一種從含三氧化二砷煙塵中脫砷的方法

2023-07-31 00:27:31 1

專利名稱：：一種從含三氧化二砷煙塵中脫砷的方法
技術領域：
：本發明涉及--種用非焙燒法從煙塵中脫砷的方法。
背景技術：
：在鋅提取的工業生產中，煙化爐產生的煙塵中含有鋅、鉛、鍺、砷等，其中砷主要是以A&03的形態存在，為了回收鋅、鉛和鍺，通常是將煙塵返回到燒結工序配料，因而造成砷在系統中不斷富集，因此如何除砷害是生產中亟待解決的問題。目前己有一些對含砷物料的脫砷方法。如中國專利CN96112949.2公開的"高砷物料的脫砷工藝"介紹了使用氫氧化鈉試劑來處理高砷物料的方法，是將NaOH水溶液與高砷物料混合拌勻，混合物的固體重量比為高砷物料NaOH=l:0.3—1;所說的混合物烘千之後在300—650℃下中溫焙燒2—10小時；所得焙砂用50—95T熱水浸出2—3次，每次時間1—--2小時；然後用含Ca^的化合物或含NH4+Mg2+的化合物沉澱所得含砷溶液中的砷，至無沉澱析出為止。由於該方法包括火法過程，其工藝複雜,處理時間長，成本高。另外中國專利CN02110552.9"—種銅鋅鈷物料脫除砷的方法"，是用氫氧化鈉溶液浸漬銅鋅鈷物料顆粒，氫氧化鈉溶液濃度在80—160克/升，氫氧化鈉溶液與固體物料質量配比為3—7:1，浸出時間在0.5—2小時，浸出溫度在80—95℃。該方法砷及硫的脫除率極高，得到的浸出渣產品含有害雜質極少。但是該方法得到的溶液含砷仍為毒性強的+3價的砷，工藝也比較複雜，在後續石灰沉砷處理中還需要進一步氧化處理。
發明內容本發明的目的，是在有價元素的損失儘量小的前提下，採用非焙燒法有效地除去物料中的+3價砷。本發明的方案，用氫氧化鈉、碳酸鈉或氨水調節浸出液的pH值在512範圍，浸出液與固體物料重量比為210:1，在攪拌條件下添加雙氧水進行浸出，雙氧水的添加量為化學反應計量的100300%，浸出溫度20100°C，浸出時間110小時。進一歩的做法是，採用循環浸出至浸出液中的砷富集到接近飽和值。含砷浸出後液採用公知方法，添加石灰使砷沉澱，控制沉砷溫度20100°C，反應時間3IO小時、Ca/As摩爾比為15:1。本發明的方法使砷轉化為5價砷溶解進入溶液，脫砷率一般可達80%以上；有價元素保留在渣中，返回燒結配料時，山於大部分砷已被脫去而有效地消除了生產中的砷害；溶液中的有價元素濃度很低，浸出後液沉砷後可作為浸出液返回使用，基本上沒有廢水排放,大大降低了對環境的汙染。本發明採用弱苛性鹼溶液氧化浸出，工藝流程簡單，可以不用加熱即可較快地使浸出的砷在溶液中以溶解度大的砷酸鈉形態存在，有利於其進一歩處理，如採用加石灰乳苛化，使砷酸鈉轉化為砷酸鈣沉澱，成為更穩定、毒性較低的五價砷酸鹽形式，經液固分離後除去。具體實施例方式表l、表2、表3是某煉鋅廠煙塵(次氧化鋅)的原料條件。表l物料中不同形態砷的含量砷存在形態As203As205Aso2As03-砷的含量wt%3.5-10.20.38-0.690.22-0.410.08-0.15平均值6.440.520.310.12表2物料化學成份(平均值)元素ZnPbAsGe成份wt%51.211.87.10.034表3物料粒度組成目數(目)80100120160200240300-300wt%6.63.98.812.414.817.223.613.1注物料平均粒度為1.72um(雷射粒度分析儀)。在本發明方法的實施例中，按照100克次氧化鋅物料中含有AS2O3的平均值計算，使其中的3價砷轉化為5價砷，雙氧水的理論消耗量為7.5ml。為了提高浸出效率和彌補因分解而產生的損失，雙氧水的添加量最好為化學反應計量的120200%，更高時浸出效率增加有限且消耗量過大。浸出時，雖然可以在較大的液固比範圍內進行，但過低時物料濃度太高不利於反應體系均勻，過高時浸出後液的處理量太大，一般浸出液與固體物料重量比L/S以35:l為宜。由於煙塵中砷含量一般較低，為減少浸出後液的處理量，採用多次循環浸出，循環次數一般為25次，以提高浸出液中砷的富集值，至接近或達到飽和值為止，再加沉澱劑沉砷，液固分離後的浸出後液作為浸出液返回使用。為了對照，在同一原料條件下作了不添加雙氧水的對比例。