CN115011803B - 一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，属于资源综合利用领域。本发明利用硅酸盐和铁橄榄石比砷酸盐有更高的稳定性原理，通过加入SiO₂来降低砷酸盐的还原转化温度，实现砷高效脱除及砷锗分离。将高砷含锗中和渣与转化剂、还原剂混合均匀后加入到反应器内，同时向反应器内通入空气和水蒸汽，控制空气和水蒸汽流量比，进行焙烧脱砷。焙烧过程砷以三氧化二砷形式挥发进入烟气，收集后得到含砷烟尘；焙烧产物可作为提取锗的原料。砷脱除率大于75％、焙烧产物中砷含量小于1％，锗挥发率小于15％。本发明解决了高砷含锗中和渣中砷锗高效分离的问题，具有砷脱除效率高、运行成本低、工艺简单和锗回收率高等优点。

Description

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法

技术领域

本发明属于资源综合利用领域，具体涉及一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法。

背景技术

锗在自然界中极少存在单一的、具有工业开采价值的稀散元素矿物，无相对独立的矿床，多伴生于有色金属、煤及铁等矿物中，一般从主金属冶炼和煤燃烧工艺流程产出的中间产物或副产物中进行回收。当前国内锗行业广泛采用氯化蒸馏法锗提取技术生产高纯二氧化锗和单晶锗，在氯化蒸馏提取锗生产过程中会产生大量的含砷、铁、锗等元素的盐酸废水，废水经石灰中和或碱液中和处理后产生含锗中和渣。该中和渣含有锌、锗等有价金属，同时铁、砷等杂质元素含量较高，具有较高的综合回收价值，但处理难度大，其中砷锗的高效分离是难点。

目前，含锗中和渣的处理方法主要为湿法预处理，得到锗富集物后再采用氯化蒸馏的方法回收锗。预处理方法包括酸洗(或酸浸)-挥发窑富集和酸溶-沉淀富集-氯化蒸馏法回收锗两种方法，第一种方法是用水将中和锗渣中氯化钙盐洗出，而后压滤，压滤渣干燥处理后，再经制团后送锗挥发炉挥发富集并回收锗。第二种方法是针对湿法炼锌系统的中和铁渣，用稀硫酸溶液对中和铁渣进行溶解，使铁和锗以硫酸盐形式溶出，然后中和沉淀，得到的中和沉淀渣采用氯化蒸馏的方法提取锗。文献(李庆九.浅谈氯化蒸馏法产生含锗中和渣进行综合利用的必要性[J].内蒙古科技与经济,2016,8:100-101.)指出，针对氯化蒸馏废水石灰中和所得的含锗中和渣，采用洗涤的方法将氯化钙盐洗涤出来，然后对洗涤渣进行锗的挥发富集，锗回收率可达85％，含锗烟尘中锗含量为2％。文献(易飞鸿,彭翠红,王坚,等.从中和渣提取锗的研究[J].韶关学院学报(自然科学版),2003,24(3):89-92.)报道了氧化锌系统中和铁渣中锗的回收，采用稀硫酸对中和铁渣进行溶解，然后在pH＝6的条件下，使铁和锗形成氢氧化物沉淀，沉淀物在8mol/L HCl的条件下进行氯化蒸馏提取锗，锗回收率95％以上。文献(普世坤,董汝昆,许悦.湿法回收氯化石灰中和渣中的锗[J].材料研究与应用,2009,3(2):138-141.)采用水洗-盐酸浸出-两段逆流碱浸的方法处理收氯化蒸馏石灰中和渣，锗回收率可达90％。

