專利名稱：一種金屬礦濕法脫砷方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬礦冶煉領域，特別是涉及一種金屬礦脫砷方法。
技術背景金屬礦脫砷的常規(guī)方法主要有高溫揮發(fā)法和高溫高壓法。高溫揮 發(fā)法是利用砷的氧化物易揮發(fā)的特性，進行揮發(fā)焙燒。焙燒時三氧化 二砷揮發(fā)，隨煙氣進入煙道(管道)，冷卻后被布袋收集，達到與金 屬分離的目的。但三氧化二砷是劇毒物質(zhì)，惡化勞動環(huán)境，造成嚴重 的環(huán)境污染，破壞生態(tài)平衡。高溫高壓法則主要包括三種工藝。(1)原料中Fe/As比恰當時，采用高溫高壓酸性浸出工藝；(2)高溫高壓 堿性浸出工藝；(3)高溫高壓氨性浸出工藝。高溫高壓法雖然能夠實 現(xiàn)金屬與砷的分離，但其設備投資大，腐蝕嚴重，操作復雜，設備養(yǎng) 護費用高，產(chǎn)品成本高。因此，針對以上缺陷，實有必要研發(fā)一種高 效環(huán)保的金屬礦脫砷方法。發(fā)明內(nèi)容針對以上問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種金屬礦濕法脫砷 方法，該方法利用低價砷具有還原性、砷的氧化物是砷酸酐的化學特 性，設置氧化焙燒，捕集劑捕集、水或堿性液浸出的特殊工藝，實現(xiàn) 砷與金屬分離，該濕法脫砷工藝，優(yōu)化了生產(chǎn)環(huán)境，有利于環(huán)保，且 其設備投資小，工藝操作簡便。為達到以上目的，本發(fā)明提供的一種金屬礦濕法脫砷方法，其主 要包括以下步驟-a. 破碎，首先將含砷金屬礦原料烘干，然后破碎；b. 配料，向上述含砷金屬礦原料碎末配入一定量的捕集劑；c. 焙燒，將上述原料和捕集劑的混合料送入爐中，進行焙燒；d. 浸出，經(jīng)上述焙燒已氧化的爐料(焙砂)，加入浸出液進行攪 拌浸出； e. 過濾，浸出完畢后，進行液固分離；f. 脫砷，上述過濾所得固體，送至后續(xù)工序加工，所得液體則加 入石灰乳，煮沸，產(chǎn)生沉淀；g. 后處理，過濾出上述煮沸所得的沉淀物，再焙燒一段時間后即 得到可掩埋的含砷廢料。其中，所述步驟a中，將含砷金屬礦原料破碎至80 300目；所述步驟b中，捕集劑可為硫酸鈉、碳酸銨、硫酸銨、碳酸鈉、 碳酸氫鈉、硝酸鈉中的一種或任意幾種的混合，其用量為含砷金屬礦 原料中砷理論含量的1 6倍，以重量計算；所述步驟c中焙燒爐可選用回轉窯、多膛爐、馬弗爐中的任意一 種，焙燒時間為2-4小時，焙燒溫度控制為700 1000'C，其中該步 驟所發(fā)生的化學反應為利用低價砷的還原性，通過氧化焙燒，生成亞 砷酸酐，以金屬銅、鎳、鉛、錫為例，其反應式為Cu3As + 02 - Cu20 + As203NiAs + 02 - MO + As203PbAs + 02 - PbO + As203SnAs + 02 - Sn02 + As203而在步驟b所加入的捕集劑存在時，上述反應所生成的亞砷酸酐 進一步生成可溶性鹽，反應式為-M + As203 + 02 _M3As04(M=Na+、 NH4+);所述步驟d中浸出液是水或堿液，浸出溫度為20 80°C，最佳 浸出溫度為40 80°C，浸出時間為0.5 3小時，最佳浸出時間為1 小時，浸出液的液固比為3 4;另外，浸出過程中可加入助浸劑， 加入量為浸出液重量比的2 10%，而所述助浸劑可為氫氧化鈣、氫 氧化鈉、氨水、氫氧化鉀中的一種或任意幾種的混合；所述步驟f中所得固體為金屬氧化物，即為合格的精礦，送至后 續(xù)工藝進行深加工，而所述液體即為含砷廢液，加入廢液中砷理論含 量100 130% (重量百分比)的石灰乳煮沸0.5 3小時沉淀砷，過 濾后焙燒(500 800°C)，即得到可安全掩埋的砷廢料(步驟g)，該 砷廢料還可用于濕法制備砒霜，其中砷廢液在沸騰下加石灰乳的反應式為M3As04 + Ca(0H)2 - Ca3(As04)2 ; + M0H (M=Na+、 NH4+);另外，所述步驟g之后還可以增加一再生步驟h，其向步驟f煮 沸后過濾所剩液體中加入與捕集劑酸根相應的酸試劑，使捕集劑再生， 以返回使用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1. 本工藝是濕法工藝，由于三氧化二砷是劇毒物質(zhì)，因此，本工 藝具有高溫揮發(fā)法不可比擬的優(yōu)越性，焙燒實驗室的砷含量僅為 0. 028 P g/m3，比國標對生產(chǎn)車間的要求(0. 003mg/m3)低100倍以上；2. 本工藝使用中溫常壓條件，設備投資小，有利于在中小企業(yè)間 推廣應用；3. 本工藝操作簡便，易于工業(yè)化；4. 雖然要使用捕集劑，但捕集劑來源廣，易得，而且捕集劑可再生。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下結合具體實 施例對本發(fā)明進一步詳述 實施例1取30克某古代提銀渣(鎳24. 89%、銅32. 47%、砷29. 42%,以 重量百分數(shù)計算)，破碎至160目占85%，配入捕集劑理論量的1. 05 倍，在80(TC下氧化焙燒2.5小時。焙砂在助浸劑為浸出液重量比的 2%，溫度6(TC下，液固比為4條件下，攪拌浸出l小時，過濾后得 到銅精礦含銅35. 