CN100402680C - 无污染砷碱渣处理方法 - Google Patents
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Abstract
无污染砷碱渣处理方法,本发明涉及有色金属冶炼的环境保护技术。本发明在脱碱工序向脱锑浸出液中通入二氧化碳气体搅拌脱碱,过滤后产出的碳酸盐洗涤后返回锑冶炼。本发明工艺流程中水溶液闭路循环,没有废水外排;锑精矿、碳酸盐返回锑冶炼;砷硫化物、硫酸钡作为产品销售,没有新的废渣产生;在脱砷过程中产生的少量硫化氢废气采用氢氧化钠溶液吸收,而吸收液可以返回脱砷***使用。锑回收率达到99%;铅回收率接近100%;砷浸出率超过90%,碱的浸出率超过97%,硫酸钠的浸出率接近100%。工艺流程简单,操作条件容易控制,设备投资少;经济效益和环境效益比较显著。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属冶炼的环境保护技术,特别是锑碱性精炼产出的砷碱渣无污染处理的方法。
背景技术
在锑碱性精炼中产出的砷碱渣,主要的物质成份是:亚锑酸钠、锑酸钠、氧化铅、砷酸钠、***、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠。由于亚锑酸钠、锑酸钠、氧化铅不溶解于水,因此,人们可以把它们与可溶性的砷酸钠、***、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠分离开。而具有毒性的砷酸钠、***以及碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠的回收和综合利用问题长期以来一直没有得到很好解决。如果能把具有毒性的砷酸钠、***与其它可溶性钠盐分离开,则可以产生比较好的经济效益和环境效益。
CN 00131557.9公开了“一种锑冶炼砷碱渣的处置方法”,采用SO2或用酸调节pH值小于5的条件下,采用硫代硫酸钠处理碱液,沉淀出砷含量达到20%的砷硫化物。该方法由于采用硫酸或亚硫酸处理碱液,大量的碳酸钠必定转化成硫酸钠。硫酸钠不仅产值低,而且回收硫酸钠能耗特别高;如果采用石灰乳液进一步处理脱砷后液,可以沉淀出硫酸钙,大量的碱性脱钙后液的处理又成问题。
金哲男等人则提出了用氢氧化钙沉淀砷酸钙的砷碱渣处理方法[详见:金哲男等,处理炼锑砷碱渣的新工艺,有色金属(冶炼),1999(5),11-14]。由于碳酸钙的溶解度远小于砷酸钙,因此,碱液中大量的碳酸钠必定转化成碳酸钙,在处理时由于钙砷比高达10,砷碱渣虽然处理了,但同时又产生大量的砷钙渣,不利于环境保护。
发明内容
针对上述方法存在的问题,本发明提供一种无污染砷碱渣处理方法,通过锑精矿和碳酸钠的回收,提高企业的经济效益;通过砷硫化物的回收,解决锑冶炼砷碱渣的环境污染问题。
本发明-无污染砷碱渣处理方法,包括脱锑、脱碱、脱砷、脱钠工序,
1.脱锑工序 将砷碱渣破碎至10毫米以下,采用85℃以上的温度搅拌浸出,过滤后产出的锑精矿用热水洗涤,锑精矿返回锑冶炼;浸出液进入脱碱工序。
2.脱碱工序 向脱锑浸出液中通入二氧化碳气体,于20-50℃温度下搅拌脱碱。过滤后产出的碳酸盐用温水洗涤,碳酸盐返回锑冶炼;脱碱液进入脱砷工序。
二氧化碳气体溶解于水形成碳酸,碳酸与碳酸钠发生反应形成碳酸氢钠,而碳酸氢钠的溶解度远小于碳酸钠,因此,可以达到脱除碱液中大部分碳酸钠的目的。
Na2CO3+H2CO3=2NaHCO3
3.脱砷工序 根据砷含量,向脱碱液中加入理论量的硫化钠溶液,加入硫酸,控制溶液的pH值2-5,于50-60℃温度搅拌脱砷,沉淀出砷的硫化物。过滤后产出的砷硫化物用温水洗涤,烘干后可作为砷制品原料;脱砷液进入脱钠工序。
2Na2HAsO4+5Na2S+6H2O=As2S5+14NaOH
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
4.脱钠工序 在常温下向脱砷液中加入过饱和的氢氧化钡溶液,析出硫酸钡沉淀。过滤后产出的硫酸钡用温水洗涤,硫酸钡烘干后作为最终产品;脱钠液返回脱锑工序。
Na2SO4+Ba(OH)2=BaSO4+2NaOH
本发明具有以下优点:在发明工艺流程中水溶液闭路循环,没有废水外排;锑精矿、碳酸盐返回锑冶炼;砷硫化物、硫酸钡作为产品销售;没有新的废渣产生;在脱砷过程中产生的少量硫化氢废气采用氢氧化钠溶液吸收,而吸收液可以返回脱砷***使用。锑回收率达到99%;铅回收率接近100%;砷浸出率超过90%,碱的浸出率超过97%,硫酸钠的浸出率接近100%。碳酸盐的含量可以达到96%,经过洗涤的碳酸盐砷含量可以控制在1%左右。脱砷渣中含砷含量可以达到37%,折合成五硫化二砷达到77%。浸出液中砷的回收率达到99%。砷碱渣处理过程中本身不产生新的废气、废水、废渣;工艺流程简单,操作条件容易控制,设备投资少;经济效益和环境效益比较显著。
