本发明属于
湿法冶金及化工生产中有害烟尘处理技术领域，具体涉及含砷烟尘的处理方法。
背景技术：
在锡冶炼过程中，砷在系统中形成一种含砷10～20％、锡20～30％、铟3％、铅5～8％的含砷烟尘。这种烟尘的锡、砷大部分以氧化物形态存在，需单独进行脱砷处理，由于砷剧毒，在严格的环保政策下，如何安全环保地处理高砷物料，是企业面临的难题。由于含砷烟尘成分复杂且波动较大，物相也差别较大，很难有单一的处理工艺，目前主要有火法焙烧脱砷、湿法浸出脱砷：
(1)火法工艺：火法工艺适合于砷含量较高，呈三氧化二砷或硫化砷形态，有价金属不具备挥发性的含砷物料。特点是简单、高效，但其所产生含砷烟尘往往含有一定量有价金属，而且培砂中也含有一定量未挥发的砷，需进一步处理。另外，由于收尘系统的缺陷，使得含砷烟尘难以完全捕集，存在二次污染的风险。
(2)湿法：湿法脱砷工艺可分为酸浸、碱浸、水浸，浸出后能得到酸性、碱性、中性的浸出液，目前对所有的含砷烟尘都有处理方法，但存在流程长、成本高、有二次污染的缺点。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种可使含砷烟尘中的砷与锡、铟有效分离，同时还能产出砷酸钠产品的含砷烟尘脱砷处理方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种含砷烟尘的脱砷方法，包括以下步骤：
一种含砷烟尘的脱砷方法，所述含砷烟尘中含砷10～20％、锡20～30％、铟3％、铅5～8％；所述脱砷方法包括以下步骤：
(1)含砷烟尘碱性浸出：常压下用氢氧化钠溶液和氧化剂浸出含砷烟尘，所述氧化剂为氯酸钠、高锰酸钾、双氧水中的一种；液固体积质量比为4～10ml:1g，氧化剂用量为烟尘中砷质量的0.3～0.6倍，氢氧化钠浓度80～200g/L，反应温度60～95℃，反应时间2～6小时，得到的浸出液和浸出渣，所述浸出液为砷酸钠溶液，浸出渣用水洗涤过滤后即为脱除砷的锡精矿，液固体积质量比是指以ml/g计，氢氧化钠溶液与含砷烟尘的体积质量比；
(2)浸出液冷却结晶：将砷酸钠溶液冷却至20～25℃，砷以砷酸钠形态结晶，过滤分离后得到砷酸钠成品和结晶母液；
(3)结晶母液回收铅：向结晶母液中添加与铅反应所需理论用量1.0～3.0倍的硫化钠，过滤分离得到铅精矿和除铅的结晶母液，除铅的结晶母液补加氢氧化钠后返回浸出。
本发明具有以下有益效果：
(1)将含砷烟尘用氢氧化钠和氧化剂浸出后，实现了砷与有价金属的分离，工艺简单易行，流程中无含砷有毒气体的产生，无废气、废水、废渣产生及排放，节能环保。
(2)采用氢氧化钠浸出，砷浸出率达91％以上，锡、铟几乎不被浸出，富集在浸出渣中，渣含锡40～45％、铟4.5～5.5％、砷＜1.5％。
(3)浸出液冷却结晶产出砷酸钠，砷酸钠含量可达90％，结晶过程无需进行蒸发浓缩作业，节省大量的能源消耗，结晶母液补充一定的氢氧化钠后又可返回浸出，实现脱砷工艺的闭路循环。
本发明解决了含砷烟尘中砷与有价金属难以有效分离的难题，本发明的湿法处理在常压下加入氢氧化钠和氧化剂进行浸出反应，将三价砷氧化成在碱溶液中溶解度更大的五价砷，浸出液冷却结晶生成砷酸钠。砷进入溶液中，锡、铟入渣，砷酸钠可用于玻璃工业的澄清剂和生产砷产品的原料。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种含砷烟尘的脱砷方法，该方法适于处理砷以氧化物及砷酸盐形态存在、锡以氧化物形态存在的冶炼烟尘，烟尘含砷10～20％、锡20～30％、铟3％、铅5～8％。如图1所示，处理方法如下：
(1)含砷烟尘碱性浸出：将含砷烟尘用氢氧化钠和氧化剂进行常压浸出，所述氧化剂为氯酸钠、高锰酸钾、双氧水中的一种。液固体积质量比为4～10:1(ml:g)，氧化剂用量为烟尘中砷质量的0.3～0.6倍，初始氢氧化钠浓度80～200g/L，反应温度60～95℃，反应时间2～6小时；得到的浸出液为砷酸钠溶液，有价金属富集于浸出渣中，浸出渣用水洗涤过滤后即为脱除砷的锡精矿，液固体积质量比是指以ml/g计，氢氧化钠溶液与含砷烟尘的体积质量比。
上述在常压下加入氢氧化钠和氧化剂进行的浸出反应，可将三价砷氧化成在碱溶液中溶解度更大的五价砷，碱浸液冷却结晶生成砷酸钠。化学反应式如下：
As2O3+2NaOH＝2NaAsO2+H2O
As2O5+6NaOH＝2Na3AsO4+3H2O
2NaAsO2+O2+4NaOH＝2Na3AsO4+2H2O
(2)浸出液冷却结晶：将浸出液冷却至20～25℃，浸出液中的砷以砷酸钠的形态结晶析出，过滤分离后得到砷酸钠成品和结晶母液；
