一種高砷銻煙塵氧化‑固定法分離砷並回收砷、銻的方法與流程
2023-10-09 12:46:24 2
本發明涉及一種高砷銻煙塵氧化-固定法分離砷並回收砷、銻的方法，屬於資源綜合回收利用和環保技術領域。
背景技術：
砷是一種劇毒元素，對環境的汙染已經引起了全世界的高度關注，一般通過砷的固定的方法來處理含砷物料，一方面固定的砷佔用大量的儲存空間，同時對環境也存在潛在的危險，另一方面幾乎所有的含砷物料都含有大量的銻、鉛等有價金屬，在資源日益匱乏的今天，二次資源的利用已成為社會的主流方向，據英國某礦業諮詢公司2010年報告中國已沒有能連續開發十年以上的銻礦床，美國地質調查局統計數據也顯示，如果未來沒有再發現重要銻礦床，世界銻礦資源將在十幾年內枯竭，尋找新的銻資源並對其進行資源化處理具有重要戰略意義同時我國銻資源流失情況嚴重，有色金屬冶煉工藝中銻資源流失量約佔27%，為實現砷資源的合理處理和銻資源的二次回收利用，必須實現砷、銻的高效分離。
本發明所處理高砷銻煙塵含砷、銻分別約為36.28和28.72%，必須實現砷銻的高效分離才能合理的處理砷以及回收具有商業價值的銻。
砷銻煙塵分離的方法主要有兩種：
第一，火法，其基本思路是將物料中的砷以As2O3的形式全部揮發出來，銻以高價難揮發形式保留在物料中，然後對煙塵中的銻進一步處理或直接進入到銻冶煉工藝，達到固體物料分離和有價金屬銻回收的目的。
第二，溼法，其基本思路是利用As、Sb化合物水溶性等不同性質，通過控制pH等物理化學條件以實現砷、銻的分離，進一步回收其產物。
本發明採用氧化、Fe2O3固定法對高砷銻煙塵進行處理，將煙塵中的砷以As2O3的形式揮發出系統，並對其進行單獨回收處理，將銻產物做進一步的處理回收。此方法解決了工藝流程長、分離效果差等問題。因此本項目的實施，對高砷銻煙塵的高效綜合利用意義重大。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種高砷銻煙塵氧化-固定法分離砷並回收砷、銻的方法。本發明充分利用砷、銻氧化物揮發性和氧化性不同以及與Fe2O3結合能力的差異，解決了高砷銻煙塵砷、銻分離問題，本發明通過以下技術方案實現。
一種高砷銻煙塵氧化-固定法分離砷並回收砷、銻的方法，其具體步驟如下：首先將高砷銻煙塵、固定劑Fe2O3分別研磨及篩分後混合均勻，然後在通入氧性氣體條件下，在溫度為250～450℃焙燒30～150min得到銻產物，在此過程中產生的揮發物As2O3經過氫氧化鈉回收生成砷酸鈉，實現砷、銻分離。
所述固定劑Fe2O3加入量為高砷銻煙塵質量的10～30%。
所述氧性氣體中氧氣佔氧性氣體總體積的21%～100%。
經過上述各步驟，高砷銻煙塵砷、銻分離較為徹底。主要反應如下所示：
Sb2O3+0.5O2(g)=Sb2O4 ①
Sb2O3(g)+O2(g)+Fe2O3=2FeSbO4 ②
本發明的有益效果是：
（1）採用高砷銻煙塵經空氣氧化和Fe2O3固定的方法揮發脫砷、回收銻，氧化劑採用廉價空氣，在工業應用中具有一定的優勢；
（2）採用高砷銻煙塵經空氣氧化和Fe2O3固定的方法揮發脫砷、回收銻，相對於其他火法的氧化焙燒分離效果好，相對於溼法工藝流程簡單，添加劑用量少。
附圖說明
圖1是本發明工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式，對本發明作進一步說明。
實施例1
如圖1所示，該高砷銻煙塵氧化-固定法分離砷並回收砷、銻的方法，其具體步驟如下：首先將高砷銻煙塵（含砷36.28wt%、銻28.72wt%）、固定劑Fe2O3分別研磨及篩分（粒度均為74um）後混合均勻（固定劑Fe2O3加入量為高砷銻煙塵質量的10%），然後在通入流量為150mL/min的氧性氣體（氧氣佔氧性氣體總體積的21%，即氧化性氣體為空氣）條件下，在溫度為450℃焙燒90min得到銻產物，在此過程中產生的揮發物As2O3經過氫氧化鈉回收生成砷酸鈉，實現砷、銻分離。