15%、鎳27.08%、砷0.48%，銅精礦送萃取電積工 藝深加工，砷堿液進一步處理，本工藝除砷率達99. 45%。實施例2取30克錫硬頭(砷21.22%、錫23.47%、鐵52. 74%、硫0. 76%, 以重量百分數(shù)計算)，破碎至100目，配入理論量1.2倍的捕集劑， 在80(TC下氧化焙燒2. 5小時。焙砂在助浸劑為浸出液重量比的10%, 溫度95-C，液固比為4的條件下攪拌1小時。過濾后，錫精礦含砷0.27%，砷的脫除率達98. 10%。 實施例3取30克砷冰銅(銅14.85%、鋅0.96%、鐵23. 95%、錫12. 25%、 砷8.96%，以重量百分數(shù)計算)，破碎至80目，配入理論量4.5倍的 捕集劑，在800 83(TC下氧化焙燒2.5小時。焙砂在助浸劑為浸出 液重量比的10%，溫度為常溫，液固比為4的條件下攪拌1.5小時， 過濾后，銅精礦含銅15.40%、鐵15.06%、錫10.18%、砷0.028%，砷 的脫除率達99. 96%。實施例4取30克硫酸渣(鐵57%、砷0.8%，以重量百分數(shù)計算)，配入 理論量5.0倍的捕集劑，在900 95(TC下氧化焙燒2.0小時。焙砂在 助浸劑為浸出液重量比的2%，溫度為4(TC，液固比為4的條件下攪 拌1.0小時。過濾后，得到鐵精礦含鐵63.25%、砷0.06%，鐵精礦入 爐冶煉，砷的脫除率達99.16%。以上已對其發(fā)明內(nèi)容作了詳盡說明。對本領域一般技術人員而 言，在不背離本發(fā)明原理的前提下對它所做的任何顯而易見的改動， 都不會超出本申請所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在于，包括以下步驟a.配料，向含砷金屬礦原料中配入捕集劑；b.焙燒，將上述原料和捕集劑的混合料送入爐中，焙燒2-4小時，焙燒溫度控制為700～1000℃；c.浸出，經(jīng)上述焙燒已氧化的爐料，加入浸出液進行攪拌浸出；d.過濾，浸出完畢后，進行液固分離；e.脫砷，上述過濾所得固體，送至后續(xù)工序加工，所得液體則加入石灰乳，煮沸，產(chǎn)生沉淀；f.后處理，過濾出上述煮沸所得的沉淀物，焙燒后即得到能安全掩埋的含砷廢料。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在 于，所述步驟a之前再加入一破碎步驟，將含砷金屬礦原料烘干， 然后破碎至80 300目。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在 于，所述步驟a中，捕集劑為硫酸鈉、碳酸銨、硫酸銨、碳酸鈉、碳 酸氫鈉、硝酸鈉中的一種或任意幾種的混合，其用量為含砷金屬礦原 料中砷理論含量的1 6倍，以重量計算。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在 于，所述步驟b中焙燒爐選用回轉窯、多膛爐、馬弗爐中的任意一種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在 于，所述步驟c中浸出液是水或堿液其中任意一種，浸出溫度為20 80°C，而最佳浸出溫度為40 8(TC，浸出時間為0.5 3小時，而最 佳浸出時間為1小時，浸出液的液固比為3 4。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在 于，所述步驟c浸出過程中可加入助浸劑，加入量為浸出液重量比的 2 10%，而所述助浸劑可為氫氧化鈣、氫氧化鈉、氨水、氫氧化鉀中 的一種或任意幾種的混合。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在于，所述步驟e中所得固體為金屬氧化物，即為合格的精礦，送至后 續(xù)工藝進行深加工，而所述液體即為含砷廢液，以重量比計算，加入 廢液中砷理論含量100 130%的石灰乳煮沸0. 5 3小時，。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在 于，所述步驟f中焙燒溫度控制為500 800°C 。
9. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在 于，所述步驟f所得到的砷廢料用于濕法制備砒霜。
10. 根據(jù)權利要求1所述的一種金屬礦濕法脫砷方法，其特征在 于，所述步驟f之后再增加一再生步驟g，其具體為向步驟e煮沸后 過濾所剩液體中加入與捕集劑酸根相應的酸試劑，使捕集劑再生。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬礦濕法脫砷方法，該方法利用低價砷具有還原性、砷的氧化物是砷酸酐的化學特性，設置氧化焙燒，捕集劑捕集、水或堿性液浸出的特殊工藝，實現(xiàn)砷與金屬分離。該濕法脫砷工藝，優(yōu)化了生產(chǎn)環(huán)境，有利于環(huán)保，且其設備投資小，工藝操作簡便。
文檔編號C22B3/04GK101148696SQ20071017720
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權日2007年11月12日
發(fā)明者朱昌洛, 熊述請 申請人:中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)綜合利用研究所