CN1321202C - 一种锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法及高温节能熔炼炉 - Google Patents

一种锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法及高温节能熔炼炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法及高温节能熔炼炉。为了克服现有砷碱渣处理技术效果效益差，处理不彻底和所用熔炼炉耗能大等不足，本发明的技术方案是在砷碱渣或砷碱渣预处理所得含砷酸钠混合物中加入二氧化硅，入炉冶炼，炉温控制在1400-1500℃，得硅酸钠、金属锑及砷锑氧化物，或硅酸钠、砷氧化物等可利用产品；本发明高温节能熔炼炉，在炉膛上方设置上烟道，在火膛两边分别设有与上烟道和排烟道连通的换热管，本方法用于处理砷碱渣工艺简便，无残留物二次污染，能将砷碱渣全部转变为有用产品利用或出售，一个中型锑冶炼厂可因此年增利400万元左右，具有显著的经济效益和环保效益；该高温节能熔炼炉能耗低，效果好。

Description

一种锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法及高温节能熔炼炉
技术领域
本发明涉及一种有色金属锑冶炼中产生的有毒物—砷碱渣的除毒并转化为有利产品的方法及用于锑冶炼和砷碱渣处理熔炼硅酸钠的高温节能熔炼炉。
技术背景
在锑冶炼过程中，为分离锑中的砷，使锑达到国家标准，需要加碱除砷，精炼出锑，故而产生了含有砷碱的有毒混合物—砷碱渣，由此造成了严重的环境污染和人畜中毒事故。
目前，对砷碱渣的除毒处置方法仍普遍采用传统的火法熔炼和水浸处理法，效益低，效果差，仍产生二次污染。
中国专利ZL00131557.9公开了“一种锑冶炼砷碱渣的处置方法”，在这方面作了有益的探索，并取得了进步和成效，但此法仍存在工艺复杂，处理不够彻底，处理的成本较高，除毒并变废为宝的效益低等不足。
现有锑冶炼及处理砷碱渣的熔炼炉存在能耗高，炉温难以升到理想值和效果差等不足。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述不足，提供一种工艺简便、成本低、可使砷碱渣变害为有用产品利用或出售，并且无残留物二次污染，经济和环保效益高的锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法，本发明还要提供一种用于锑冶炼和处理砷碱渣熔炼硅酸钠效果好的高温节能熔炼炉。
为实现上述目的，本发明的技术方案是，在砷碱渣或砷碱渣预处理所得含砷酸钠混合物中加入二氧化硅(Sio2)，入炉冶炼，入炉熔炼的炉温控制在1400-1500℃，得硅酸钠、金属锑及砷锑氧化物，或硅酸钠、砷氧化物等产品利用或出售。其脱砷主要反应为：
4Na3AsO46Na2O+2As2O5
2As2O5＝2As2O3+2O2
本发明用于处理含杂质少的砷碱渣时，在砷碱渣中直接加入二氧化硅(Sio2)时，可加入还原剂，混合粉碎搅拌，入炉熔炼，入炉熔炼的炉温控制在1400-1500℃，得硅酸钠、金属锑及砷锑氧化物。砷大部份进入气相，小部份还原成金属砷进入炉底金属相；锑小部份成氧化物进入气相，大部份还原成金属锑，进入炉底金属相，进入气相的砷锑氧化物，冷凝后布袋收尘。砷碱渣脱出砷锑后的残留物是Na2O，它与Sio2反应生成硅酸钠。
反应式为Na2O+nsio2＝Na2O.nSiO2(Na2SiO3)。
所述砷碱渣预处理是在砷碱渣含杂质较多等情况下采用，是在加入二氧化硅前将砷碱渣用水浸出，得锑渣和含砷酸钠的砷碱液，将锑渣回炼提锑，砷碱液经喷雾干燥或结晶法得含砷酸钠混合物。
本发明所述二氧化硅(Sio2)以石英砂为原料，以其二氧化硅(Sio2)含量按需折算加入。
本发明用于锑冶炼及处理砷碱渣熔炼硅酸钠的高温节能熔炼炉，包括火膛及与之相邻相通的炉膛，该炉膛设有放出口和进料口，在所述炉膛的上方设有与该炉膛相通的上烟道，在所述火膛的前或侧下方设有排烟道，在所述火膛的两边设有换热管，该换热管的两端分别与所述上烟道和排烟道连通，该排烟道的出口接收尘布袋室。
与现有技术相比，本发明锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法，是将砷碱渣的处理和生产硅酸钠合二为一，将原废弃的Na2O再次利用代替碱生产硅酸钠，二次循环使用，产生双倍价值，也就是将砷碱渣作为硅酸钠(水玻璃)的生产原料(代替碱)利用了，它不仅同时分离了砷和锑，而且省去了原来专门的砷碱渣处理流程，一个中型锑冶炼厂由此年增利可达400万元左右，而且无残留物二次污染，具有工艺简便，处理成本低，具有很好的经济效益和环保效益。
本发明高温节能熔炼炉，由于在使用时先供给火膛有限的一次空气作不完全燃烧，使煤汽化，产生大量CO的煤气，然后在火膛上层供给经换热管预热的充足的二次空气，使之完全燃烧，因此，炉温可高达1400℃以上，用于锑冶炼及处理砷碱渣熔炼硅酸钠，炉温高而节煤，还能回收有用金属，此外用它作锑氧还原炉，可实现连续还原作业，金属锑和泡渣可连续排放。
附图说明
图1是本发明用于锑冶炼及处理砷碱渣熔炼硅酸钠的高温节能熔炼炉的A-A剖视图。
图2是该高温节能熔炼炉的B-B剖视图。
图中1.火膛，2.排烟道，3.炉膛，4.上烟道，5.换热管。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将砷碱渣用水浸出，得锑渣和含有砷酸钠的砷碱液，将锑渣回炼提锑，砷碱液经喷雾干燥或结晶法得含砷酸钠混合物，按预期终极产品要求确定二氧化硅加入量，然后折算加入石英砂，搅拌混合，入所述高温节能熔炼炉熔炼，炉温1400-1500℃，得砷的氧化物和硅酸钠，分别利用或出售，如此便解除了砷毒污染，并增利。
实施例2
先检测砷碱渣中的Na2O含量，以及石英砂中的SiO2含量，再根据用户对硅酸钠的不同要求，进行Na2O和SiO2的配比计算，以确定石英砂和还原剂的加入量，还原剂可以是煤或木炭，再将砷碱渣、石英砂和还原剂混合搅拌粉碎，入所述高温节能熔炼炉熔炼，炉温控制在1400-1500℃，当砷锑氧化清烟后，继续熔炼1-3小时，得硅酸钠、金属锑和砷锑氧化物，砷大部份进入气相，小部份还原成金属砷进入炉底金属相；锑小部份成氧化物进入气相，大部份还原成金属锑，进入炉底金属相，进入气相的砷锑氧化物，冷凝后布袋收尘利用；砷碱渣脱出砷锑后的残留物是Na2O，它与石英砂中的Sio2反应生成硅酸钠，得到的金属锑、砷锑氧化物和硅酸钠分别利用或出售，这样便解除了砷毒污染，并增利。
实施例3
所述用于锑冶炼及处理砷碱渣熔炼硅酸钠的高温节能熔炼炉包括火膛[1]及与之相邻相通的炉膛[3]，该炉膛[3]设有放出口和进料口，在所述炉膛[3]的上方设有与该炉膛[3]相通的上烟道[4]，在所述火膛[1]的前或侧下方设有排烟道[2]，在所述火膛[1]的两边分别设有换热管[5]，该换热管[5]的两端分别与所述上烟道[4]和排烟道[2]连通，该排烟道[2]的出口接收尘布袋室。