目前报道的湿法预处理方法均不涉及含锗中和渣中砷的脱除问题，没有实现砷和锗的有效分离。事实上，中和渣中含有较多的砷，不管采用何种湿法预处理方法，砷和锗均不同程度进入溶液，不能实现砷与锗的有效分离；如果砷未能实现开路，在系统中一直循环富集，大量的砷必然会进入锗富集物中，进而给后续锗富集物的氯化蒸馏过程带来诸多困难；同时采用多段浸出时，锗在各种溶液中分散，给溶液中锗的回收带来困难。砷进入锗富集物后，在氯化蒸馏过程中，由于AsCl₃具有较高的挥发性，产生的AsCl₃将和GeCl₄共同挥发，从而影响锗产品纯度。因而，含锗中和渣中砷的脱除是实现锗高效回收的前提，也是简化后续锗提取流程的关键。

综上，对高砷含锗中和渣的综合利用来说，要想实现锗的高效回收，必须将中和渣中的杂质元素砷有效脱除，实现砷与锗的有效分离，而目前的处理方法不能实现上述目标。有鉴于此，本发明专利提出了一种高砷含锗中和渣焙烧脱砷的方法，实现砷的高效脱除和砷锗的有效分离，进而给后续锗的回收创造良好条件。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法。高砷含锗中和渣来自于氯化蒸馏废水石灰中和或碱液中和所得的沉淀，中和渣中铁主要以氢氧化铁、钙主要以氯化钙、锗与氢氧化铁共沉淀、砷主要以砷酸钙和砷酸铁等形态存在。针对中和渣中含有较高的锌、锗等有价元素，同时含有大量铁和砷等杂质元素的特点，采用还原氧化焙烧的方法，使中和渣中的砷酸盐(如砷酸钙和砷酸铁等)被碳还原转化为易于挥发的As₂O₃；维持焙烧体系较低的氧势，使还原得到的As₂O₃不被进一步氧化为不易挥发的高价砷酸盐，实现砷的高效脱除。同时控制焙烧温度，抑制锗挥发进入气相，尽可能避免锗的挥发损失，实现锗的高效回收。这样实现了砷的高效脱除和砷锗的有效分离。

首先，将干燥后的高砷含锗中和渣破碎磨细后，与转化剂(二氧化硅)、还原剂(煤粉或焦粉)混合均匀后，加入到反应器内，向反应器内通入空气和水蒸汽，通入水蒸汽的目的是降低混合气相中氧浓度，可以通过控制空气和水蒸汽的流量比来调节焙烧过程的氧浓度(氧势)，反应器应具有物料与空气和水蒸汽良好接触的特征。由于砷酸钙被碳还原的温度很高(在1000℃以上才能实现很好的还原)，此时锗化合物(GeO)等挥发率较高，导致锗损失较大，不能实现砷和锗的高效分离。为了实现锗的高效回收，必须降低温度以抑制锗的挥发损失。加入转化剂(二氧化硅)就是为了降低砷酸钙分解转化温度，由于CaO呈碱性，而加入的SiO₂呈酸性，这两种化合物之间有较强的结合能力，也就是说，加入SiO₂有助于降低砷酸钙还原转化温度；类似地，加入SiO₂也有利于促进其他砷酸盐(如砷酸铁、砷酸钠)的转化。要想实现砷酸钙和砷酸铁中砷的挥发，必须将砷酸盐中的高价砷还原为具有高挥发性的As₂O₃，本申请加入碳质还原剂就能实现上述目的。但碳质还原剂不宜加入过多，否则Ge等挥发损失率较高，还原剂加入量适宜控制在2wt％～15wt％(优选为5wt％～15wt％)。因而，本发明能够在较低的温度下实现砷的高效脱除，同时抑制锗的挥发。

焙烧体系氧势控制是关键环节。氧势过高，容易导致As₂O₃被混合气相中的O₂再次氧化为不易挥发的砷酸盐。氧势过低，导致单质砷(砷酸盐被碳还原，可能产生单质砷)不能被氧化为As₂O₃。通入空气和水蒸汽的目的就是维持焙烧体系一定的氧势，既不能过高也不能过低，就是要形成一个可供As₂O₃稳定存在并挥发的温度和氧势区，既要使As₂O₃高效挥发，又要避免砷酸盐的形成。焙烧过程的温度适宜控制在800℃～900℃。如果温度过高，则中和渣中的锗挥发损失较大，不能达到高效回收锗的目的；如果温度过低，则中和渣中的砷酸钙不能还原转化，就不能将这部分砷挥发脱除，砷的挥发效率不高。

