一種鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法，尤其涉及一種從鉛鋅火法冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的含砷鉛銻鋅等元素的冶煉煙塵中優(yōu)先脫除砷的方法，屬于有色金屬冶金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在鉛鋅火法冶煉過(guò)程中，如脆硫鉛銻礦處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含砷量較高的冶煉煙塵，該煙塵含有鉛、銻、鋅、銦等有價(jià)金屬，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，處理此類(lèi)高砷煙塵的方法有兩種:一是返回冶金爐熔煉，二是堆存暫緩處理。采用前一種方法會(huì)增加返回中間物料的數(shù)量，降低冶金爐的熔煉能力和冶煉作業(yè)指標(biāo)，有害雜質(zhì)元素砷還會(huì)在冶煉流程中逐漸積累，從而降低產(chǎn)品的品質(zhì)。而采用后一種方法不僅需要占用堆場(chǎng)，導(dǎo)致資源的極大浪費(fèi)；同時(shí)，由于雨水沖刷、浸溶、微生物作用等會(huì)促使煙塵中的可溶性砷鹽、重金屬離子被溶解。砷化合物、重金屬離子、懸浮物一部分隨地表水移運(yùn)造成污染，一部分由于重力作用而下滲進(jìn)入地下水層隨水長(zhǎng)距離迀移擴(kuò)散，造成煙塵堆置區(qū)域內(nèi)地下水、井水砷含量升高，一部分則進(jìn)入土體迀移、轉(zhuǎn)化造成污染，使農(nóng)作物減產(chǎn)，農(nóng)畜產(chǎn)品中含砷量升高，并通過(guò)食物鏈對(duì)人體造成危害。砷污染對(duì)生態(tài)造成嚴(yán)重破壞，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。將鉛銻煙塵中的砷進(jìn)行脫除，綜合回收鉛銻煙塵中的鉛銻銦等有價(jià)金屬，降低鉛銻煙塵堆存量，對(duì)于鉛銻煙塵污染治理和控制具有極其重要的意義。
[0003]針對(duì)含砷物料中砷的脫除問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了一系列卓有成效的研究，主要分為火法焙燒脫砷、濕法浸出脫砷?；鸱ū簾撋橹饕窃诟邷叵率购槲锪现械纳橐匀趸榈男螒B(tài)揮發(fā)，使其與其它有價(jià)金屬分離，再通過(guò)冷凝收塵得到粗制三氧化二砷產(chǎn)品。焙燒脫砷具有成本低、流程短、工藝簡(jiǎn)單和處理規(guī)模大等特點(diǎn)，但亦存在脫砷率較低，投資大，作業(yè)環(huán)境較差及對(duì)大氣污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，且得到的三氧化二砷產(chǎn)品純度較低，還需要進(jìn)一步處理提純。比如專(zhuān)利CN102286665A公開(kāi)了一種復(fù)雜含砷及有價(jià)金屬渣塵物料的綜合回收方法，該方法為:將各種含砷物料經(jīng)一次轉(zhuǎn)窯揮發(fā)砷，二次轉(zhuǎn)窯純化砷，使之產(chǎn)出含As20399.5 %的砷產(chǎn)品；將一次和二次轉(zhuǎn)窯渣進(jìn)行鼓風(fēng)揮發(fā)爐還原熔煉，產(chǎn)出的高砷煙塵返回一次轉(zhuǎn)窯爐處理，爐渣經(jīng)煙化爐強(qiáng)還原脫砷及揮發(fā)鋅后作為水泥廠原料及鋅原料資源化處理，產(chǎn)出的含砷合金經(jīng)堿性氧化精煉處理，脫砷后的合金，按常規(guī)方法回收其中的鉛、銻、銘、銀等。精煉堿渣含As2035?15%，有價(jià)金屬含量約5?15%，對(duì)其進(jìn)行破碎溶堿，過(guò)濾，渣返回鼓風(fēng)揮發(fā)爐處理，含錫、砷堿溶液通CO2沉錫，過(guò)濾后二氧化錫作高錫原料出售，含砷堿濾液加Ca(OH)2沉砷、過(guò)濾后砷酸鈣渣返回一次轉(zhuǎn)窯處理，余下堿液蒸發(fā)濃縮回收堿。
