1.本发明涉及固废处理技术领域，具体涉及一种利用含砷物料生产砷的工艺。
背景技术：
2.铜铅锌锡锑铋等重金属有色冶炼过程中，砷主要是以蒸汽进入烟气，正在后续烟气治理中，砷进入烟尘和污酸渣，如何高效清洁安全脱出砷，制备砷产品，不仅可以解决砷的安全环保问题，还可以提升砷的价值，获得好的经济效益和环保效益。
3.目前国内处理含砷废渣和污泥时常用的固化处理技术是水泥固化、有机聚合物固化、沥青固化和火法固化，这些处理方式不仅增加企业的负担，而且造成资源的极大浪费。
4.专利201710203220.8提出了一种全湿法从硫化砷废渣中提取砷的工艺，将硫化砷废渣通过氧压浸出、固液分离后的氧压浸出液再还原、结晶、干燥，制得三氧化二砷。这样制得的三氧化二砷含量虽然达到99％的化学纯以上，但仍无法达到99.5％的分析纯以上，且每立方含砷溶液只能产生30～50kg砷量的氧化砷，产出效率低。
技术实现要素：
5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种利用含砷物料生产砷的工艺。
6.本发明提供的一种利用含砷物料生产砷的工艺，包括以下步骤：
7.s1、氧压浸出：将含砷烟尘通过循环氧压浸出，得到高价高浓度含砷低酸矿浆；氧压浸出条件为：固液比5～10:1l/kg，h2so
4 60～200g/l，105～115℃，氧压0.5～1mpa，浸出时间60～100min，得到氧压浸出液(含五价砷20～50g/l，h2so
4 80～200g/l)和单质硫(含as≤1％，s≥60％)；
8.所述含砷烟尘的主要金属及其含量分别是：as 10～30％、pb10～30％，cu 1～15％，sn 0.2～2.5％，sb 0.1～3％，bi 0.2～2.6％，s 3～8％，o 10～20％，sio
2 3～6％；
9.所述循环氧压浸出条件为：100～150℃，2～4h，氧分压0.2～0.5mpa；
10.s2、一次净化：在步骤一所述的矿浆中加入砷滤饼，搅拌30～90min，转速131r/min；所述砷滤饼被所述矿浆中的高价砷还原得到低价氧化砷和单质硫磺，固液分离，得到一次净化渣和一次净化液；
11.s3、二次净化：在步骤二中的一次净化液中加入吸附剂和除钙剂的混合物，冷却至常温，静置陈化24～48h，再进行加覆盖滤纸精密过滤，过滤采用离心分离方式，滤纸目数20目，得到二净渣和二净后液；
12.s4、还原结晶：在步骤三所述二净后液中加入二氧化硫进行还原搅拌，转速30～90r/min，反应12h，常温下反应得到还原后混合物，还原后混合物采用滤网40目的滤布进行离心分离，在离心分离后加水洗涤硫酸根，得到低水三氧化二砷晶体和还原后液；
13.s5、风干：将步骤四所得的低水三氧化二砷晶体用80～150℃热风进行风干，得到纯度为99.5％以上的合格分析纯as2o3；
14.s6、单质砷的生产：分析纯as2o3与碳质还原剂混合后，置于惰性或还原气氛中，在负压及≥600℃温度条件下进行还原焙烧，收集焙烧烟气，即得砷产品；所述碳质还原剂包括石焦油粉、焦炭粉、活性炭粉、碳黑粉、石墨粉和木炭粉中的至少一种。
15.优选的，步骤s1中所述浸出液中as
5+
含量为120～180g/l，cu含量为1～20g/l，h2so4浓度为30～60g/l。
16.优选的，步骤s2中所述砷滤饼和沉淀剂混合物加入量为步骤s1含砷烟尘量的20％；所述砷滤饼与沉淀剂的质量比为10
‑
20:1，所述粘合剂为氧化钙或碳酸钙中的一种或二种的混合物，加入温度为80～100℃，机械搅拌30min，转速30～90r/min；步骤s2所述液固分离得到一次净化液的成分和含量为：as