本方法利用硅酸盐和铁橄榄石比砷酸盐有更高稳定性的原理，通过加入转化剂SiO₂，降低砷酸盐的还原转化温度，尽可能降低锗的挥发损失；在转化剂、还原剂、空气和水蒸汽的共同作用下，实现高砷含锗中和渣中砷的高效脱除和砷锗的有效分离，具有脱砷效率高、工艺简单、运行成本低、环境友好等特点。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案如下：

本发明一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

将干燥、破碎、磨细后的高砷含锗中和渣与2wt％～15wt％转化剂、2wt％～15wt％还原剂混合均匀后加入到反应器内，同时向反应器内通入空气和水蒸汽，控制空气和水蒸汽流量比为1:20～1:5，在800℃～900℃的温度下进行焙烧。

烟气通过收集后，得到含砷烟尘，尾气通过进一步处理后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。所述转化剂为含硅的氧化物。

在本发明中，干燥、破碎、磨细后的高砷含锗中和渣的粒径优选为0.05～0.1mm。

作为进一步的优选方案，本发明一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，将高砷含锗中和渣与5wt％～15wt％转化剂、5wt％～15wt％还原剂混合均匀后加入到反应器内。

作为优选方案，本发明一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，高砷含锗中和渣可直接进行焙烧脱砷，或者通过碱洗后再进行焙烧脱砷；所述的碱洗方法为：用Na₂CO₃溶液与破碎磨细后的干渣混合，在一定温度下进行搅拌洗涤，然后进行固液分离，所得固体用于后续处理。所述一定温度可为45～75℃。

所述的高砷含锗中和渣中砷质量分数大于等于2％。

优选的方案，所述的转化剂为二氧化硅，包括硅石、河沙等，其粒度为0.05～0.15mm；所述的还原剂为煤粉或焦粉中的一种。加入二氧化硅的目的是降低砷酸盐的还原转化温度，从而尽可能降低Ge的挥发损失。

优选的方案，所述的空气流量为0.05～0.2m³/h。

优选的方案，所述的水蒸汽流量为0.25～1.0m³/h。

作为进一步的优选方案，空气和水蒸汽流量比为1:8～1:20。

所述的焙烧过程的时间为1～4h。

经优化后，本发明所用工艺可实现：砷脱除率大于等于75％，焙烧产物中砷含量小于等于1％，锗挥发率小于等于15％。优化后，砷脱除率大于等于80％，进一步优化后可大于等于95％，且锗挥发率小于等于15％。经进一步优化后砷脱除率大于等于85％，且锗挥发率小于等于8％。在本发明所设计的方案中，通过碱洗配合本发明后续的焙烧工艺，可以将锗挥发率降至1％以下，且砷脱除率大于等于85％。

本发明申请技术方案中温度和氧势的控制是两个关键因素，温度和氧势均需控制在一定范围，其核心是在焙烧体系中形成一个可供As₂O₃稳定存在并挥发的温度和氧势区，既要使As₂O₃高效挥发，又要避免砷酸盐的形成，同时还要尽可能抑制Ge的挥发。焙烧脱砷过程涉及的主要化学反应如下所示。

2Ca₃(AsO₄)₂+3SiO₂+10C＝3(2CaO·SiO₂)+As₄(g)+10CO(g)(或生成CaO·SiO₂、3CaO·SiO₂、3CaO·2SiO₂等)

2Ca₃(AsO₄)₂+3SiO₂+4C＝3(2CaO·SiO₂)+2As₂O₃(g)+4CO(g)(或生成CaO·SiO₂、3CaO·SiO₂、3CaO·2SiO₂等)

6FeAsO₄+7C＝2Fe₃O₄+3As₂O₃(g)+7CO(g)

