一种金属矿湿法脱砷方法[发明专利]

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[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101148696A [43]公开日2008年3月26日
[21]申请号200710177205.7[22]申请日2007.11.12
[21]申请号200710177205.7
[71]申请人中国地质科学院矿产综合利用研究

地址610041四川省成都市二环路南三段5号
[72]发明人朱昌洛 熊述请 [74]专利代理机构北京中海智圣知识产权代理有限公司代理人杨树芬[51]Int.CI.C22B 3/04 (2006.01)C22B 1/02 (2006.01)C22B 3/22 (2006.01)
C22B 3/44 (2006.01)
C22B 30/04 (2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 4 页
[54]发明名称
一种金属矿湿法脱砷方法
[57]摘要
本发明提供一种金属矿湿法脱砷方法,该方法
利用低价砷具有还原性、砷的氧化物是砷酸酐的化
学特性,设置氧化焙烧,捕集剂捕集、水或碱性液
浸出的特殊工艺,实现砷与金属分离。

该湿法脱砷
工艺,优化了生产环境,有利于环保,且其设备投
资小,工艺操作简便。

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1.一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.配料,向含砷金属矿原料中配入捕集剂;
b.焙烧,将上述原料和捕集剂的混合料送入炉中,焙烧2-4小时,焙烧温度控制为700~1000℃;
c.浸出,经上述焙烧已氧化的炉料,加入浸出液进行搅拌浸出;
d.过滤,浸出完毕后,进行液固分离;
e.脱砷,上述过滤所得固体,送至后续工序加工,所得液体则加入石灰乳,煮沸,产生沉淀;
f.后处理,过滤出上述煮沸所得的沉淀物,焙烧后即得到能安全掩埋的含砷废料。

2.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,所述步骤a之前再加入一破碎步骤,将含砷金属矿原料烘干,然后破碎至80~300目。

3.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,所述步骤a中,捕集剂为硫酸钠、碳酸铵、硫酸铵、碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠中的一种或任意几种的混合,其用量为含砷金属矿原料中砷理论含量的1~6倍,以重量计算。

4.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,所述步骤b中焙烧炉选用回转窑、多膛炉、马弗炉中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,所述步骤c中浸出液是水或碱液其中任意一种,浸出温度为20~80℃,而最佳浸出温度为40~80℃,浸出时间为0.5~3小时,而最佳浸出时间为1小时,浸出液的液固比为3~4。

6.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,所述步骤c浸出过程中可加入助浸剂,加入量为浸出液重量比的2~10%,而所述助浸剂可为氢氧化钙、氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或任意几种的混合。

7.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在
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于,所述步骤e中所得固体为金属氧化物,即为合格的精矿,送至后续工艺进行深加工,而所述液体即为含砷废液,以重量比计算,加入废液中砷理论含量100~130%的石灰乳煮沸0.5~3小时,。

8.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,所述步骤f中焙烧温度控制为500~800℃。

9.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,所述步骤f所得到的砷废料用于湿法制备砒霜。

10.根据权利要求1所述的一种金属矿湿法脱砷方法,其特征在于,所述步骤f之后再增加一再生步骤g,其具体为向步骤e煮沸后过滤所剩液体中加入与捕集剂酸根相应的酸试剂,使捕集剂再生。

200710177205.7说 明 书第1/4页
一种金属矿湿法脱砷方法
技术领域
本发明涉及金属矿冶炼领域,特别是涉及一种金属矿脱砷方法。

背景技术
金属矿脱砷的常规方法主要有高温挥发法和高温高压法。

高温挥发法是利用砷的氧化物易挥发的特性,进行挥发焙烧。

焙烧时三氧化二砷挥发,随烟气进入烟道(管道),冷却后被布袋收集,达到与金属分离的目的。

但三氧化二砷是剧毒物质,恶化劳动环境,造成严重的环境污染,破坏生态平衡。

高温高压法则主要包括三种工艺。

(1)原料中Fe/As比恰当时,采用高温高压酸性浸出工艺;(2)高温高压碱性浸出工艺;(3)高温高压氨性浸出工艺。

高温高压法虽然能够实现金属与砷的分离,但其设备投资大,腐蚀严重,操作复杂,设备养护费用高,产品成本高。

因此,针对以上缺陷,实有必要研发一种高效环保的金属矿脱砷方法。

发明内容
针对以上问题,本发明的主要目的在于提供一种金属矿湿法脱砷方法,该方法利用低价砷具有还原性、砷的氧化物是砷酸酐的化学特性,设置氧化焙烧,捕集剂捕集、水或碱性液浸出的特殊工艺,实现砷与金属分离,该湿法脱砷工艺,优化了生产环境,有利于环保,且其设备投资小,工艺操作简便。

为达到以上目的,本发明提供的一种金属矿湿法脱砷方法,其主要包括以下步骤:
a.破碎,首先将含砷金属矿原料烘干,然后破碎;
b.配料,向上述含砷金属矿原料碎末配入一定量的捕集剂;
c.焙烧,将上述原料和捕集剂的混合料送入炉中,进行焙烧;
d.浸出,经上述焙烧已氧化的炉料(焙砂),加入浸出液进行搅拌浸出;
e.过滤,浸出完毕后,进行液固分离;
f.脱砷,上述过滤所得固体,送至后续工序加工,所得液体则加入石灰乳,煮沸,产生沉淀;
g.后处理,过滤出上述煮沸所得的沉淀物,再焙烧一段时间后即得到可掩埋的含砷废料。