對比例100克次氧化鋅物料，雙氧水添加量0ml;浸出溫度室溫(30℃):浸出時間3h;用NaOH調整溶液的pH值為11;L/S為5:1。脫砷率為13.4%，浸出後液中[Pb]O.01g/L;[Zn]<0.01g/L;[Ge]<0.005g/L;但91.7%的As是以As"的形態存在。以下為本發明的實例實施例l:100克次氧化鋅物料，雙氧水添加量10ml;浸出溫度23℃;浸出時間3h:用NaOH調整溶液的pH值為11;L/S為3:1。脫砷率達到83.6%,浸出後液中[Pb]〈0.08g/L;[Zn]<0.1g/L;[Ge]<0.005g/L;98.8%的As以AS5+的形態存在。實施例2:lO克次氧化鋅物料，雙氧水添加量20ml;浸出溫度29℃;浸出時間3h;用Na2C03調整溶液的pH值為9;L/S為5:1。脫砷率達到83.3%，浸出後液中[Pb]O.lg/L;[Zn〗<0.2g/L;[Ge]<0.005g/L;100%的As以AS5+的形態存在。實施例3:100克次氧化鋅物料，雙氧水添加量15ml;浸出溫度75℃;浸出時間lh;用氨水調整溶液的pH值為5.0;L/S為4:1。脫砷率達到84.1%，浸出後液中[Pb]O.lg/L;[Zn]<0.2g/L;[Ge]<0.005g/L;100%的As以AS+的形態存在。實施例4:100克次氧化鋅物料，雙氧水添加量15ml;浸出溫度75℃;浸出時間10h;用NaOH調整溶液的pH值為8.2;L/S為4:1。脫砷率達到84.4%，浸出後液中[Pb]O.lg/L;[Zn]<0.3g/L;[Ge]<0.005g/L;100%的As以As5+的形態存在。將上述各例中的含砷浸出液添加石灰使砷沉澱，控制沉砷溫度為6090℃，反應時間57小時，Ca/As摩爾比為24:1，沉砷率達到86.289.3%。實例5:採用三次循環浸出，每次的浸出液分離出固體渣後再加入下一批物料和雙氧水並調整pH值。每次100克次氧化鋅物料，每次浸出雙氧水的添加量為10ml;浸出溫度室溫(30℃);浸出時間3h;用NaOH調整溶液的pH值為1011.5;L/S為5:1，結果如表4所示。表4浸出液循環脫砷效果循環次數，次123脫砷率，％84.285.682.7溶液pH值10.311.111.4Pb,g/L0.040.020.03Zn,g/L0.050.080.07如表2所示，每次脫砷率均穩定在80%以上，浸出後液中[Pb]<O.lg/L;[Zn]<0.1g/L;100%的As以As5+的形態存在。實例5中經過3次循環的浸出液含砷32.1g/L，添加石灰使砷沉澱，控制沉砷溫度為90℃，反應時間5小時，Ca/As摩爾比為3:1，沉砷率達到92.3%。權利要求1.一種從含三氧化二砷煙塵中脫砷的方法，包括將浸出後液中的5價砷用石灰沉澱除去，其特徵為，用氫氧化鈉、碳酸鈉或氨水調節浸出液的pH值為5～12，液固重量比為2～10∶1，在攪拌條件下添加雙氧水進行浸出，雙氧水的添加量為化學反應計量的100～300％，浸出溫度為20～100℃，浸出時間為1～10小時。2.根據權利要求1所述的脫砷方法，其特徵為，所述液固重量比為35:1，雙氧水的添加量為化學反應計量的120200%。3.根據權利要求1或2所述的脫砷方法，其特徵為，將物料分25次加入浸出液進行循環浸出，每次的浸出液分離出固體渣後再加入下一批物料和雙氧水並調整pH值。4.根據權利要求1或2所述的脫砷方法，其特徵為，所述浸出後液沉砷後返回用作浸出液。全文摘要一種從含三氧化二砷煙塵中脫砷的方法，適用於主要是以As2O3的形態存在的煙塵等物料的除砷處理。是用氫氧化鈉、碳酸鈉或氨水調節浸出液的pH值為5～12，液固重量比為2～10∶1，在攪拌條件下添加雙氧水進行浸出，雙氧水的添加量為化學反應計量的100～300％，浸出溫度為20～100℃，浸出時間為1～10小時，使砷溶解進入溶液，脫砷率可達80％以上，而溶液中的有價元素濃度很低，大部分保留在渣中。文檔編號C22B3/12GK101200776SQ20061013686公開日2008年6月18日申請日期2006年12月14日優先權日2006年12月14日發明者劉志宏,李啟厚,李玉虎申請人:中南大學