高砷烟尘脱砷试验研究.pdf

第2 9 卷第3 期( 总第1 1 5 期) 2 0 1 0 年9 月 湿法冶金 H y d r o m e t a l l u r g yo fC h i n a V 0 1 2 9N o 3 ( S u m 1 1 5 ) S e p 2 0 l O 高砷烟尘脱砷试验研究 蒋学先，何贵香，李旭光，陆婧 ( 桂林理工大学南宁分校，广西南宁 5 3 0 0 0 1 ) 摘要：铅阳极泥反射炉熔炼产生的烟尘中砷质量分数较高( 硼( S b ) 兰4 0 5 0 ，”( A s ) 2 0 ) ，目前难以直 接采用火法来生产2 * 锑。试验研究了用双氧水浸出预脱除烟伞中的砷，而沉锑后液用石灰沉淀砷再固化制 砖，为砷提供了环保、安全的开路，为高砷物料的处理提出了新思路。 关键词：高砷烟尘；湿法；除砷；固化；制砖 中图分类号：X 7 0 1文献标志码：A文章编号：1 0 0 9 2 6 1 7 ( 2 0 1 0 ) 0 3 一0 1 9 9 一0 4 广东某贵金属冶炼企业主要以铅阳极泥、贵 铅、铜渣和高银铜物料为原料综合回收各种贵金 属和有价金属。在铅阳极泥反射炉熔炼、锑还原 熔炼和鼓风炉熔炼等过程中副产出高砷烟尘 ( 鲫( S b ) = 4 0 5 0 ，训( A s ) 2 0 ) 。因其砷 含量特别高，目前难以直接用火法来生产2 “锑， 只能直接低价外售。若将烟尘预先脱除砷，使其 中的叫( A s ) 小于4 再进入锑冶炼过程生产2 8 粗锑，则其增值空间很大，经济效益明显。 近年来，已有一些厂家采用酸浸、碱浸和盐浸 等湿法工艺处理含砷烟尘，其中较普遍采用的是 硫酸浸出法。但这些方法生产成本较高，有待进 一步改进 1 。为此，根据烟尘中砷含量高的特点， 研究了采用双氧水浸出预脱除砷一石灰沉淀砷一 固化制砖湿法工艺，以期为砷提供环保、安全的开 路，为高砷物料的处理提供新方法。 1 试验原料 试验原料为铅阳极泥反射炉熔炼过程中产生 的反射炉烟尘，其成分见表1 。 2工艺流程 高砷烟尘预脱除砷工艺流程如图1 所示。 铁渣 废水 ( 达标捧放) 表l高砷烟尘成分图l 高砷烟尘预脱砷工艺流程图 试验辅助材料主要有自来水、工业双氧水、工 业烧碱、工业硫酸、硫酸亚铁( 分析纯) 、石灰粉等。 3 试验结果及讨论 3 1 砷的浸出 烟尘中的砷主要以A s ：o 。、A s ：O 。形式存在， 其中A s 。o 。约占7 0 ；锑主要以S b 。0 。形式存 收稿日期：2 0 0 9 一0 4 1 4 作者简介：蒋学先( 1 9 7 2 一) ，男，广西平乐人，研究生班毕业，讲师，主要研究方向为湿法冶金及环境保护。 窘 万方数据 2 0 0 湿法冶金2 0 1 0 年9 月 在，在水中的溶解度较小。由于A s ：O 。易溶于水 形成H 。A s O 。，而A s ：0 。溶解度较小，故加入氧化 剂( H ：o ：) 将三价砷氧化成溶解度大的五价砷，可 使砷转入溶液，从而与锑分离。反应式为： A s 2 0 3 + 2 H 2 0 2 + H 2 0 一2 H 3 A s 0 4 。 3 1 1一次浸出 3 1 1 1 双氧水用量对砷、锑浸出的影响 烧杯中加入适量自来水( 液固体积质量比 8 ：1 ) ，搅拌条件下缓慢加入烟尘。电炉加热，待 温度升到7 5 后缓慢加入双氧水，保温浸出6 0 m i n 后过滤。双氧水用量对砷、锑浸出率的影响 试验结果如图2 所示。可以看出：砷浸出率随双 氧水用量加大而增大；锑浸出率受双氧水用量影 响较小。试验确定，双氧水用量以1 0 0m L 为宜。 图2双氧水用量对砷、锑浸出率的影响 3 1 1 2 温度对砷、锑浸出率的影响 在浸出时间6 0m i n 、双氧水用量1 0 0m L 条 件下，试验了反应温度对砷、锑浸出率的影响，结 果如图3 所示。可以看出：砷浸出率随反应温度 升高而有所增大，锑浸出率受温度影响不大。试 验确定，浸出温度以7 5 为宣。 