2FeAsO₄+2SiO₂+5C＝(2FeO·SiO₂)+As₂O₃(g)+5CO(g)

As₄(g)+3O₂＝2As₂O₃(g)

As₄(g)+6H₂O＝2As₂O₃(g)+6H₂

高砷含锗中和渣中的砷主要以砷酸钙和砷酸铁等砷酸盐形式存在，而砷酸钙非常稳定，高温下不易分解，即使加入碳质还原剂，也需要较高的温度(1000℃以上)才能实现其转化。相比砷酸钙而言，虽然砷酸铁中的砷容易被碳还原而挥发，但仅仅将这部分砷挥发，若不能实现砷酸钙中砷的挥发，则总体的砷挥发效率较低。故而，本申请通过加入SiO₂，以促进砷酸钙和砷酸铁的还原转化，降低其转化温度，有利于抑制Ge的挥发。砷酸盐还原转化等需要很高的温度，而此时Ge挥发率较高，不能实现砷的高效脱除和砷锗的有效分离，这是高砷含锗中和渣中砷和锗分离的难点和关键。基于上述问题，本申请巧妙利用硅酸盐和铁橄榄石比砷酸盐具有更大稳定性的原理，通过加入SiO₂来降低砷酸盐的还原转化温度，在较低的温度下实现了砷的高效挥发与抑制锗的挥发损失这二者的兼顾。将砷酸盐中的砷还原为As₂O₃后，维持焙烧体系As₂O₃稳定存在并挥发的氧势区，达到砷高效挥发的目的。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供了一种高砷含锗中和渣焙烧脱砷的方法，采用添加转化剂和还原剂并通入空气和水蒸汽的方案，解决了高砷含锗中和渣中砷的高效脱除、砷锗有效分离的问题，克服了现有湿法预处理方法存在的砷锗分离效果差、砷和锗分散等问题，避免氯化蒸馏过程中AsCl₃和GeCl₄共同挥发，降低杂质元素砷对锗产品品质影响，为简化后续锗回收流程和高效回收锗创造了良好的条件。

(2)本发明利用硅酸盐和铁橄榄石比砷酸盐有更高的稳定性原理，通过加入SiO₂，降低砷酸盐的还原转化温度，显著降低锗的挥发损失，并使砷高效挥发。脱砷效率可达90％以上，锗挥发损失率小于等于15％。使用的试剂为二氧化硅和煤粉，廉价易得，加入量少，运行成本低。焙烧温度较低，800℃～900℃。通过焙烧，在一个工序内实现了砷锗的有效分离。焙烧过程及收尘系统采用密闭体系，避免了有毒有害金属向环境的逸散，作业环境好。因而，本发明具有脱砷效率高、工艺简单、运行成本低、环境友好等特点。

附图说明

图1为本发明的工艺流程。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

表1高砷含锗中和渣主要化学成分

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

将高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数2wt％的碳质还原剂和2wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.2m³/h，水蒸汽通入量为1.0m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:5，在800℃条件下焙烧4h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为75.51％、焙烧产物含砷1.25％，锗挥发率10.14％。

实施例2：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数10wt％的碳质还原剂和15wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.05m³/h，水蒸汽通入量为0.25m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:5，在850℃条件下焙烧3h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为94.35％，焙烧产物含砷0.3％，锗挥发率11.88％。

实施例3：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数15wt％的碳质还原剂和10wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.05m³/h，水蒸汽通入量为1m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:20，在900℃条件下焙烧1h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为97.41％，焙烧产物含砷0.1％，锗挥发率14.96％。

实施例4：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数15wt％的碳质还原剂和15wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.05m³/h，水蒸汽通入量为0.25m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:5，在800℃条件下焙烧3h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为92.24％，焙烧产物含砷0.38％，锗挥发率7.67％。

