1.一种从含砷烟尘回收有价金属及砷无害化处置的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)常压水浸:在常压条件下对含砷烟尘进行水浸,水与烟尘的液固体积质量比为3:1~20:1,搅拌速度为50r/min~1000r/min,水浸的温度为室温~100℃,浸出时间为30min~240min,使含砷化合物充分溶解于水中;过滤后,得浸出液和浸出渣;
(2)浸出液催化氧化:在所述浸出液中加入氧化性气体和催化剂进行催化氧化反应,使含砷化合物中的砷被氧化至五价,获得氧化后液;
(3)氧化后液固砷:采用调控生长法、分布结晶法、石灰沉砷法、沉淀转化法中的一种或多种方法结合,将所述氧化后液中的砷合成稳定的固砷矿物,然后采用堆存或水泥固化的方式固化固砷矿物;
(4)浸出渣洗涤:将步骤(1)所得浸出渣经过流态化洗涤,使浸出渣中的可溶性砷含量降至0.1%以下;过滤后,得洗液和洗渣;所述洗液返回所述常压水浸过程;
(5)洗渣回收有价金属:将所述洗渣干燥后,与木炭、煤和纯碱混合进行还原熔炼,生成烟尘、泡渣和铅锑合金;
将所述烟尘返回所述还原熔炼或常压水浸;
将所述泡渣送铅冶炼;
将所述铅锑合金进行氧化吹炼,在隔焰的条件下通入空气,获得锑蒸汽、吹炼渣和粗铅;将所述锑蒸汽氧化生成三氧化二锑,作为锑白产品;将所述吹炼渣返回进行所述还原熔炼;将所述粗铅送铅精炼。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含砷烟尘中包含以下元素:砷、锑、铅、锌、铜、碲、硒、铋、锡;
优选地,以质量百分比计,包含:砷1%~60%,锑1%~55%,铅0.1%~35%,锌0.1%~30%,铜0.1%~5%,碲0.01%~3%,硒0.01%~3%,铋0.01%~3%,锡0.01%~1%。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述水浸的控制条件为,水与烟尘的液固体积质量比为3:1~20:1,搅拌速度为50r/min~1000r/min,水浸的温度为室温~100℃,浸出时间为30min~240min。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述氧化性气体为氧气、空气或富氧空气,优选所述氧化性气体的流量为1~20L/min;
和/或,所述催化剂为KMnO4,优选砷元素与锰元素的摩尔比为5:1~50:1;
和/或,所述催化氧化的温度为30℃~120℃。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述调控生长法具体为:将所述氧化后液的pH值调至1.5~3,持续通入氧化性气体的同时加入亚铁盐溶液,在温度75℃~90℃的条件下反应5h~24h,同时加入中和剂调控反应在pH值1.5~3条件下进行,使Fe3+与AsO43-反应生成高稳定性的固砷矿物;
优选地,所述通入氧化性气体的流量为1~20L/min;和/或,所述亚铁盐沉砷中铁元素与氧化后液中砷元素的摩尔比为2~5。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述分布结晶法具体为:将所述氧化后液的pH值调至1.5~3,同时加入铁盐溶液,在室温~120℃的条件下搅拌反应1h~10h,同时加入中和剂调控反应在pH值1.5~3条件下进行,使Fe3+与AsO43-反应生成高稳定性的固砷矿物;
优选地所述铁盐中铁元素与氧化后液中砷元素的摩尔比为1~8;和/或,所述搅拌速度为50r/min~500r/min。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述石灰沉砷法具体为:将所述氧化后液的pH值调至1.5~3,连续加入CaO、Ca(OH)2中的一种或两种作为沉砷剂,在10℃~90℃条件下沉降5h~100h;
优选地,所述沉砷剂中的钙元素与氧化后液中砷元素的摩尔比为2~8。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述沉淀转化法具体为:调节步骤(1)所得浸出液的pH值至1.5~3,以连续加料的方式向浸出液中加入CaO和Ca(OH)2中的一种或两种沉砷,得砷酸钙沉淀;以连续加料的方式加入铁盐溶液,同时加入中和剂调控反应在pH值1.5~3条件下进行,使Fe3+与AsO43-反应生成高稳定性的固砷矿物。
9.根据权利要求1或5~8任意一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述水泥固化具体为:将水泥与所述固砷矿物以重量比2:1~10:1、优选以重量比4:1混合,使水泥包覆所述固砷矿物;
优选地,在所述水泥中添加粉煤;所述粉煤添加量优选为水泥重量的20~60%、更优选为水泥重量的40%。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)所述流态化洗涤采用流态化洗涤塔进行洗涤;优选所述洗涤的次数为2~3次。