重有色金属冶炼中砷脱除与回收

重有色金属冶炼中砷的脱除与回收
摘要：随着我国经济建设的进一步发展，有色金属的需求量越来越高，这就使得相关产业的发展如雨后春笋一般蓬勃，虽然一定程度上能满足当前的发展需求，却带来了极为严重的重金属污染问题。

其中砷危害极大，含砷废水直接排入水体，将严重污染环境，因而含砷废水的有效治理刻不容缓。

本文联系实际，介绍了常见重有色金属冶炼过程中砷的脱除与回收现状，仅供同行参考。

关键词：重有色金属；金属冶炼；脱砷；
常见有色金属的矿物原料往往都含有大量的砷，例如铜、锡、铅、锌的冶炼原料，因而在其冶炼过程中，砷的处理至关重要，然而其具体处理方法大有区别，需要我们区别对待。

一、铜冶炼过程中砷的脱除与回收
砷元素因其析出电位和铜相近，在铜的电解冶炼过程中易与铜一同析出，形成杂质，故对铜的正常冶炼造成了极大危害，需要我们积极应对。

常见的脱砷方法为电解和溶剂萃取法等湿法脱砷技术，也有采用火法脱砷的。

（一）湿法脱砷
1、电解法脱砷。

电解法还可详细分为不溶阳极电积法、由加拿大诺兰达矿业开发出来的周期反向电流电积法、由芬兰奥托昆普开发出来的极限电流密度电积法、由日本住友金属矿山株式会社开发出来的诱导法脱砷技术等。

其中第一种方法应用最广，但容易造成铜精练体系中砷的恶性循环，还容易溢出剧毒性的砷化氢气体，危
害人体健康；第二种方式有效减少了砷化氢的溢出，但效率和电耗都不甚理想；第三种方式在理论上能完全消除砷化氢的产生，但工作效率依旧不高，还加大了黑铜渣的处理工作量；第四种方式在效率上有所提高，但对控制要求极其严格，难以有效进行。

2、溶剂萃取法。

此法具有速度快、效率高、适用于自动化连续生产等特点，因而发展较为迅速。

目前比较常见的有机萃取剂主要是磷酸三丁酯，即tbp，和2-乙基已醇，前者对五价砷的萃取效果很好，而后者更适用于三价砷，故常调配为混合剂使用。

另外，为了降低萃取剂粘度，我们往往要添加煤油以做稀释，为了提高萃取效果，还需添加适量乳胶抑制剂。

（二）火法脱砷
目前，我们对铜冶炼过程中的火法脱砷技术研究较少，主要成果体现在阳极炉火法精炼中，喷吹na2co3溶剂的技术上，这有利于脱除杂质。

也有文献专门报道了对含砷量超过0.5%的硫化铜精矿进行火法单独处理的实验，所产的粗铜含砷量可以减少到0.034%，值得我们进一步研究探索。

除此之外，研究闪速熔炼过程中砷的分配和脱出，也有非常重要的实际意义。

二、锡冶炼过程中砷的脱除与回收
以脉矿形式分布的锡矿床中，砷的含量极高，常以毒砂、砷磁黄铁矿等形式存在，对锡冶炼造成了极大的不良影响，为了切实有效解决该问题，我们需要从预处理、烟尘处理、离析渣处理和砷铁渣
处理等四方面来采取合理措施。

（一）锡精矿的预处理
预处理通常包括锡精矿的精选和焙烧。

不同的处理对象，性质不同，一般所采取的精选方式也不同，例如针对含铁高的锡精矿，可综合选择磁选、重选的方式，针对含黑钨矿较高的锡精矿，应以磁选结合台选、浮选的方式进行精选。

焙烧处理主要是为了去除锡精矿中的硫、砷、锑等杂质元素，对于不同的元素，所选用的焙烧方式也有所区别，以砷而言，一般我们需要采用氧化还原的方式，在不超过900℃的温度下进行焙烧。