在上述過程中的高砷銻煙塵低溫焙燒後，經分析檢測，砷的揮發率88%，銻的揮發率13%，高砷銻煙塵砷、銻分離較為徹底。
實施例2
如圖1所示，該高砷銻煙塵氧化-固定法分離砷並回收砷、銻的方法，其具體步驟如下：首先將高砷銻煙塵（含砷36.28wt%、銻28.72wt%）、固定劑Fe2O3分別研磨及篩分（粒度均為74um）後混合均勻（固定劑Fe2O3加入量為高砷銻煙塵質量的15%），然後在通入流量為150mL/min的氧性氣體（氧氣佔氧性氣體總體積的21%，即氧化性氣體為空氣）條件下，在溫度為400℃焙燒90min得到銻產物，在此過程中產生的揮發物As2O3經過氫氧化鈉回收生成砷酸鈉，實現砷、銻分離。
在上述過程中的高砷銻煙塵低溫焙燒後，經分析檢測，砷的揮發率39%，銻的揮發率9%，高砷銻煙塵砷、銻分離較為徹底。
實施例3
如圖1所示，該高砷銻煙塵氧化-固定法分離砷並回收砷、銻的方法，其具體步驟如下：首先將高砷銻煙塵（含砷36.28wt%、銻28.72wt%）、固定劑Fe2O3分別研磨及篩分（粒度均為74um）後混合均勻（固定劑Fe2O3加入量為高砷銻煙塵質量的15%），然後在通入流量為150mL/min的氧性氣體（氧氣佔氧性氣體總體積的100%，即全氧）條件下，在溫度為400℃焙燒90min得到銻產物，在此過程中產生的揮發物As2O3經過氫氧化鈉回收生成砷酸鈉，實現砷、銻分離。
在上述過程中的高砷銻煙塵低溫焙燒後，經分析檢測，砷的揮發率75%，銻的揮發率9%，高砷銻煙塵砷、銻分離較為徹底。
實施例4
如圖1所示，該高砷銻煙塵氧化-固定法分離砷並回收砷、銻的方法，其具體步驟如下：首先將高砷銻煙塵（含砷36.28wt%、銻28.72wt%）、固定劑Fe2O3分別研磨及篩分（粒度均為74um）後混合均勻（固定劑Fe2O3加入量為高砷銻煙塵質量的30%），然後在通入流量為150mL/min的氧性氣體（氧氣佔氧性氣體總體積的30%）條件下，在溫度為250℃焙燒150min得到銻產物，在此過程中產生的揮發物As2O3經過氫氧化鈉回收生成砷酸鈉，實現砷、銻分離。
在上述過程中的高砷銻煙塵低溫焙燒後，經分析檢測，砷的揮發率41%，銻的揮發率6%，高砷銻煙塵砷、銻分離較為徹底。
實施例5
如圖1所示，該高砷銻煙塵氧化-固定法分離砷並回收砷、銻的方法，其具體步驟如下：首先將高砷銻煙塵（含砷36.28wt%、銻28.72wt%）、固定劑Fe2O3分別研磨及篩分（粒度均為74um）後混合均勻（固定劑Fe2O3加入量為高砷銻煙塵質量的25%），然後在通入流量為150mL/min的氧性氣體（氧氣佔氧性氣體總體積的60%）條件下，在溫度為300℃焙燒30min得到銻產物，在此過程中產生的揮發物As2O3經過氫氧化鈉回收生成砷酸鈉，實現砷、銻分離。
在上述過程中的高砷銻煙塵低溫焙燒後，經分析檢測，砷的揮發率35%，銻的揮發率5%，高砷銻煙塵砷、銻分離較為徹底。
對比實施例
首先將高砷銻煙塵（含砷36.28wt%、銻28.72wt%）、固定劑Fe2O3分別研磨及篩分（粒度均為74um）後混合均勻（固定劑Fe2O3加入量為高砷銻煙塵質量的15%），然後在通入流量為150mL/min的氧性氣體（氧氣佔氧性氣體總體積的100%，即全氧）條件下，在溫度為450℃焙燒90min得到銻產物，在此過程中產生的揮發物As2O3經過氫氧化鈉回收生成砷酸鈉，實現砷、銻分離。
在上述過程中的高砷銻煙塵低溫焙燒後，經分析檢測，砷的揮發率85%，銻的揮發率31%，高砷銻煙塵砷、銻分離不徹底。
以上結合附圖對本發明的具體實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。