸出条件:氢氧化钠浓度80g/L,液固体积质量比为10:1(ml:g),反应温度90℃,氯酸钠用量按为烟尘中砷质量的0.3倍,反应时间4小时,得到4.8L的砷酸钠溶液和浸出渣,浸出渣加水洗涤,过滤后得到326g含Sn40.5%、铟4.15%、砷1.37%的锡精矿;
(2)浸出液冷却至20~25℃,过滤分离后得到4.6L含砷2.1g/L、铅5.72g/L的结晶母液,325g含量为91.6%的砷酸钠;
(3)结晶母液加入与铅反应所需理论用量的2倍硫化钠除铅,除铅温度70℃,时间1小时,过滤分离后得到4.55L含铅0.02g/L的砷酸钠溶液,47g含铅56%的铅精矿。
实施例2
一种湿法处理含砷烟尘的方法,处理方法如下:
(1)将含砷19.8%,锡24.3%、铟3.2%、铅6.6%的含砷烟尘500g,采用氢氧化钠和高锰酸钾浸出,浸出条件:氢氧化钠浓度200g/L,液固体积质量比为6:1(ml:g),反应温度95℃,反应时间2小时,高锰酸钾用量为烟尘中砷质量的0.5倍,得到2.85L的砷酸钠溶液和312g浸出渣,浸出渣用水洗涤,过滤后得到含Sn39.6%、铟5.1%、砷1.48%的锡精矿;
(2)浸出液冷却结晶,浸出液经过冷却至20~25℃,过滤分离后得到2.65L含砷3.2g/L、铅8.7g/L的结晶母液,508g含量为92.7%的砷酸钠;
(3)结晶母液加入与铅反应所需理论用量的3倍硫化钠除铅,除铅温度70℃,时间1小时,过滤分离后得到2.55L含铅0.03g/L的砷酸钠溶液,42g含铅55%的铅精矿;
实施例3
一种湿法处理含砷烟尘的方法,处理方法如下:
(1)将含砷10.2%,锡28.8%、铟3.5%、铅5.3%的含砷烟尘500g,采用氢氧化钠和双氧水浸出,浸出条件:浸出条件:氢氧化钠浓度150g/L,液固体积质量比为4:1(ml:g),反应温度60℃,反应时间6小时,双氧水用量为烟尘中砷质量的0.6倍,得到1.86L的砷酸钠溶液和324g浸出渣,浸出渣用水洗涤,过滤后得到含锡43.9%、铟5.35%、砷1.18%的锡精矿;
(2)浸出液冷却结晶,浸出液经过冷却至20~25℃,过滤分离后得到1.65L含砷2.5g/L、铅10.6g/L的结晶母液,268g含量为91%的砷酸钠;
(3)结晶母液加入与铅反应所需理论用量的1倍硫化钠除铅,除铅温度80℃,时间1小时,过滤分离后得到1.6L含铅0.055g/L的砷酸钠溶液,31.5g含铅55%的铅精矿;
除非另有说明,本发明中出现的各成分百分比数值均为质量百分比。
Claims (1)
1.一种含砷烟尘的脱砷方法,其特征在于,所述含砷烟尘是锡冶炼过程中产生的含砷烟尘,该方法适于处理砷以氧化物及砷酸盐形态存在、锡以氧化物形态存在的冶炼烟尘,含砷烟尘中含砷10~20%、锡20~30%、铟3%、铅5~8%;所述脱砷方法包括以下步骤:
(1)含砷烟尘碱性浸出:常压下用氢氧化钠溶液和氧化剂浸出含砷烟尘,所述氧化剂为氯酸钠、高锰酸钾、双氧水中的一种;液固体积质量比为4~10ml:1g,氧化剂用量为烟尘中砷质量的0.3~0.6倍,氢氧化钠浓度80~200g/L,反应温度60~95℃,反应时间2~6小时,得到的浸出液和浸出渣,所述浸出液为砷酸钠溶液,有价金属富集于浸出渣中,渣含锡40~45%、铟4.5~5.5%、砷<1.5%;浸出渣用水洗涤过滤后即为脱除砷的锡精矿,液固体积质量比是指以ml/g计,氢氧化钠溶液与含砷烟尘的体积质量比;在常压下加入氢氧化钠和氧化剂浸出含砷烟尘,可将三价砷氧化成在碱溶液中溶解度更大的五价砷,碱浸液冷却结晶生成砷酸钠;
(2)浸出液冷却结晶:将砷酸钠溶液冷却至20~25℃,砷以砷酸钠形态结晶,过滤分离后得到砷酸钠成品和结晶母液;
(3)结晶母液回收铅:向结晶母液中添加与铅反应所需理论用量1.0~3.0倍的硫化钠,过滤分离得到铅精矿和除铅的结晶母液,除铅的结晶母液补加氢氧化钠后返回浸出。
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