[0004]濕法浸出脫砷主要是指使用合適的浸出劑攪拌浸出含砷物料，使砷從固相轉(zhuǎn)移進(jìn)入浸出液中，然后采用蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，石灰、鐵鹽或者硫化鈉沉淀等方法將砷從浸出液中分離。與火法焙燒脫砷相比，濕法浸出脫砷具有脫砷率高、環(huán)境污染較輕、適用范圍廣、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)，但亦存在浸出液的處理流程較長(zhǎng)、工序比較復(fù)雜、工業(yè)廢水處理困難等缺點(diǎn)。濕法浸出脫砷又主要分為酸浸和堿浸兩大類(lèi)，相對(duì)而言，濕法堿浸脫砷過(guò)程可避免砷化氫氣體的產(chǎn)生，且除兩性金屬外其他金屬在堿浸時(shí)不會(huì)被浸出，同時(shí)堿浸工藝還具有操作簡(jiǎn)便，設(shè)備簡(jiǎn)單，防腐要求低，賤金屬富集、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。比如，專(zhuān)利CN102586604A公開(kāi)了一種濕法處理含砷鉛陽(yáng)極泥工藝，該方法先將含砷鉛陽(yáng)極泥攤放在室外自然氧化1-2個(gè)月，然后采用堿浸脫砷一浸出濾液沉鉛銻一氯鹽體系浸出一水解銻鉍一置換銅一酸浸渣轉(zhuǎn)型，轉(zhuǎn)型后渣含鉛銻金銀，進(jìn)入火法熔煉系統(tǒng)。該方法就存在處理流程較長(zhǎng)、工序比較復(fù)雜等缺點(diǎn)。
[0005]鉛銻煙塵的成分比較復(fù)雜，含量在I %以上的元素有鉛、鋪、砷、錫、鋅、銅、鐵和硫；而且，鉛銻煙塵中砷的分布比較分散，既有砷酸鹽，還有砷的氧化物和硫化物。在采用常規(guī)濕法堿浸工藝處理鉛銻煙塵時(shí)，有相當(dāng)一部分的鉛、銻、鋅等元素將不可避免隨同砷一起被浸出，造成有價(jià)金屬的損失，同時(shí)還將降低砷的脫除率。因此，改進(jìn)和完善現(xiàn)有濕法脫砷工藝，實(shí)現(xiàn)高效、短流程地從鉛銻煙塵中選擇性分離砷，降低鉛、銻、鋅等有價(jià)金屬的損失，是含砷的鉛銻煙塵污染治理和控制必須解決的一個(gè)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0008]一種鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法，包括以下步驟:
[0009]I)硫磺和鉛銻煙塵按照質(zhì)量比為0.01?0.5:1的比例混合，然后加入到氫氧化鈉溶液中浸出，同時(shí)保持溶液的溫度為50?100°C ;
[0010]2)將步驟I)浸出后的溶液進(jìn)行液固分離，得到浸出液和浸出渣；并對(duì)浸出渣進(jìn)行洗滌，洗滌后的洗滌水和浸出液混合冷卻至室溫，過(guò)濾，得到砷酸鈉結(jié)晶和結(jié)晶液；所述結(jié)晶液返回步驟I)中用于鉛銻煙塵的浸出。
[0011]上述的鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，硫磺和鉛銻煙塵的混合物質(zhì)量與氫氧化鈉溶液的體積比為1:3?10，其中質(zhì)量與體積的單位比例對(duì)應(yīng)關(guān)系為
Kg/Lo
[0012]上述的鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，硫磺和鉛銻煙塵的混合物質(zhì)量與氫氧化鈉溶液的體積比為1:5?8，其中質(zhì)量與體積的單位比例對(duì)應(yīng)關(guān)系為
Kg/Lo
[0013]上述的鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，氫氧化鈉溶液的濃度為 1.0mol/L ?5.0mol/Lo
[0014]上述的鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，浸出時(shí)間為0.5?10小時(shí)。