Claims (4)

1.一种锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法，其特征是：在砷碱渣或砷碱渣预处理所得含砷酸钠混合物中加入二氧化硅，入炉熔炼，入炉熔炼的炉温控制在1400-1500℃，得硅酸钠、金属锑及砷锑氧化物，或硅酸钠、砷氧化物有用产品。
2.根据权利要求1所述的锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法，其特征是：所述砷碱渣预处理是在加入二氧化硅前，将砷碱渣用水浸出，得锑渣和含砷酸钠的砷碱液，将锑渣回炼提锑，砷碱液经喷雾干燥或结晶法得含砷酸钠混合物。
3.根据权利要求1或者2所述的锑冶炼砷碱渣的除毒增利方法，其特征是：所述二氧化硅以石英砂为原料折算加入。
4.一种用于锑冶炼及处理砷碱渣熔炼硅酸钠的高温节能熔炼炉，包括火膛[1]及与之相邻相通的炉膛[3]，该炉膛[3]设有放出口和进料口，其特征是：在所述炉膛[3]的上方设有与该炉膛[3]相通的上烟道[4]，在所述火膛[1]的前或侧下方设有排烟道[2]，在所述火膛[1]的两边分别设有换热管[5]，该换热管[5]的两端分别与所述上烟道[4]和排烟道[2]连通。
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我国砷碱渣综合利用情况及对策建议 国家发展改革委环境和资源综合利用司，中国经贸导刊，第1期 2004 *
我国砷碱渣综合利用情况及对策建议 国家发展改革委环境和资源综合利用司，中国经贸导刊，第1期 2004;有色冶金工业含砷物料的处理及利用现状 田文增，陈白珍，仇勇海，湖南有色金属，第20卷第6期 2004 *
有色冶金工业含砷物料的处理及利用现状 田文增，陈白珍，仇勇海，湖南有色金属，第20卷第6期 2004 *

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