7 0 6 0 曩5 0 将4 0 羲3 0 2 0 l O O 图3 反应温度对砷、锑浸出率的影响 3 1 1 3 浸出时间对砷、锑浸出率的影响 浸出温度7 5 ，双氧水用量1 0 0m L ，反应时 间对砷、锑浸出率的影响试验结果如图4 所示。 可以看出，反应时间以1 0 0m i n 为宜。 图4 浸出时间对砷、锑浸出率的影响 3 1 2 二次浸出 为进一步降低浸除渣中砷的含量，需对一浸 渣进行第二次浸出。二次浸出仍用H z O z 为浸出 剂。分别考察了温度和双氧水用量对砷、锑浸出 的影响，浸出结果如图5 ，6 所示。可见，提高反应 温度有利于砷的浸出，而双氧水的用量对砷的二 次浸出影响不大。 图5反应温度对砷浸出率的影响 图6双氧水用量对砷浸出率的影响 3 2锑的沉淀 S b ：O 。是两性氧化物，浸出过程中有部分进 入溶液，造成锑的损失。浸出液中加入N a 0 H 溶 液，调整p H 一5 ，使锑生成焦锑酸钠沉淀可加以 回收。试验结果见表2 。可以看出：沉淀后，大部 分锑沉淀到渣中，同时也有部分砷与锑一起沉淀， 造成沉锑渣中砷含量较高。 万方数据 第2 9 卷第3 期蒋学先，等：高砷烟尘脱砷试验研究 2 0 1 表2锑沉淀条件及结果 3 3 石灰沉砷 3 3 1 一次沉砷 砷在浸出液中主要以可溶性的砷酸盐和亚砷 酸盐形式存在。处理含砷废水较为常用的方法为 沉淀法，其常用的沉淀剂为钙盐和铁盐 2 。试验 用石灰作沉淀剂( 控制条件及结果见表3 ) ，加入 沉锑后液中充分搅拌，A s O i 一与C a 2 + 反应生成 C a 3 ( A s 0 4 ) 2 沉淀： 2 H 3A s 0 4 + 3 C a ( o H ) 2 一C a 3 ( A s ( ) 4 ) 2 + 6 H 2O 。 从表3 可见：砷沉淀效果与温度和搅拌时间 关系不大；室温下，搅拌反应1 5h 即可将绝大部 分砷沉淀下来。 表3一次沉砷条件及结果 3 3 2二次沉砷 一次石灰除砷后，溶液中仍含有1 0m g L 左 右的砷，需进一步去除。将一次石灰沉砷后液再 加入石灰，在室温下搅拌1 5h 后过滤，结果见表 4 。可见：一次石灰沉砷后的溶液再加石灰除砷， 可将A s 含量大幅度降低，而过滤出来的渣中 A s 、S b 含量较低，可返回一次石灰沉砷工序。 表4二次沉砷的条件及结果、。 一次石灰沉砷后液 二次石灰沉砷后液二次石灰沉砷渣 终点p Hm ( 石灰) g加( m g I 。一1 ) 体积m L 体积m L A sS b 邝( m g L 一1 )W B 干质量g A sS bA sS b 3 3 3 三次沉砷 经三次石灰除砷后，溶液中A s 质量浓度降 至1 5 9m g L ，仍未达到废水排放标准( 叫( A s ) 2 0 ) 烟尘，用双氧水浸出脱砷工艺可行，脱砷效 果很好，砷含量可降至4 以下。脱砷后的烟尘 可进入锑系统生产28 锑。 2 ) 浸出废水经三段沉砷处理，清亮透明，A s 、 P b 、C d 、C u 、N i 、A g 都达到国家排放标准。 3 ) 沉砷产生的高砷渣经水泥固化制成水泥 砖，可作为建材使用。砷渣的固化制砖为砷提供 了环保、安全的开路，为高砷物料的处理提出了新 的思路和新的工艺。 参考文献： 1 金哲男，等有色冶金工业含砷废弃物的处理现状与展望 J 有色金属：冶炼部分，1 9 9 9 ( 6 ) ：9 一1 1 2 阂世俊，曾英韩璐含砷工业废水处理现状与进展 J 广 东微元素科学，2 0 0 8 。1 5 ( 8 ) ：l 一7 3 赵天从锑 M 北京：冶金工业出版社1 9 8 7 ( 下转第2 1 0 页) 万方数据 2 1 0 湿法冶金2 0 1 0 年9 月 定C o ：含量铀矿石中铀的质量分数与铀的荧光 民共和国核工业部，1 9 8 5 强度呈线性关系； 2 E J T 2 6 7 4 1 9 8 4 低品位铀矿石中铀的测定 s 北京： 3 ) c o z 质量分数可通过测定c a 、M g 质量分 3 黧耋翟篙业黧嚣和氧化镁量的测定 S E 数来确定。