(3)结晶母液回收铅：向结晶母液中加入与铅反应所需理论用量1.0～3.0倍的硫化钠，反应温度70～80℃，反应时间1小时，过滤分离得到铅精矿和除铅的结晶母液。除铅的结晶母液补加氢氧化钠后可返回上述步骤(1)继续用于浸出，实现脱砷工艺的闭路循环。
实施例1
一种湿法处理含砷烟尘的方法，处理方法如下：
(1)将含砷13.3％，锡26.6％、铟2.72％、铅7.95％的含砷烟尘500g，采用氢氧化钠和氯酸钠浸出，浸出条件：氢氧化钠浓度80g/L，液固体积质量比为10:1(ml:g)，反应温度90℃，氯酸钠用量按为烟尘中砷质量的0.3倍，反应时间4小时，得到4.8L的砷酸钠溶液和浸出渣，浸出渣加水洗涤，过滤后得到326g含Sn40.5％、铟4.15％、砷1.37％的锡精矿；
(2)浸出液冷却至20～25℃，过滤分离后得到4.6L含砷2.1g/L、铅5.72g/L的结晶母液，325g含量为91.6％的砷酸钠；
(3)结晶母液加入与铅反应所需理论用量的2倍硫化钠除铅，除铅温度70℃，时间1小时，过滤分离后得到4.55L含铅0.02g/L的砷酸钠溶液，47g含铅56％的铅精矿。
实施例2
一种湿法处理含砷烟尘的方法，处理方法如下：
(1)将含砷19.8％，锡24.3％、铟3.2％、铅6.6％的含砷烟尘500g，采用氢氧化钠和高锰酸钾浸出，浸出条件：氢氧化钠浓度200g/L，液固体积质量比为6:1(ml:g)，反应温度95℃，反应时间2小时，高锰酸钾用量为烟尘中砷质量的0.5倍，得到2.85L的砷酸钠溶液和312g浸出渣，浸出渣用水洗涤，过滤后得到含Sn39.6％、铟5.1％、砷1.48％的锡精矿；
(2)浸出液冷却结晶，浸出液经过冷却至20～25℃，过滤分离后得到2.65L含砷3.2g/L、铅8.7g/L的结晶母液，508g含量为92.7％的砷酸钠；
(3)结晶母液加入与铅反应所需理论用量的3倍硫化钠除铅，除铅温度70℃，时间1小时，过滤分离后得到2.55L含铅0.03g/L的砷酸钠溶液，42g含铅55％的铅精矿；
实施例3
一种湿法处理含砷烟尘的方法，处理方法如下：
(1)将含砷10.2％，锡28.8％、铟3.5％、铅5.3％的含砷烟尘500g，采用氢氧化钠和双氧水浸出，浸出条件：浸出条件：氢氧化钠浓度150g/L，液固体积质量比为4:1(ml:g)，反应温度60℃，反应时间6小时，双氧水用量为烟尘中砷质量的0.6倍，得到1.86L的砷酸钠溶液和324g浸出渣，浸出渣用水洗涤，过滤后得到含锡43.9％、铟5.35％、砷1.18％的锡精矿；
(2)浸出液冷却结晶，浸出液经过冷却至20～25℃，过滤分离后得到1.65L含砷2.5g/L、铅10.6g/L的结晶母液，268g含量为91％的砷酸钠；
(3)结晶母液加入与铅反应所需理论用量的1倍硫化钠除铅，除铅温度80℃，时间1小时，过滤分离后得到1.6L含铅0.055g/L的砷酸钠溶液，31.5g含铅55％的铅精矿；
除非另有说明，本发明中出现的各成分百分比数值均为质量百分比。
技术特征：
1.一种含砷烟尘的脱砷方法，其特征在于，所述含砷烟尘中含砷10～20％、锡20～30％、铟3％、铅5～8％；所述脱砷方法包括以下步骤：
(1)含砷烟尘碱性浸出：常压下用氢氧化钠溶液和氧化剂浸出含砷烟尘，所述氧化剂为氯酸钠、高锰酸钾、双氧水中的一种；液固体积质量比为4～10ml:1g，氧化剂用量为烟尘中砷质量的0.3～0.6倍，氢氧化钠浓度80～200g/L，反应温度60～95℃，反应时间2～6小时，得到的浸出液和浸出渣，所述浸出液为砷酸钠溶液，浸出渣用水洗涤过滤后即为脱除砷的锡精矿，液固体积质量比是指以ml/g计，氢氧化钠溶液与含砷烟尘的体积质量比；
(2)浸出液冷却结晶：将砷酸钠溶液冷却至20～25℃，砷以砷酸钠形态结晶，过滤分离后得到砷酸钠成品和结晶母液；
(3)结晶母液回收铅：向结晶母液中添加与铅反应所需理论用量1.0～3.0倍的硫化钠，过滤分离得到铅精矿和除铅的结晶母液，除铅的结晶母液补加氢氧化钠后返回浸出。
技术总结
一种含砷烟尘的脱砷方法，所述含砷烟尘中含砷10～20％、锡20～30％、铟3％、铅5～8％；所述脱砷方法包括将含砷烟尘碱性浸出、浸出液冷却结晶、结晶母液回收铅等步骤。本发明可使含砷烟尘中的砷与锡、铟有效分离，同时还能产出砷酸钠产品。
技术研发人员：张旭;苏瑞春;刘会讲;李发祥
受保护的技术使用者：云南锡业研究院有限公司
技术研发日：2019.07.22
技术公布日：2019.09.20
声明：
“含砷烟尘的脱砷方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：云南锡业研究院有限公司
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2024年08月01日 ~ 03日 