（二）冶炼烟尘的处理
高砷烟尘，主要是含砷物料在焙烧处理后产出的烟尘被收尘设备捕捉所得到的，通常我们可以通过电热回转窑焙烧或者湿法除脱技术使砷元素转变为as2o3，来治理烟尘中的砷。

前者机理简单、易实现，在国内应用广，后者消耗少、自动化程度高，在国外应用比重大。

（三）含砷离析渣的处理
离析渣中的含砷量大，约为15%，处理困难而产出量又很多。

一个有效的处理方法是将离析渣与焙烧处理前的锡精矿一同投入回转窑进行焙烧处理，该方法能提高显著提高as2o3的产量，扩大砷流向，从而减少砷的恶性循环，而且所需投资极低，非常适合大力推广。

另外还有文献指明了一种混搭离析渣与砷渣砷会，投入回转窑进行焙烧的新工艺，实际应用效果也很好。

（四）从砷铁渣中提取砷元素
在此，笔者大力推广一种基于真空蒸馏技术的提取方法，有别于目前广泛采用的返回反射炉熔炼技术，此法通过冷凝高温下挥发出的元素砷来收集高纯度砷，有利于对砷的后期利用，提高企业经济效益。

三、铅和锌冶炼过程中砷的脱除与回收
（一）铅冶炼过程中砷的脱除
对于铅冶炼过程中砷的脱除，主要是围绕在高铅砷转炉烟尘的处理、阳极泥熔炼过程中产生的高砷锑烟尘的处理、高砷铅阳极泥的处理三方面。

首先，对于转炉烟尘，可以综合考虑火法处理和湿法处理两种处理方式。

前者主要通过碳质还原剂的还原作用，在高温焙烧下，使砷以as2o3的形态挥发，而湿法处理的反应原料有多种选择，可为硫酸-硝酸混合溶液、硫化钠，或者带电解池的碱性溶液，其效果均不错，可根据实际情况选用。

其次，对高砷锑烟尘，我们需要找到有效地方式，在脱除砷的同时，回收锑，实验证明，一种先低温氯化，再蒸馏的方式，能使大部分砷转化为ascl3的形态，进而蒸馏出，而锑则以氯化物的形式留在蒸馏液中，经过合适的后续处理后，能很好地保证砷的脱除和锑的回收。

再次，有些冶炼厂在冶炼铅的过程中，会生成含砷量高达30%以上的阳极泥，处理这种阳极泥，一般可以在自然氧化之后，用硫酸、
盐酸溶液浸出，进而通过真空蒸馏脱砷。

另外还可采用加入苏打进行烧结，再将产物水浸、过滤进行分离，此方式下，滤渣主要是有价金属，而砷主要以亚砷酸钠的形式存在于滤液中，须通过浓缩结晶做进一步处理。

（二）锌冶炼过程中砷的脱除
对锌的脱砷，主要是围绕在对次氧化锌的脱砷处理上，其综合处理方案可分为酸浸法、碱浸法、硫酸焙烧法以及全火法选择性焙烧技术。

第一种方案原理简单，易于实现，但生产出的废渣难以再次利用，且周期长不适合自动化生产；第二种方案综合性能比较好，砷主要存在于浸出液中，易于后期处理；第三种方案虽然能方便得到合格的锌电解液，却使得砷存在于浸出渣中，后期处理复杂；第四种方案虽然脱除效果非常好，但应用范围较为局限。

结束语
重有色金属在我国的经济建设中意义重大，然而，各种重有色金属的矿物原料中含砷量都比较大，合理的采用脱砷与回收措施，一方面有利于提升企业的口碑，进而提高企业核心竞争力，一方面有利于保护环境，促进经济建设和谐发展，因此我们必须正视砷的处理问题，在现有技术基础上积极探索创新，力争使我国重有色金属冶炼中砷的脱除与回收技术达到国际先进水平。

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