5+
80～150g/l，as
3+
10～40g/l，h2so430～60g/l，sio
2 0.01～0.05％，ca
2+
0.01～0.06％。
17.优选的，步骤s3中加入净化的所述吸附剂为活性炭、褐煤粉、硅藻土的一种或几种混合物；所述除钙剂为naf；所述除钙剂中的f
‑
含量为0.5g/l，所述一次净化液与加入的所述吸附剂和除钙剂混合物的质量比为：l:s＝10～30:1，反应温度为40～80℃，反应0.5～2h，控制所述含as
3+
的浸出液中砷小于30g/l，冷却至常温，静置陈化24～48h。
18.优选的，步骤s3中所述二净后液的成分和含量为：as
5+
80～150g/l，as
3+
10～30g/l，h2so
4 30～60g/l，sio
2 0.001～0.01％，ca
2+
0.001～0.01％。
19.优选的，步骤四s4中所述二氧化硫的加入方式为：常温下，向所述二净后液中缓慢通入二氧化硫气体，机械搅拌，搅拌在密闭还原槽内进行，储槽容积88m3，搅拌功率45kw，转速75r/min，高价的砷被二氧化硫还原形成低价难溶三价氧化砷析出，待所述还原后混合物as
5+
小于10g/l即可停止还原；所述还原后混合物为还原析出的三氧化砷混合物，加覆40目的滤布，在1000r/min的离心机内进行离心分离，离心分离后加水离心洗涤硫酸根，得到低水三氧化二砷晶体和还原后液；还原后液中的as
5+
为10～20g/l，砷含量为35～45g/l，还原后液返回步骤s1循环氧压浸出。
20.优选的，步骤s5所述风干是在回转圆筒中，低水三氧化二砷晶体用80～150℃热风进行风干20～60min，得到纯度为99.5％以上的合格分析纯as2o3。
21.优选的，步骤s6中所述分析纯三氧化二砷与所述碳质还原剂的比例以砷与碳的摩尔比为1:(0.5～5)计量。
22.优选的，步骤s6中所述负压的真空度为0.1～101325pa。
23.优选的,步骤s6中还原焙烧温度较优选为700～1200℃，更优选还原焙烧温度为700～900℃。
24.优选的，步骤s6中还原焙烧时间为1～8h；更优选的还原焙烧时间为2～4h。
25.本发明技术方案，具有如下优点：
26.本发明采用含砷烟尘、砷滤饼生产单质砷，处理工艺简单、操作方便、物料用量少、成本低，具体广阔的应用前景。
具体实施方式
27.实施例1
28.一种利用含砷物料生产砷的工艺，包括以下步骤：
29.s1、氧压浸出：将含砷烟尘通过循环氧压浸出，得到高价高浓度含砷低酸矿浆；氧
压浸出条件为：固液比5
‑
10:1l/kg，h2so
4 60～200g/l，105～115℃，氧压0.5～1mpa，浸出时间60～100min，得到氧压浸出液(含五价砷20～50g/l，h2so
4 80～200g/l)和单质硫(含as≤1％，s≥60％)；
30.所述含砷烟尘的主要金属及其含量分别是：as 10～30％、pb10～30％，cu 1～15％，sn 0.2～2.5％，sb 0.1～3％，bi 0.2～2.6％，s 3～8％，o 10～20％，sio
2 3～6％；
31.所述循环氧压浸出条件为：100～150℃，2～4h，氧分压0.2～0.5mpa；
32.s2、一次净化：在步骤一所述的矿浆中加入砷滤饼，搅拌30～90min，转速131r/min；所述砷滤饼被所述矿浆中的高价砷还原得到低价氧化砷和单质硫磺，固液分离，得到一次净化渣和一次净化液；
33.s3、二次净化：在步骤二中的一次净化液中加入吸附剂和除钙剂的混合物，冷却至常温，静置陈化24～48h，再进行加覆盖滤纸精密过滤，过滤采用离心分离方式，滤纸目数20目，得到二净渣和二净后液；
