1.本發(fā)明屬于固廢處置領(lǐng)域，具體涉及一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

2.在有色金屬冶煉過程中，由于原料中會含有一定量的砷，這部分砷在冶煉過程中生成揮發(fā)性的三氧化二砷，其中大部分隨煙氣進(jìn)入收塵及煙氣制酸系統(tǒng)，會產(chǎn)生大量的含砷煙塵、含砷煙氣和含砷污酸。含砷煙塵通常還含有有價金屬元素，企業(yè)會采用酸浸的方法回收有價金屬，但是會生成大量的亞砷酸渣；含砷煙氣為達(dá)標(biāo)排放會采用堿溶液吸收，含砷污酸通常會采用石灰中和除砷，上述方式都會產(chǎn)生大量的亞砷酸渣。目前亞砷酸渣的處置方式大部分采用堆存或填埋的方式，易造成砷元素的擴(kuò)散，不利于環(huán)境保護(hù)，而這些渣中通常還含有一定量的有價金屬，棄置也會造成資源的浪費(fèi)。而砷的用途相當(dāng)廣泛，如果實(shí)現(xiàn)對亞砷酸渣中的砷進(jìn)行回收利用，不但可減少亞砷酸渣的堆存量，有利于環(huán)境保護(hù)，還可實(shí)現(xiàn)亞砷酸渣的資源化，回收有價金屬元素，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)價值。

3.目前對亞砷酸渣資源利用應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)非常少，專利申請?zhí)?01710445079.2的專利公開了一種砷酸鈣和/或亞砷酸鈣的酸解方法，將砷酸鈣和/或亞砷酸鈣加入硫酸溶液中進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，將所述混合體系固液分離，得到硫酸鈣和含砷溶液。在實(shí)際應(yīng)用中，加入過量的稀硫酸溶液會產(chǎn)生大量的含砷酸性廢水，由于該專利沒有后續(xù)回收措施，無法實(shí)現(xiàn)砷的回收，而且含砷的酸性廢水仍需進(jìn)行處置。

4.專利申請?zhí)?02011469387.7的專利公開了一種含亞砷酸鹽的含砷物料直接玻璃化固砷方法，將含亞砷酸鹽的含砷物料與玻璃基材按設(shè)計好的質(zhì)量比混合處理，高溫熔融成含砷玻璃固化體。這種方法雖然實(shí)現(xiàn)了含砷物料的無害化處置，但是對于一些有價元素?zé)o法實(shí)現(xiàn)回收，且處置玻璃固化體也需要占用大量土地。

5.因此本發(fā)明致力于一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，區(qū)別于以往的濕法工藝，采用火法處理的方式，實(shí)現(xiàn)三氧化二砷的高效回收，并不產(chǎn)生其他危廢，經(jīng)脫砷后的硫酸渣可返回冶煉系統(tǒng)進(jìn)行回收有價元素，實(shí)現(xiàn)了廢渣資源的綜合利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

6.本發(fā)明的目的是一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，其可以有效回收亞砷酸鈣中的三氧化二砷，并不產(chǎn)生其他危廢，回收的三氧化二砷可以作為產(chǎn)品外售，也可以作為生產(chǎn)金屬砷、高純砷等下游產(chǎn)品的原料，剩余的低含砷量硫酸渣可以返回冶煉系統(tǒng)回收其他有價金屬。

7.為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，包括步驟：a.圓盤制粒：將粉狀亞砷酸渣物料輸送至圓盤制粒機(jī)，同時向圓盤制粒機(jī)中加入粘結(jié)劑、30%~