实施例5：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后用25g/LNa₂CO₃溶液与破碎磨细后的干渣按液固比8mL/g进行混合，在温度60℃，转速300r/min条件下搅拌2h，进行碱洗，以脱除Cl离子，消除Cl离子对Ge挥发的影响。碱洗渣烘干后，与碱洗渣质量分数15wt％的碳质还原剂和15wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.1m³/h，水蒸汽通入量为1.0m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:10，在850℃条件下焙烧3h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，碱洗过程砷脱除率小于5％，锗脱除率小于3％；经过控氧势焙烧后，高砷含锗中和渣中砷脱除率为90.43％，焙烧产物含砷0.42％，锗挥发率小于0.5％。

对比例1：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数10wt％的碳质还原剂，不加入转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.05m³/h，水蒸汽通入量为0.25m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:5，在850℃条件下焙烧3h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为65.53％，焙烧产物含砷2.09％，锗挥发率15.63％。

对比例2：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数10wt％的碳质还原剂，不加入转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.05m³/h，水蒸汽通入量为0.25m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:5，在1000℃条件下焙烧1h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为70.24％，焙烧产物含砷1.89％，锗挥发率55.56％。

对比例3：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数10wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，不加入碳质还原剂，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.05m³/h，水蒸汽通入量为0.25m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:5，在850℃条件下焙烧3h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为15.11％，焙烧产物含砷4.32％，锗挥发率12.74％。

对比例4：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数10wt％的碳质还原剂和10wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气和水蒸汽，空气通入量为0.05m³/h，水蒸汽通入量为0.25m³/h，控制空气和水蒸汽流量比为1:5，在750℃条件下焙烧3h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为37.89％，焙烧产物含砷2.97％，锗挥发率8.39％。

对比例5：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数10wt％的碳质还原剂和10wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入空气，不通入水蒸汽，空气通入量为0.05m³/h，在850℃条件下焙烧3h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为42.67％，焙烧产物含砷3.09％，锗挥发率13.78％。

对比例6：

本实施例所用的高砷含锗中和渣成分见表1所示。

一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，包括以下步骤：

高砷含锗中和渣干燥后，破碎磨细(粒径为0.05～0.1mm)，然后加入高砷含锗中和渣质量分数10wt％的碳质还原剂和10wt％的转化剂(二氧化硅，粒径为0.05～0.15mm)，混合均匀后，加入到反应器中。然后向反应器内通入水蒸汽，不通入空气，水蒸汽通入量为0.25m³/h，在850℃条件下焙烧3h。焙烧产出的烟气通过收集后得到含砷烟尘，尾气通过氢氧化钠溶液吸收后排放；焙烧产物作为提取锗的原料。

经检测，高砷含锗中和渣中砷脱除率为70.16％，焙烧产物含砷1.52％，锗挥发率8.39％。

Claims (7)

1.一种高砷含锗中和渣还原转化焙烧脱砷方法，其特征在于，包括以下步骤：将高砷含锗中和渣与5wt%～15wt%转化剂、5wt%～15wt%还原剂混合均匀后加入到反应器内，同时向反应器内通入空气和水蒸汽，控制空气和水蒸汽流量比为1:20～1:5，在800℃～900℃的温度下进行焙烧；烟气通过收集后，得到含砷烟尘，焙烧产物作为提取锗的原料；转化剂为二氧化硅，其粒度为0.05～0.15mm；还原剂为煤粉或焦粉中的一种；

砷脱除率大于等于85%，且锗挥发率小于等于8%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：高砷含锗中和渣可直接进行焙烧脱砷，或者通过碱洗后再进行焙烧脱砷；所述的碱洗方法为：用Na₂CO₃溶液与破碎磨细后的高砷含锗中和渣混合，在一定温度下进行搅拌洗涤，然后进行固液分离，所得固体用于后续处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：高砷含锗中和渣中砷质量分数大于等于2%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：空气流量为0.05～0.2m³/h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：水蒸汽流量为0.25～1.0m³/h。

6.根据权利要求4或5任意一项所述的方法，其特征在于：空气和水蒸汽流量比为1:8~1:20。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：焙烧过程的时间为1～4h。