34.s4、还原结晶：在步骤三所述二净后液中加入二氧化硫进行还原搅拌，转速30～90r/min，反应12h，常温下反应得到还原后混合物，还原后混合物采用滤网40目的滤布进行离心分离，在离心分离后加水洗涤硫酸根，得到低水三氧化二砷晶体和还原后液；
35.s5、风干：将步骤四所得的低水三氧化二砷晶体用80～150℃热风进行风干，得到纯度为99.5％以上的合格分析纯as2o3；
36.s6、单质砷的生产：分析纯as2o3与碳质还原剂混合后，置于惰性或还原气氛中，在负压及≥600℃温度条件下进行还原焙烧，收集焙烧烟气，即得砷产品；所述碳质还原剂包括石焦油粉、焦炭粉、活性炭粉、碳黑粉、石墨粉和木炭粉中的至少一种。
37.其中，步骤s1中所述浸出液中as
5+
含量为120～180g/l，cu含量为1～20g/l，h2so4浓度为30～60g/l。
38.其中，步骤s2中所述砷滤饼和沉淀剂混合物加入量为步骤s1含砷烟尘量的20％；所述砷滤饼与沉淀剂的质量比为15:1，所述粘合剂为氧化钙或碳酸钙中的一种或二种的混合物，加入温度为80～100℃，机械搅拌30min，转速30～90r/min；步骤s2所述液固分离得到一次净化液的成分和含量为：as
5+
80～150g/l，as
3+
10～40g/l，h2so430～60g/l，sio
2 0.01～0.05％，ca
2+
0.01～0.06％。
39.其中，步骤s3中加入净化的所述吸附剂为活性炭、褐煤粉、硅藻土的一种或几种混合物；所述除钙剂为naf；所述除钙剂中的f
‑
含量为0.5g/l，所述一次净化液与加入的所述吸附剂和除钙剂混合物的质量比为：l:s＝20:1，反应温度为40～80℃，反应0.5～2h，控制所述含as
3+
的浸出液中砷小于30g/l，冷却至常温，静置陈化24～48h。
40.其中，步骤s3中所述二净后液的成分和含量为：as
5+
80～150g/l，as
3+
10～30g/l，h2so
4 30～60g/l，sio
2 0.001～0.01％，ca
2+
0.001～0.01％。
41.其中，步骤四s4中所述二氧化硫的加入方式为：常温下，向所述二净后液中缓慢通入二氧化硫气体，机械搅拌，搅拌在密闭还原槽内进行，储槽容积88m3，搅拌功率45kw，转速75r/min，高价的砷被二氧化硫还原形成低价难溶三价氧化砷析出，待所述还原后混合物as
5+
小于10g/l即可停止还原；所述还原后混合物为还原析出的三氧化砷混合物，加覆40目的滤布，在1000r/min的离心机内进行离心分离，离心分离后加水离心洗涤硫酸根，得到低水三氧化二砷晶体和还原后液；还原后液中的as
5+
为10～20g/l，砷含量为35～45g/l，还原
后液返回步骤s1循环氧压浸出。
42.其中，步骤s5所述风干是在回转圆筒中，低水三氧化二砷晶体用80～150℃热风进行风干20～60min，得到纯度为99.5％以上的合格分析纯as2o3。
43.其中，步骤s6中所述分析纯三氧化二砷与所述碳质还原剂的比例以砷与碳的摩尔比为1:(0.5～5)计量。
44.其中，步骤s6中所述负压的真空度为0.1～101325pa。
45.其中,步骤s6中还原焙烧温度较优选为700～1200℃，更优选还原焙烧温度为700～900℃。
46.其中，步骤s6中还原焙烧时间为1～8h；更其中还原焙烧时间为2～4h。
47.实施例2
48.一种利用含砷物料生产砷的工艺，包括以下步骤：
49.s1、氧压浸出：将含砷烟尘通过循环氧压浸出，得到高价高浓度含砷低酸矿浆；氧压浸出条件为：固液比5
