专利名称：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。
技术背景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'C，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 + 02 - Cu20 + As203NiAs + 02 - MO + As203PbAs + 02 - PbO + As203SnAs + 02 - Sn02 + As203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 + As203 + 02 _M3As04(M=Na+、 NH4+);所述步骤d中浸出液是水或碱液，浸出温度为20 80°C，最佳 浸出温度为40 80°C，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°C)，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M3As04 + Ca(0H)2 - Ca3(As04)2 ; + M0H (M=Na+、 NH4+);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. 028 P g/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80(TC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6(TC下，液固比为4条件下，搅拌浸出l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80(TC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-C，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 83(TC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 95(TC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4(TC，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。
权利要求
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°C，而最佳浸出温度为40 8(TC，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°C 。
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。
全文摘要
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。
文档编号C22B3/04GK101148696SQ20071017720
公开日2008年3月26日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者朱昌洛, 熊述请 申请人:中国地质科学院矿产综合利用研究所