附图说明
图1:本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
1.采用某冶炼厂砷碱渣原料进行浸出脱锑工业试验。原料分析结果如表1所示。
表1砷碱渣主要物质成份分析结果(%)
Sb | Pb | As | Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | NaHCO<sub>3</sub> | Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> |
19.69 | 26.43 | 11.01 | 17.66 | 2.88 | 6.48 |
经老虎口破碎的砷碱渣过筛后(颗粒度小于8毫米)直接进入浸出釜。浸出釜水溶液的体积为5立方米。投入砷渣2吨(干基)。液固比为2.5。浸出2个小时。温度为85℃。
砷碱渣浸出工业试验结果如表2、表3所示。
表2工业试验砷渣浸出结果(g/L)
Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | NaHCO<sub>3</sub> | Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> | Sb | Pb | As |
82.02 | 3.14 | 21.54 | 2.39 | 0.00 | 36.71 |
表3锑精矿物质成份分析结果(%)
Sb | Pb | As | Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | NaHCO<sub>3</sub> | Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> |
32.69 | 53.71 | 1.06 | 0.52 | 0.00 | 0.00 |
根据表1砷碱渣原料和表3锑精矿物质成份分析结果,工业试验锑、铅的回收率和砷、碱的浸出率如表4所示:
表4锑、铅的回收率和砷、碱的浸出率(%)
把脱锑浸出后液加入到反应釜内,在20-50℃温度条件下,通入二氧化碳气体。取过滤液分析Na2CO3、NaHCO3含量。Na2CO3含量接近于零为脱碳酸盐的终点。
砷碱渣浸出液脱碳酸盐烘烤结果如表5所示。
表5碳酸盐烘烤结果(%)
Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | NaHCO<sub>3</sub> | As | (Na<sub>2</sub>HAsO<sub>4</sub>) |
93.84 | 2.17 | 1.60 | (4.0) |
由表5可见,碳酸盐的含量达到96%。
洗涤后烘干的碳酸盐可以返回锑冶炼厂,用于锑的碱性精炼。经过洗涤的碳酸盐砷含量可以控制在1%左右。
选取pH=4作为脱砷液终点,脱砷液中的砷含量分析结果如表6所示:
表6脱碱后液脱砷结果(g/L)
As | Sb | Pb | Na<sub>2</sub>SO<sub>1</sub> |
0.15 | 0.13 | 0.0008 | 113.44 |
洗涤后的砷硫化物的分析结果如表7所示:
表7砷硫化物分析结果(%)
Sb | Pb | As | Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | NaHCO<sub>3</sub> | Na<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> |
1.70 | 0 | 37.0 | 0 | 0 | 0 |
脱砷产出的富砷渣是专业砒霜冶炼厂很受欢迎的原料。
采用氧氧化钡处理硫酸钠溶液是非常容易的,仅仅半个小时,硫酸钠就全部转化成了硫酸钡。
Claims (1)
1.一种无污染砷碱渣处理方法,包括脱锑、脱碱、脱砷、脱钠工序,其特征在于:
在脱碱工序中,向脱锑浸出液通入二氧化碳气体,于20-50℃温度下搅拌脱碱,过滤后产出的碳酸盐洗涤后返回锑冶炼,脱碱液进入脱砷工序;
在脱砷工序中,根据砷含量,向脱碱液中加入理论量的硫化钠溶液,加入硫酸,控制溶液的pH值2-5,于50-60℃温度搅拌脱砷,沉淀出砷的硫化物,脱砷液进入脱钠工序。
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