專利名稱：用含砷銻煙灰制備焦銻酸鈉的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用含砷銻煙灰制備焦銻酸鈉的工藝，屬于濕法冶金領(lǐng)域。 技術(shù)背景
目前，我國大多數(shù)貴金屬冶煉企業(yè)所生產(chǎn)銀、鉍等稀貴金屬產(chǎn)品，很大部分是從 銅、鉛陽極泥中回收的。我公司在從鉛陽極泥中回收銀時(shí)，轉(zhuǎn)爐吹煉的過程中產(chǎn)生大量的含 砷銻煙灰，并含有一定量的鉛、銀等有價(jià)金屬。其中，含Sb :30^-40%, As 10%， 1 :20% 25%，Ag 2% ;As、釙主要以氧化形態(tài)存在。如果不能有效地加以利用， 不僅影響了生產(chǎn)效率，而且易對(duì)環(huán)境造成二次污染，有價(jià)金屬利用率低，影響了公司的經(jīng)濟(jì) 效益。銀轉(zhuǎn)爐所產(chǎn)生的含砷銻煙灰的處理回收是有色冶煉廠家面臨的一大難題，現(xiàn)在國內(nèi) 的報(bào)道很少，而且沒能做到較徹底的分離與綜合回收。關(guān)于含砷銻煙灰的濕法浸出工藝，目 前也尚未在有關(guān)文獻(xiàn)中有相關(guān)的報(bào)導(dǎo)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是開發(fā)一種用含砷銻煙灰制備焦銻酸鈉的工藝，通 過對(duì)煙灰處理，分離回收煙灰中As和Sb，綜合回收有價(jià)元素，并制備高附加值的焦銻酸鈉 產(chǎn)品，減少返回熔煉的煙灰量，以高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效率，解決對(duì)環(huán)境的二次污染。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用含砷銻煙灰制備焦銻酸鈉的工藝，由以下工藝過程 完成。
A、預(yù)處理脫砷
將含砷銻煙灰與NaOH溶液和Na2CO3溶液一起在反應(yīng)釜中攪拌加熱，反應(yīng)0. 5 4 小時(shí)后，過濾；工藝條件為固液比1 3 8 ；溫度80 100°C ；NaOH濃度40 120g/L ； Na2CO3 濃度 10 40g/L ；
B、沉砷
將A步驟的濾液攪拌加入Na2S沉砷，過濾得硫化砷產(chǎn)品，濾液返回預(yù)處理工序；沉 砷工藝條件為溫度50 80°C，時(shí)間0. 5 2小時(shí)，硫化鈉加入量為溶液含砷質(zhì)量的1 2 倍；
C、硫化堿浸
將A步驟所得濾渣加水或使用后面工序所返回的結(jié)晶母液進(jìn)行調(diào)漿，用Na2S、NaOH 混合溶液浸出，保溫2 5小時(shí)后過濾；工藝條件為固液比1 4 10 ；溫度80 100°C; pH 值 10 11 ；Na2S 濃度 80 150g/L ；NaOH 濃度 10 50g/L ；
D、將C步驟的浸出渣送熔煉系統(tǒng)，用常規(guī)工藝進(jìn)一步回收鉛、銀有價(jià)元素；
E^K:
將C步驟浸出液通入富氧壓縮空氣氧化0.5 5小時(shí)，產(chǎn)生結(jié)晶；富氧壓縮空氣中 含氧的體積百分比濃度為30% 60%;富氧壓縮空氣的壓力0. 4 0. 6Mp ；反應(yīng)溫度60 80°C ；過濾使固液分離，將結(jié)晶洗滌、干燥而得到焦銻酸鈉產(chǎn)品；
F、濃縮結(jié)晶
將E步驟氧化后液濃縮結(jié)晶，得到較純的硫代硫酸鈉產(chǎn)品，結(jié)晶母液返回C步驟硫 化堿浸工序做調(diào)漿液使用。