40%稀硫酸，經(jīng)制粒后得到顆粒度均勻、有一定強(qiáng)度的圓形顆粒，顆粒含水量10~15%；b.烘干：將步驟a中制得的顆粒物送至回轉(zhuǎn)式烘干窯中進(jìn)行烘干，熱量來源于燃燒器及系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱，控制干燥出口溫度80~130℃，經(jīng)烘干后的到含水率小于2%的顆粒物；c.酸化焙燒：將步驟b中制成的顆粒物輸送至焙燒回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行處理，分段控制溫度，前段占窯體長度40%，設(shè)置焙燒溫度在650~700℃，后段占窯體長度60%，設(shè)置焙燒溫度550~650℃，煙氣進(jìn)入下一步驟，生成的硫酸渣運(yùn)走儲存，后續(xù)送至冶煉系統(tǒng)配料處理；d.煙氣脫塵：將步驟c中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)除塵器出口溫度大于400℃；e.收砷：步驟d中煙氣進(jìn)入煙道式沉塵室，對煙氣進(jìn)行降溫，沉塵室出口溫度小于150℃，煙氣中的三氧化二砷由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，經(jīng)沉塵室底部收集，包裝后即為三氧化二砷產(chǎn)品；f.尾氣處理：步驟e的尾氣進(jìn)入布袋收塵器及尾氣處理裝置，達(dá)標(biāo)后排放；優(yōu)選的，所述步驟a中，粘結(jié)劑加入量占物料總質(zhì)量的0.5~5%，制好的粘結(jié)劑是將粘結(jié)劑用水稀釋，粘結(jié)劑加入量占物料總質(zhì)量的0.5~5%，使物料更易粘結(jié)成團(tuán)，顆粒大小均勻，防止顆粒破碎導(dǎo)致氣體灰塵過多，有利提高砷的質(zhì)量；步驟a粘結(jié)劑及稀硫酸加入用采用噴頭噴灑，霧化后均勻撒布；優(yōu)選的，所述步驟a中每噸亞砷酸渣加入硫酸為m=0.65

×

a

×

b，其中a為亞砷酸渣中砷的質(zhì)量百分含量，b取1.5~3；優(yōu)選的，所述步驟a中制粒粒度控制在5~10mm左右；根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，顆粒粒度小可增加比表面積，有利于物料中砷的受熱揮發(fā)，提高揮發(fā)效率及處理量；優(yōu)選的，所述步驟b中回轉(zhuǎn)式烘干窯熱量來源于燃燒器及系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱。

8.優(yōu)選的，所述步驟c中焙燒回轉(zhuǎn)窯兩端采用氮?dú)饷芊?，充入氮?dú)鉁p少進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)空氣量。

9.步驟c酸化焙燒是指亞砷酸渣與硫酸在高溫條件下使亞砷酸渣中的鹽類硫酸化，反應(yīng)生成硫酸鹽和易揮發(fā)的亞砷酸，亞砷酸在高溫條件下生成揮發(fā)性的三氧化二砷氣體。

10.步驟c中回轉(zhuǎn)窯兩端采用氮?dú)饷芊?，充入氮?dú)鉁p少進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)空氣量，減少五氧化二砷產(chǎn)生量。由于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈負(fù)壓，從兩端可漏入大量空氣，三價砷易在高溫下氧化為五價砷，生成不易揮發(fā)的五氧化二砷，影響脫砷率。焙燒回轉(zhuǎn)窯分溫區(qū)進(jìn)行控制，前段占窯體長度40%，設(shè)置焙燒溫度在650~700℃，后段占窯體長度60%，設(shè)置焙燒溫度550~650℃，過高的溫度容易使物料燒結(jié)，造成顆粒表面致密包裹，影響后續(xù)揮發(fā)效果，并且過高的溫度會影響回轉(zhuǎn)窯窯體的使用壽命；步驟e中煙道式沉塵室采用不銹鋼材質(zhì)，通過殼體降溫，使三氧化二砷由氣體變?yōu)楣腆w，并經(jīng)沉塵室收集。步驟e沉塵室出口溫度小于150℃，過高的溫度會影響布袋除塵器中布袋的使用壽命。

11.步驟b系統(tǒng)余熱來源于回轉(zhuǎn)窯加熱裝置排煙所產(chǎn)生的余熱，控制干燥出口溫度80~130℃，防止溫度過高砷揮發(fā)。

12.步驟d旋風(fēng)除塵器出口溫度大于400℃，過低的溫度會導(dǎo)致旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁結(jié)砷，導(dǎo)致阻力升高，影響除塵效果。優(yōu)選的增加保溫或電加熱防止溫度降低。

