CN111036371B - 一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法 - Google Patents

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Abstract

一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，是收集炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金，加热熔化为600～800℃的砷铁合金熔液；将熔液水淬急冷成细粒后烘干至含水量1.5％，将砷铁合金细粒中的泡珠状粗粒挤碎。本方法改变了富氧侧吹炉副产物砷铁合金的金相结构，处理后的砷铁合金水浸出砷量低于标准0.5mg/L，具有无毒性、高稳定、比重大的特点，能作为大比重的配重代用材料，实现无害化资源化利用。

Description

一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无 害化处置方法
技术领域
本发明涉及环保和有色冶炼及合金热处理技术，具体涉及一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法。
背景技术
在有色冶炼行业常有含砷的冶炼烟尘和浸出渣料产出，该些含砷物料中含有较高的铅、锑、铋、锡等有色金属元素，因此，近十多年来该些含砷物料被当做二次有色金属资源，通过选择适当的渣型配入适量铁配料、制料后压成型块，入传统炼铅富氧侧吹炉进行高温还原熔炼，并产出粗铅合金、少量烟尘和硅铁钙炉渣，同时产出硫铁冰铜渣和砷铁合金。
上述方法有如下优点：其一，炉料省去传统炼铅的烧结程序；其二，炉料中80％以上的硫与配入的铁在炉内于高温还原条件下生成稳定的硫化亚铁，硫大部分固化在硫铁冰铜渣中，减少了对大气的硫害污染；其三，炉料中80％以上的砷与配入的铁在炉内于高温碳还原条件下生成稳定的砷铁合金。这种砷铁合金的典型成份是：As18～25％、Fe55～65％、Pb＜0.5％，熔点约700℃，比重约为7.0，适合代替钢铁用作配重材料。但该砷铁合金的含砷量高达25％，其是否为有害固体废物，使用是否安全？有人按国家环保标准对该砷铁合金做了多次水浸后溶出砷量测试，结果显示，水浸溶出砷量仅有约15％的样品小于0.5mg/L的要求，约50％的样品略高于2.0mg/L，约35％的样品高于5mg/L，从统计测试数据看含量基本在标准点附近，但结论是有害固体废物，不能安全使用。
发明内容
本发明人在长期生产实践中发现，由富氧侧吹炉熔渣沉淀锅产出的砷铁合金取样化验做水浸出砷试验时，同一批次相同化验成份的砷铁合金在大锭表面的样要比中心部分的样的水浸出砷量一般要低于40～80％，分析可知，表面散热较好，冷却速度较快，而中间部位散热条件较差，冷却速度慢，结晶粗大，联想到钢铁淬火热处理，快速固化高温态晶相并细化晶粒，可大幅度改善钢铁的物理机械性能，如果砷铁合金中心部分也进行急速冷却呢？经多次具体试验证明了这一思路可行。
本发明的目的是，针对上述现有技术中炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金作水浸出砷测试略微超标而不合格不能无害化的问题，提供一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，通过水淬急冷砷铁合金，使得急冷后的砷铁合金晶型急冷固定且细化均匀，并使砷铁合金的水浸出砷量优于国家标准(As≤0.5mg/L)，使之无害化并资源化利用。
为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，该方法步骤如下：
a.收集炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金，加热熔化为600～800℃的砷铁合金熔液；
上述步骤a中的熔化采用反射炉、高温熔化锅(如：马沸炉)或者小型冲天炉。
b.将熔化的砷铁合金熔液水淬急冷成细粒；
c.将砷铁合金细粒烘干至含水量小于1.5％。
本发明方法还包括步骤d：将砷铁合金细粒中的泡珠状粗粒挤碎；较佳的，采用对辊轧机，调节间隙2～4mm后进行挤碎处理。
经检测，本方法处理后的砷铁合金水浸出砷量低于标准0.5mg/L，具有无毒性、高稳定、比重大的特点，能作为大比重的配重代用材料，为无害化资源化利用。