本發(fā)明的技術(shù)思路是本發(fā)明所處理的含砷銻煙灰中，砷、銻大部分以三價(jià)氧化物 存在，鉛大部分以氧化鉛形態(tài)存在。充分利用三者氧化物的化學(xué)性質(zhì)的區(qū)別，做到最大限度 地分離三者，實(shí)現(xiàn)有價(jià)元素的有效回收。預(yù)處理階段用堿處理，利用三氧化二砷比三氧化二 銻、氧化鉛更易溶于堿溶液的特性，實(shí)現(xiàn)初步脫砷。含砷溶液若直接制成砷酸鈉，則能耗高； 若制備成砷酸鈣，則不經(jīng)濟(jì)；本發(fā)明利用三氧化二銻易溶于硫化鈉溶液的性質(zhì)，用硫化堿浸 分離鉛銻。浸出液控制工藝條件，用富氧壓縮空氣制備焦銻酸鈉產(chǎn)品。氧化后液結(jié)晶制備 硫代硫酸鈉。通過該發(fā)明工藝的實(shí)施，控制適當(dāng)?shù)墓に嚄l件，可以較徹底分離鉛、砷、銻有價(jià) 元素，實(shí)現(xiàn)有效綜合回收，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明中的有關(guān)反應(yīng)如下
預(yù)處理脫砷
As203+6Na0H = 2Na3As03+3H20
沉砷
2Na3As03+5Na2S+8H20+02 = As2S5 J, +16Na0H
硫化堿浸
As203+6Na2S+3H20 = 2Na3AsS3+6Na0H
Pb0+Na2S+H20 = PbS+2Na0H
Sb203+6Na2S+3H20 = 2Na2SbS3+6Na0H
氧化
2Na3SbS3+702+2Na0H+5H20 = 2NaSb03 · 3H20 I +3Na2S203
本發(fā)明的工藝實(shí)施過程中，通過控制工藝條件，預(yù)處理脫砷時(shí)，砷脫除率> 95%， 而鉛、銻浸出率< 10%。硫化堿浸時(shí)，通過控制溶液PH值，可以使后續(xù)濃縮結(jié)晶制備的硫代 硫酸鈉產(chǎn)品十分純凈。
該發(fā)明工藝的實(shí)施，產(chǎn)出了焦銻酸鈉、硫化砷、硫代硫酸鈉等副產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了各有 價(jià)元素的有效分離。整個(gè)過程沒有廢水、廢氣外排，也沒有產(chǎn)生固體廢棄物需要堆放處理， 很好地解決了該含砷轉(zhuǎn)爐煙灰的處理問題。另外，該工藝設(shè)備要求簡(jiǎn)單、投資低、易于實(shí)現(xiàn) 工業(yè)化。


圖1 本發(fā)明工藝流程圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
取煙灰200g，含As :9. 4%，Sb :33. 8%，Pb :22. 3%。預(yù)處理脫砷時(shí)，按固液比 1 5，NaOH濃度80g/L，Na2CO3濃度20g/L，溫度85 90°C、反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)控制反應(yīng)條件。 達(dá)到As浸出率95. 42%，1 浸出率6. 36%，Sb浸出率4. 87%的處理效果。浸出液硫化鈉 沉砷時(shí)，溫度為70°C，硫化鈉加量為溶液含砷質(zhì)量的1. 5倍，砷的沉淀率89. 73%，硫化砷含As 51. 82%。硫化堿浸預(yù)處理浸出渣時(shí)，固液比1 8，Na2S濃度120g/L，NaOH濃度20g/ L，溫度95°C，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)。銻浸出率為95. 37%、鉛入渣率99. 65%。通入富氧空氣氧 化時(shí)，氧氣體積百分比濃度43%，壓力0. 4Mp，氧化時(shí)間3小時(shí)，過濾、洗滌、干燥得焦銻酸鈉 產(chǎn)品，銻結(jié)晶率達(dá) 99. 53%，含 Sb2O5 64. 90%, Na2O :12. 84%, As :0. 0037%, Pb :0. 0009%, Fe 0. 0042%, Cu :0. 0009%，硫代硫酸鈉結(jié)晶率 91 %，彡 93% 0