其中,所述步骤a中,将含砷金属矿原料破碎至80~300目; 所述步骤b中,捕集剂可为硫酸钠、碳酸铵、硫酸铵、碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠中的一种或任意几种的混合,其用量为含砷金属矿原料中砷理论含量的1~6倍,以重量计算;
所述步骤c中焙烧炉可选用回转窑、多膛炉、马弗炉中的任意一种,焙烧时间为2-4小时,焙烧温度控制为700~1000℃,其中该步骤所发生的化学反应为利用低价砷的还原性,通过氧化焙烧,生成亚砷酸酐,以金属铜、镍、铅、锡为例,其反应式为:
Cu3As+O2→Cu2O+As2O3
NiAs+O2→NiO+As2O3
PbAs+O2→PbO+As2O3
SnAs+O2→SnO2+As2O3
而在步骤b所加入的捕集剂存在时,上述反应所生成的亚砷酸酐进一步生成可溶性盐,反应式为:
M+As2O3+O2→M3AsO4(M=Na+、NH4+);
所述步骤d中浸出液是水或碱液,浸出温度为20~80℃,最佳浸出温度为40~80℃,浸出时间为0.5~3小时,最佳浸出时间为1小时,浸出液的液固比为3~4;另外,浸出过程中可加入助浸剂,加入量为浸出液重量比的2~10%,而所述助浸剂可为氢氧化钙、氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或任意几种的混合;
所述步骤f中所得固体为金属氧化物,即为合格的精矿,送至后续工艺进行深加工,而所述液体即为含砷废液,加入废液中砷理论含量100~130%(重量百分比)的石灰乳煮沸0.5~3小时沉淀砷,过滤后焙烧(500~800℃),即得到可安全掩埋的砷废料(步骤g),该砷废料还可用于湿法制备砒霜,其中砷废液在沸腾下加石灰乳的反应
式为:
M3A s O4+C a(O H)2→C a3(A s O4)2↓+M O H(M=N a+、N H4+); 另外,所述步骤g之后还可以增加一再生步骤h,其向步骤f煮沸后过滤所剩液体中加入与捕集剂酸根相应的酸试剂,使捕集剂再生,以返回使用。

本发明与现有技术相比具有以下优点:
1.本工艺是湿法工艺,由于三氧化二砷是剧毒物质,因此,本工艺具有高温挥发法不可比拟的优越性,焙烧实验室的砷含量仅为0.028μg/m3,比国标对生产车间的要求(0.003mg/m3)低100倍以上;
2.本工艺使用中温常压条件,设备投资小,有利于在中小企业间推广应用;
3.本工艺操作简便,易于工业化;
4.虽然要使用捕集剂,但捕集剂来源广,易得,而且捕集剂可再生。

具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下结合具体实施例对本发明进一步详述:
实施例1
取30克某古代提银渣(镍24.89%、铜32.47%、砷29.42%,以重量百分数计算),破碎至160目占85%,配入捕集剂理论量的1.05倍,在800℃下氧化焙烧2.5小时.焙砂在助浸剂为浸出液重量比的2%,温度60℃下,液固比为4条件下,搅拌浸出1小时,过滤后得到铜精矿含铜35.15%、镍27.08%、砷0.48%,铜精矿送萃取电积工艺深加工,砷碱液进一步处理,本工艺除砷率达99.45%。

实施例2
取30克锡硬头(砷21.22%、锡23.47%、铁52.74%、硫0.76%,以重量百分数计算),破碎至100目,配入理论量1.2倍的捕集剂,在800℃下氧化焙烧2.5小时。

焙砂在助浸剂为浸出液重量比的10%,温度95℃,液固比为4的条件下搅拌1小时。

过滤后,锡精矿含砷
0.27%,砷的脱除率达98.10%。

实施例3
取30克砷冰铜(铜14.85%、锌0.96%、铁23.95%、锡12.25%、砷8.96%,以重量百分数计算),破碎至80目,配入理论量4.5倍的捕集剂,在800~830℃下氧化焙烧2.5小时。

焙砂在助浸剂为浸出液重量比的10%,温度为常温,液固比为4的条件下搅拌1.5小时,过滤后,铜精矿含铜15.40%、铁15.06%、锡10.18%、砷0.028%,砷的脱除率达99.96%。

实施例4
取30克硫酸渣(铁57%、砷0.8%,以重量百分数计算),配入理论量5.0倍的捕集剂,在900~950℃下氧化焙烧2.0小时。

焙砂在助浸剂为浸出液重量比的2%,温度为40℃,液固比为4的条件下搅拌1.0小时。

过滤后,得到铁精矿含铁63.25%、砷0.06%,铁精矿入炉冶炼,砷的脱除率达99.16%。

以上已对其发明内容作了详尽说明。

对本领域一般技术人员而言,在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动,都不会超出本申请所附权利要求的保护范围。

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