‑
10:1l/kg，h2so
4 60～200g/l，105～115℃，氧压0.5～1mpa，浸出时间60～100min，得到氧压浸出液(含五价砷20～50g/l，h2so
4 80～200g/l)和单质硫(含as≤1％，s≥60％)；
50.所述含砷烟尘的主要金属及其含量分别是：as 10～30％、pb10～30％，cu 1～15％，sn 0.2～2.5％，sb 0.1～3％，bi 0.2～2.6％，s 3～8％，o 10～20％，sio
2 3～6％；
51.所述循环氧压浸出条件为：100～150℃，2～4h，氧分压0.2～0.5mpa；
52.s2、一次净化：在步骤一所述的矿浆中加入砷滤饼，搅拌30～90min，转速131r/min；所述砷滤饼被所述矿浆中的高价砷还原得到低价氧化砷和单质硫磺，固液分离，得到一次净化渣和一次净化液；
53.s3、二次净化：在步骤二中的一次净化液中加入吸附剂和除钙剂的混合物，冷却至常温，静置陈化24～48h，再进行加覆盖滤纸精密过滤，过滤采用离心分离方式，滤纸目数20目，得到二净渣和二净后液；
54.s4、还原结晶：在步骤三所述二净后液中加入二氧化硫进行还原搅拌，转速30～90r/min，反应12h，常温下反应得到还原后混合物，还原后混合物采用滤网40目的滤布进行离心分离，在离心分离后加水洗涤硫酸根，得到低水三氧化二砷晶体和还原后液；
55.s5、风干：将步骤四所得的低水三氧化二砷晶体用80～150℃热风进行风干，得到纯度为99.5％以上的合格分析纯as2o3；
56.s6、单质砷的生产：分析纯as2o3与碳质还原剂混合后，置于惰性或还原气氛中，在负压及≥600℃温度条件下进行还原焙烧，收集焙烧烟气，即得砷产品；所述碳质还原剂包括石焦油粉、焦炭粉、活性炭粉、碳黑粉、石墨粉和木炭粉中的至少一种。
57.其中，步骤s1中所述浸出液中as
5+
含量为120～180g/l，cu含量为1～20g/l，h2so4浓度为30～60g/l。
58.其中，步骤s2中所述砷滤饼和沉淀剂混合物加入量为步骤s1含砷烟尘量的20％；所述砷滤饼与沉淀剂的质量比为10:1，所述粘合剂为氧化钙或碳酸钙中的一种或二种的混合物，加入温度为80～100℃，机械搅拌30min，转速30～90r/min；步骤s2所述液固分离得到一次净化液的成分和含量为：as
5+
80～150g/l，as
3+
10～40g/l，h2so430～60g/l，sio
2 0.01～0.05％，ca
2+
0.01～0.06％。
59.其中，步骤s3中加入净化的所述吸附剂为活性炭、褐煤粉、硅藻土的一种或几种混合物；所述除钙剂为naf；所述除钙剂中的f
‑
含量为0.5g/l，所述一次净化液与加入的所述吸附剂和除钙剂混合物的质量比为：l:s＝10:1，反应温度为40～80℃，反应0.5～2h，控制所述含as
3+
的浸出液中砷小于30g/l，冷却至常温，静置陈化24～48h。
60.其中，步骤s3中所述二净后液的成分和含量为：as
5+
80～150g/l，as
3+
10～30g/l，h2so
4 30～60g/l，sio
2 0.001～0.01％，ca
2+
0.001～0.01％。
61.其中，步骤四s4中所述二氧化硫的加入方式为：常温下，向所述二净后液中缓慢通入二氧化硫气体，机械搅拌，搅拌在密闭还原槽内进行，储槽容积88m3，搅拌功率45kw，转速75r/min，高价的砷被二氧化硫还原形成低价难溶三价氧化砷析出，待所述还原后混合物as
5+