實(shí)施例2
本實(shí)施例的煙灰200g，含As 6. 08%, Sb :35. 46%，Pb :21. 39%。預(yù)處理脫砷時(shí)， 按固液比1 4、NaOH濃度100g/L、Na2CO3濃度10g/L、溫度90 95°C、反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)控 制反應(yīng)條件。達(dá)到As浸出率98. 35% Jb浸出率7. 12%、釙浸出率5. 25%的處理效果。浸 出液硫化鈉沉砷時(shí)，溫度為60°C，硫化鈉加量為溶液含砷質(zhì)量的2倍，砷的沉淀率93. 74%, 硫化砷含As 48. 68%。硫化堿浸預(yù)處理浸出渣時(shí)，固液比1 10，Na2S濃度110g/L，NaOH 濃度10g/L，溫度90°C，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)。銻浸出率為96. 18%、鉛入渣率99. 43%。通入富 氧空氣氧化時(shí)，氧氣體積百分比濃度52%，壓力0. 4Mp，氧化時(shí)間2小時(shí)，過濾、洗滌、干燥得 焦銻酸鈉產(chǎn)品，銻結(jié)晶率達(dá) 99. 52%，含 Sb2O5 :64. 85% ；Na2O 12. 87% ；As :0. 0040% ；Pb 0. 0010% ；Fe 0. 0045% ；Cu :0.0010%。硫代硫酸鈉結(jié)晶率 90%，彡 95%。
實(shí)施例3
取煙灰200g，含As :9%，Sb :；35. 2%，Pb :21. 2%。預(yù)處理脫砷時(shí)，按固液比1 3 ； NaOH濃度40g/L、Na2C03濃度40g/L、溫度80 90°C、反應(yīng)時(shí)間0. 5小時(shí)控制反應(yīng)條件。達(dá) 到As浸出率95. 42%、1 浸出率6. 36%、Sb浸出率4. 87%的處理效果。浸出液硫化鈉沉 砷時(shí)，溫度為50°C，硫化鈉加量為溶液含砷質(zhì)量的1倍，砷的沉淀率89. 73%，硫化砷含As 51.82%。硫化堿浸預(yù)處理浸出渣時(shí)，固液比1 4，Na2S濃度80g/L，NaOH濃度50g/L，溫 度80°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。銻浸出率為95. 37%、鉛入渣率99. 65%。通入富氧空氣氧化時(shí)， 氧氣體積百分比濃度30%，壓力0. 6Mp，氧化時(shí)間0. 5小時(shí)，過濾、洗滌、干燥得焦銻酸鈉產(chǎn) 品，銻結(jié)晶率達(dá)99. 53%，含 Sd2O5 64. 90%,Na2O :12. 84%,As :0. 0037%,Pb :0. 0010%,Fe 0. 0057%, Cu 0. 0008%，硫代硫酸鈉結(jié)晶率 90%, Na2S2O3^ ^ 92%。
實(shí)施例4
取煙灰250g，含As :10. l%，Sb :30%，Pb 對(duì).6%。預(yù)處理脫砷時(shí)，按固液比1 8 ； NaOH濃度120g/L ；Na2CO3濃度40g/L，溫度85 100°C、反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)控制反應(yīng)條件。達(dá) 到As浸出率95. 8% Jb浸出率6. 56%、Sb浸出率4. 77%的處理效果。浸出液硫化鈉沉砷 時(shí)，溫度為80°C，硫化鈉加量為溶液含砷質(zhì)量的1. 5倍，砷的沉淀率89. 73%，硫化砷含As 51. 82%。