使用C 0 z 质量分数5 的铀测量标准 京：国家技术监督局。1 9 9 8 曲线和C a 、M g 标准曲线，可同时测定样品中的 4 G B T2 2 3 7 9 2 0 0 7 钢铁x 一射线荧光光谱法 s 北京： 铀、钙、镁，将铀、钙、镁测定结果带入通用计算公 中华人民共和国质量监督检验检疫总局，2 0 0 8 式，可计算出矿石中铀的实际质量分数。 5 G B T 1 9 1 4 0 一2 0 0 3 水泥x 射线荧光分析通则 s 北京： 中国标准出版社，2 0 0 3 参考文献： 6 G B T 1 4 5 0 6 2 8 1 9 9 3 硅酸盐岩石化学分析方法x 射线 荧光光谱法测定主、次元素 s 北京：国家技术监督局， 1 E J T 2 6 7 2 1 9 8 4 铀矿石中铀的测定 s 北京：中华人 2 0 0 5 X r a yF l u o r e s c e n c eQ u a n t i t a t i V eA n a l y s i so fU r a n i u mi n C a b o n a t e dU r a n i u mo r e R E ND i n g g a o ，S U NL i m e i ，X I ES h u _ j u n ，N I UJ i e ( N 口i o n 以ZD e 0 行5 eS c i P 行f P 口以d ：n c 竹o Z o g yJ 行d “s z r y11 13S P f o ，z d 口r y7 扎P r D Z D g ys 口i D 咒， B P 巧i 规gR P s 阳r ( 晚J 咒s 矗M 钯。厂C h 唧i f 口ZI 勋g i 行甜以竹gn 咒dM a 缸“r g y ，C N N C ，B P 巧i 恕g 1 0 l1 4 9 ，C h i 竹口) A b s t r a c t ：Am e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no fu r a n i u mi nc a b o n a t e du r a n i u mo r eb yX R Fw a sd e v e l o p e d A s e r i e so fi m i t a t e dc a b o n a t e du r a n i u mo r ew i t hv a r y i n gc a r b o nd i o x i d ec o n t e n t ，u s i n gt e c h n i q u eo f p o w d e rp r e f o r m i n g ，u r a n i u mb yX r a yf l u o r e s c e n c ea n a l y s i sw e r em e a s u r a t e d T h ec o n t e n to fc a r b o n d i o x i d ew a sd e t e r m i n a t e db ym e n s u r a t i n gc o n c e n t r a t i o no fc a l c i u ma n dm a g n e s i u m T h er e l a t i o n s h i po f t h em e a s u r e dv a l u eo fu r a n i u mi no r ew i t hc a r b o nd i o x i d ec o n t e n tw a sl i n e a r Aq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s e q u a t i o nw a se s t a b l i s h e df o rc a b o