13.本發(fā)明的有益效果是：本方法相對于其他方法相比，實(shí)現(xiàn)了亞砷酸渣的資源化處置，回收生產(chǎn)三氧化二砷產(chǎn)品，硫酸渣可返回冶煉系統(tǒng)回收有價金屬，實(shí)現(xiàn)了固廢的無害化、資源化。該發(fā)明可減少亞砷酸渣的堆存量，減少砷的擴(kuò)散風(fēng)險，對減少土地占用，保護(hù)自然環(huán)境可起到巨大作用，在冶煉行業(yè)極具推廣意義。該發(fā)明有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：（1）發(fā)明了一套完整的從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，從原料的制備、焙燒脫砷到砷的收集及尾氣處理，整套系統(tǒng)生產(chǎn)流程及工藝操作簡便，裝置易于制作購買，可實(shí)現(xiàn)脫砷率95%以上，生產(chǎn)出三氧化二砷含量99.5%以上的產(chǎn)品，硫酸渣中砷含量小于1%，硫酸渣可資源利用。

14.（2）本發(fā)明優(yōu)先采用了對亞砷酸渣制粒方式進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯加料，并優(yōu)化了亞砷酸渣的制粒方式，在制粒過程中加入了粘結(jié)劑，使顆粒強(qiáng)度提高，減少了焙燒過程中顆粒攪動產(chǎn)生粉塵，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 同時在制粒的過程中向物料中加入硫酸，使物料與硫酸混合更加均勻，有利于焙燒過程中的硫酸化反應(yīng)，也解決了直接向窯內(nèi)噴硫酸造成的窯體腐蝕問題。

15.（3）本發(fā)明優(yōu)先采用了兩窯聯(lián)動技術(shù)，同時使用兩個回轉(zhuǎn)窯，一個回轉(zhuǎn)窯作為烘干窯，另一個作為焙燒窯，解決了物料轉(zhuǎn)運(yùn)的問題，提高了技術(shù)的自動化水平，改善了作業(yè)環(huán)境。

16.（4）回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行了優(yōu)化，區(qū)別于普通焙燒窯，一是選擇使用外燃式回轉(zhuǎn)窯，避免了熱氣流進(jìn)入窯體內(nèi)造成的揚(yáng)塵，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)生的余熱還可以進(jìn)行充分利用對原料進(jìn)行干燥，提高了熱利用率。二是考慮到砷的性質(zhì)，避免生產(chǎn)過程中砷蒸汽的氧化，對回轉(zhuǎn)窯兩端密封處進(jìn)行了改造，優(yōu)先采用了密封護(hù)罩并通入氮?dú)?，形成空氣隔離，減少了氧氣帶入量，提高了脫砷率。

17.（5）對回轉(zhuǎn)窯控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，分區(qū)溫度控制，前段高溫酸化焙燒，后段中溫提高揮發(fā)率，避免了亞砷酸渣在酸化過程中燒結(jié)現(xiàn)象，提高了脫砷率。另外分溫度控制也降低了燃料的使用量，并提高了窯體的使用壽命。

附圖說明

18.圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

19.為了更好地理解與實(shí)施，下面詳細(xì)說明一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，具體步驟包括：某企業(yè)脫銅酸浸渣產(chǎn)生的亞砷酸渣含砷21.5%、銅1.02%、鉛4.18%、鋅0.47%，物料含砷高還有較多可回收的有價金屬元素，通過圓盤制粒機(jī)制粒，均勻撒布粘結(jié)劑和40%稀硫酸，粘結(jié)劑配制比：粘結(jié)劑：水=1:20，硫酸（以h2so4計）加入量250kg/t，使得粒徑為5~10mm，制粒量為1.5t/h，邊制粒邊加入回轉(zhuǎn)烘干窯?；睾娓赊D(zhuǎn)窯控制出口溫度110℃，出料通過刮板機(jī)輸送至焙燒回轉(zhuǎn)窯，焙燒回轉(zhuǎn)窯前段控制溫度680℃，后段控制溫度600℃，回轉(zhuǎn)窯兩端密封罩內(nèi)始終通入氮?dú)??；剞D(zhuǎn)窯出口經(jīng)旋風(fēng)除塵器，除塵收集的粉塵通過氣力輸送返回制

粒機(jī)，煙氣溫度420℃，煙氣經(jīng)除塵后進(jìn)入煙道式沉塵室，降溫至130℃，三氧化二砷從氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，包裝后產(chǎn)出三氧化二砷產(chǎn)品，產(chǎn)品純度到達(dá)99.5%以上，符合gb/t 26721

?