本发明方法简单实用，改变了富氧侧吹炉副产物砷铁合金的金相结构，使其由毒性浸出试验不合格的危险固废物改变成了合格的无害物，为有色冶炼行业危害最大的砷污染处理开辟出了一条无害化处理的新技术方法，具有开创性的技术价值和巨大的环保效益；同时无害化后的砷铁合金比重较大，可用作配重材料代替钢铁；产量大，每年有约30000T市场规模，作为以废治废的副产品，几乎是无成本生产，具有很高的利润，有极高的经济效益。
具体实施方式
实施例1
本实施例在实验室条件下进行。
收集冶炼厂砷铁合金样品20kg，块度20～60mm，用颚式破碎机粗碎到块度5～10mm，混分样后，取三份样，每份重0.5kg，编号1#、2#、3#。将1#样制样烘干后磨碎至细度过100目，经检测，结果如下：As：20.4％、Fe：64.6％、Pb：0.5％、S：0.1％、Au 0.1g、Ag10g/T。
将2#样的0.5kg装入小石墨坩埚，放入马沸炉升温到750℃熔化后取出；将坩埚内熔化状的砷铁合金熔液缓慢倒入盛水的铁桶中水淬急冷成珠泡状碎裂细粒；将细粒捞出置于筛上，沥干水分后放入烘箱中于104℃烘至含水量小于2％；然后放入研钵内碾碎珠泡状大粒，使堆积比重达到5.8～6.5。
将3#样与处理后的2#样按环保标准方法同作水浸出砷对比测试；未经水淬急冷处理的3#样水浸液中含As 3.6mg/L，超标；而经急冷水淬处理后的2#样水浸液中含As0.18mg/L，低于0.5mg/L标准，合格。
实施例2
本实施例在工业生产模式下进行。
批量收集富氧侧吹炉产出的砷铁合金，块度200～300mm；留部分直接按国家环保标准方法进行水浸出砷测试，其余入冲天炉于750～800℃进行熔化，冲天炉炉径0.6m～1m，炉高约3～4m，炉底布置4～6个风口，填装焦炭高度相当于炉径的60～120％，熔液从炉底排料口流出；将从冲天炉熔化流出的砷铁合金熔液流用高速水流冲散急冷入收集池内；从收集池中捞出散粒状急冷水淬的砷铁合金粒，于烘干转窑内烘干至含水量低于2％；烘干料送入对辊轧机，调节对辊间隙1～3mm，将砷铁合金粒中的珠泡状大粒挤碎，使整体堆积比重达到5.8～6.5。急冷处理后的砷铁合金粒按国家环保标准方法进行水浸出砷测试。结果显示，未经急冷处理的样水中残留As＞2.0％mg/L，而经急冷处理后的样水浸液中残留As＜0.3％mg/L，优于0.5mg/L标准要求。

Claims (4)

1.一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，其特征在于，该方法步骤如下：
a.收集炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金，加热熔化为600～800℃的砷铁合金熔液；
b.将熔化的砷铁合金熔液水淬急冷成细粒以改变砷铁合金的金相结构；
c.将砷铁合金细粒烘干至含水量小于1.5％，所得砷铁合金细粒的水浸出砷量小于0.5mg/L。
2.如权利要求1所述的一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，其特征在于，该方法还包括步骤d：将砷铁合金细粒中的泡珠状粗粒挤碎。
3.如权利要求2所述的一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，其特征在于，所述方法处理后的砷铁合金细粒作为配重材料使用。
4.如权利要求1或2所述的一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，其特征在于，所述步骤a中的熔化采用反射炉、高温熔化锅或者小型冲天炉。
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Denomination of invention: A harmless treatment method for reducing arsenic in water leaching of arsenic ferroalloy, a by-product of lead smelting oxygen enriched side blowing furnace

Effective date of registration: 20220421

Granted publication date: 20201127

Pledgee: Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Changsha branch

Pledgor: LEIYANG YANXIN NON-FERROUS METALS Co.,Ltd.

Registration number: Y2022430000026

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