[0015]上述的鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，浸出時(shí)間為2?5小時(shí)，浸出時(shí)溶液的溫度為80?95°C。
[0016]本發(fā)明的基本原理是:鉛銻煙塵主要由鉛、銻、砷、錫、鋅、銅、鐵的氧化物、硫化物和砷酸鹽所組成，存在的主要物相為PbS、Pb5 (AsO4) 30H、Sb203、As203和Pb 304。由于大部分金屬氧化物和硫化物在堿性溶液中的溶度積都很小，為降低有價(jià)金屬的損失選擇堿性浸出體系是適宜的。在硫磺強(qiáng)化浸出過(guò)程中，鉛、鋅的砷酸鹽被硫磺置換浸出生成硫化鉛、硫化鋅和砷酸鈉，鉛、鋅的氧化物被硫磺硫化生成硫化鉛和硫化鋅，硫化鉛和硫化鋅不溶于氫氧化鈉溶液，被抑制在浸出渣中；低價(jià)態(tài)的銻被硫磺氧化至高價(jià)態(tài)，隨后高價(jià)態(tài)的銻發(fā)生水解進(jìn)入浸出渣中，從而實(shí)現(xiàn)了鉛銻煙塵中砷與其他有價(jià)金屬的分離。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018](I)本發(fā)明的工藝方法為濕法浸出脫砷的方法，加入的硫磺作為硫化劑和氧化劑，硫磺的加入降低了浸出脫砷過(guò)程中鉛、銻、鋅等有價(jià)金屬的損失，同時(shí)提高了砷的脫除率，實(shí)現(xiàn)了砷的選擇性脫除。
[0019](2)本發(fā)明的工藝方法，鉛銻煙塵中砷的浸出率可以達(dá)到99%以上，浸出渣中的砷含量可降低至0.1%以下；銻的浸出率在1.5%以下，鉛、鋅的浸出率在0.5%以下，堿性浸出液中銻、鉛、鋅的含量分別在0.2g/L、0.lg/L和0.lg/L以下。
[0020](3)本發(fā)明的工藝方法能夠高效、短流程地從含砷的鉛銻煙塵中選擇性的浸出砷，砷以砷酸鈉的形式進(jìn)入浸出液中，鉛、銻、鋅等有價(jià)金屬以硫化物和復(fù)雜氧化物的形式進(jìn)入浸出渣中，浸出渣可以作為煉鉛原料返回鉛廠處理；浸出液冷卻結(jié)晶回收砷酸鈉。
[0021](4)本發(fā)明的工藝過(guò)程中含砷的堿性浸出液經(jīng)冷卻結(jié)晶回收砷酸鈉后可以返回鉛銻煙塵的浸出工序循環(huán)利用，不影響鉛銻煙塵的脫砷效果，無(wú)含砷廢水的排放及后續(xù)處理，同時(shí)避免了火法焙燒處理中的細(xì)粒砷塵的污染和酸浸處理中的砷化氫氣體的產(chǎn)生，作業(yè)環(huán)境好，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的工藝流程圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1鉛銻煙塵的XRD譜。
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1浸出渣的XRD譜。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0026]除非另有定義，下文中所使用的所有專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]除有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的商品或者可以通過(guò)公知的方法制得的產(chǎn)品。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]本實(shí)施例采用的鉛銻煙塵是某鉛鋅冶煉廠產(chǎn)出的鉛銻煙塵，其XRD圖如圖2所示，主要成分為:As 6.86%、Sb 9.55%、Pb 49.13%、Zn 2.4%。
[0030]本實(shí)施例的鉛銻煙塵優(yōu)先脫除砷的方法，其工藝流程如圖1所示，包括以下步驟:
[0031]I)稱(chēng)取40g鉛銻煙塵和2g硫磺(硫磺和鉛銻煙塵質(zhì)量比為0.05:1),混合均勻，然后將混合物