2011 as2o3?

1要求，化驗(yàn)結(jié)果見表1。最后煙氣經(jīng)布袋除塵器收集及尾氣處理裝置處理后排放。回轉(zhuǎn)窯排渣為硫酸渣，渣含砷量0.86%，脫砷率96.86%，制得的硫酸渣返回冶煉系統(tǒng)。

20.表1 實(shí)施例三氧化二砷產(chǎn)品化學(xué)分析以上所述，僅是本技術(shù)的較佳實(shí)施例，并非對本技術(shù)做任何形式的限制，雖然本技術(shù)以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限制本技術(shù)，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本技術(shù)技術(shù)方案的范圍內(nèi)，利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許的變動或修飾均等同于等效實(shí)施案例，均屬于技術(shù)方案范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟：a.圓盤制粒：將粉狀亞砷酸渣物料輸送至圓盤制粒機(jī)，同時向圓盤制粒機(jī)中加入粘結(jié)劑、30%~40%稀硫酸，經(jīng)制粒后得到顆粒度均勻、有一定強(qiáng)度的圓形顆粒，顆粒含水量10~15%；b.烘干：將步驟a中制得的顆粒物送至回轉(zhuǎn)式烘干窯中進(jìn)行烘干，控制干燥出口溫度80~130℃，經(jīng)烘干后的到含水率小于2%的顆粒物；c.酸化焙燒：將步驟b中制成的顆粒物輸送至焙燒回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行處理，分段控制溫度，前段占窯體長度40%，設(shè)置焙燒溫度在650~700℃，后段占窯體長度60%，設(shè)置焙燒溫度550~650℃，煙氣進(jìn)入下一步驟，生成的硫酸渣運(yùn)走儲存，后續(xù)送至冶煉系統(tǒng)配料處理；d.煙氣脫塵：將步驟c中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)除塵器出口溫度大于400℃；e.收砷：步驟d中煙氣進(jìn)入煙道式沉塵室，對煙氣進(jìn)行降溫，沉塵室出口溫度小于150℃，煙氣中的三氧化二砷由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，經(jīng)沉塵室底部收集，包裝后即為三氧化二砷產(chǎn)品；f.尾氣處理：步驟e的尾氣進(jìn)入布袋收塵器及尾氣處理裝置，達(dá)標(biāo)后排放。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟a中粘結(jié)劑加入量占物料總質(zhì)量的0.5~5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟a中每噸亞砷酸渣加入硫酸為m=0.65

×

a

×

b，其中a為亞砷酸渣中砷的質(zhì)量百分含量，b取1.5~3。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟a中制粒粒度控制在5~10mm左右。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟b中回轉(zhuǎn)式烘干窯熱量來源于燃燒器及系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟c中焙燒回轉(zhuǎn)窯兩端采用氮?dú)饷芊?，充入氮?dú)鉁p少進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)空氣量。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產(chǎn)方法，將有色冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的亞砷酸渣通過圓盤制粒機(jī)進(jìn)行制粒，制粒過程中加入稀硫酸和粘結(jié)劑；物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)烘干窯進(jìn)行烘干；烘干后的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行酸化焙燒，三氧化二砷進(jìn)入煙氣；煙氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器脫塵后進(jìn)入沉塵室，收集三氧化二砷固體；尾氣經(jīng)處理后排放的相關(guān)步驟，實(shí)現(xiàn)了亞砷酸渣中砷的脫除，并回收三氧化二砷產(chǎn)品，經(jīng)酸化焙燒后的硫酸渣可返回冶煉系統(tǒng)回收有價金屬。本發(fā)明可減少亞砷酸渣的堆存量，減少砷的擴(kuò)散風(fēng)險，對減少土地占用，保護(hù)自然環(huán)境可起到巨大作用，在冶煉行業(yè)極具推廣意義。在冶煉行業(yè)極具推廣意義。在冶煉行業(yè)極具推廣意義。

技術(shù)研發(fā)人員：曲勝利 董準(zhǔn)勤 曲超 陳濤 孫海明 李輝 常蘊(yùn)輝 李雪山 袁玲玲 王路川 左信銀

受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東恒邦冶煉股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.18

技術(shù)公布日：2021/10/8