硫化堿浸預(yù)處理浸出渣時(shí)，固液比1 4，Na2S濃度150g/L，NaOH濃度50g/L，溫 度100°C，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。銻浸出率為94. 55%、鉛入渣率98. 74%。通入富氧空氣氧化 時(shí)，氧氣體積百分比濃度60%，壓力0. 6Mp，氧化時(shí)間5小時(shí)，過濾、洗滌、干燥得焦銻酸鈉產(chǎn) 品，銻結(jié)晶率達(dá) 99. 60%，含 Sb2O5 68. 11%, Na2O :11. 95%，As :0. 00267%, Pb :0. 0008%, Fe 0. 0033%, Gu :0. 000 %，硫代硫酸鈉結(jié)晶率 94%，彡 93% 0
權(quán)利要求
1. 一種用含砷銻煙灰制備焦銻酸鈉的工藝，其特征在于由以下工藝過程完成A、預(yù)處理脫砷將含砷銻煙灰與NaOH溶液和Na2CO3溶液一起在反應(yīng)釜中攪拌加熱，反應(yīng)0. 5 4小時(shí) 后，過濾；工藝條件為固液比1 3 8 ’溫度80 100°C;Na0H濃度40 120g/L ；Na2CO3 濃度10 40g/L ；B、沉砷將A步驟的濾液攪拌加入Na2S沉砷，過濾得硫化砷產(chǎn)品，濾液返回預(yù)處理工序；沉砷工 藝條件為溫度50 80°C，時(shí)間0. 5 2小時(shí)，硫化鈉加入量為溶液含砷質(zhì)量的1 2倍；C、硫化堿浸將A步驟所得濾渣加水或使用后面工序所返回的結(jié)晶母液進(jìn)行調(diào)漿，用Na2S、NaOH混 合溶液浸出，保溫2 5小時(shí)后過濾；工藝條件為固液比1 4 10 ；溫度80 100°C ； pH 值 10 11 ；Na2S 濃度 80 150g/L ；NaOH 濃度 10 50g/L ；D、將C步驟的浸出渣送熔煉系統(tǒng)，用常規(guī)工藝進(jìn)一步回收鉛、銀有價(jià)元素；E、氧化將C步驟浸出液通入富氧壓縮空氣氧化0.5 5小時(shí)，產(chǎn)生結(jié)晶；富氧壓縮空氣中含氧 的體積百分比濃度為30% 60% ；富氧壓縮空氣的壓力0. 4 0. 6Mp ；反應(yīng)溫度60 80°C ； 過濾使固液分離，將結(jié)晶洗滌、干燥而得到焦銻酸鈉產(chǎn)品；F、濃縮結(jié)晶將E步驟氧化后液濃縮結(jié)晶，得到較純的硫代硫酸鈉產(chǎn)品，結(jié)晶母液返回C步驟硫化堿 浸工序做調(diào)漿液使用。
全文摘要
一種用含砷銻煙灰制備焦銻酸鈉的工藝，屬于濕法冶金領(lǐng)域，本發(fā)明制取焦銻酸鈉的生產(chǎn)工藝。其特點(diǎn)是首先利用NaOH、Na2CO3或二者混合使用，濕法預(yù)處理脫砷；含砷浸出液用Na2S沉淀砷，得到硫化砷副產(chǎn)品；含鉛銻浸出渣用Na2S、NaOH混合浸出，鉛渣返回火法熔煉回收鉛、銀等有價(jià)金屬；含銻的浸出液吹入富氧壓縮空氣，制備焦銻酸鈉產(chǎn)品；氧化后液濃縮結(jié)晶制備Na2S2O3。上述工藝具有無環(huán)境污染、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、投資少、綜合利用率高、易于工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B13/00GK102031381SQ20101057420
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月28日
發(fā)明者季勇, 張圣南, 曹永德, 曹永貴, 謝兆鳳, 馬輝 申請(qǐng)人:郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司