小于10g/l即可停止还原；所述还原后混合物为还原析出的三氧化砷混合物，加覆40目的滤布，在1000r/min的离心机内进行离心分离，离心分离后加水离心洗涤硫酸根，得到低水三氧化二砷晶体和还原后液；还原后液中的as
5+
为10～20g/l，砷含量为35～45g/l，还原后液返回步骤s1循环氧压浸出。
62.其中，步骤s5所述风干是在回转圆筒中，低水三氧化二砷晶体用80～150℃热风进行风干20～60min，得到纯度为99.5％以上的合格分析纯as2o3。
63.其中，步骤s6中所述分析纯三氧化二砷与所述碳质还原剂的比例以砷与碳的摩尔比为1:(0.5～5)计量。
64.其中，步骤s6中所述负压的真空度为0.1～101325pa。
65.其中,步骤s6中还原焙烧温度较优选为700～1200℃，更优选还原焙烧温度为700～900℃。
66.其中，步骤s6中还原焙烧时间为1～8h；更其中还原焙烧时间为2～4h。
67.实施例3
68.一种利用含砷物料生产砷的工艺，包括以下步骤：
69.s1、氧压浸出：将含砷烟尘通过循环氧压浸出，得到高价高浓度含砷低酸矿浆；氧压浸出条件为：固液比5
‑
10:1l/kg，h2so
4 60～200g/l，105～115℃，氧压0.5～1mpa，浸出时间60～100min，得到氧压浸出液(含五价砷20～50g/l，h2so
4 80～200g/l)和单质硫(含as≤1％，s≥60％)；
70.所述含砷烟尘的主要金属及其含量分别是：as 10～30％、pb10～30％，cu 1～15％，sn 0.2～2.5％，sb 0.1～3％，bi 0.2～2.6％，s 3～8％，o 10～20％，sio
2 3～6％；
71.所述循环氧压浸出条件为：100～150℃，2～4h，氧分压0.2～0.5mpa；
72.s2、一次净化：在步骤一所述的矿浆中加入砷滤饼，搅拌30～90min，转速131r/min；所述砷滤饼被所述矿浆中的高价砷还原得到低价氧化砷和单质硫磺，固液分离，得到一次净化渣和一次净化液；
73.s3、二次净化：在步骤二中的一次净化液中加入吸附剂和除钙剂的混合物，冷却至常温，静置陈化24～48h，再进行加覆盖滤纸精密过滤，过滤采用离心分离方式，滤纸目数20目，得到二净渣和二净后液；
74.s4、还原结晶：在步骤三所述二净后液中加入二氧化硫进行还原搅拌，转速30～90r/min，反应12h，常温下反应得到还原后混合物，还原后混合物采用滤网40目的滤布进行离心分离，在离心分离后加水洗涤硫酸根，得到低水三氧化二砷晶体和还原后液；
75.s5、风干：将步骤四所得的低水三氧化二砷晶体用80～150℃热风进行风干，得到纯度为99.5％以上的合格分析纯as2o3；
76.s6、单质砷的生产：分析纯as2o3与碳质还原剂混合后，置于惰性或还原气氛中，在负压及≥600℃温度条件下进行还原焙烧，收集焙烧烟气，即得砷产品；所述碳质还原剂包括石焦油粉、焦炭粉、活性炭粉、碳黑粉、石墨粉和木炭粉中的至少一种。
77.其中，步骤s1中所述浸出液中as
5+
含量为120～180g/l，cu含量为1～20g/l，h2so4浓度为30～60g/l。
78.其中，步骤s2中所述砷滤饼和沉淀剂混合物加入量为步骤s1含砷烟尘量的20％；所述砷滤饼与沉淀剂的质量比为20:1，所述粘合剂为氧化钙或碳酸钙中的一种或二种的混合物，加入温度为80～100℃，机械搅拌30min，转速30～90r/min；步骤s2所述液固分离得到一次净化液的成分和含量为：as
5+
80～150g/l，as
3+
10～40g/l，h2so430～60g/l，sio
2 0.01～0.05％，ca
2+
0.01～0.06％。
79.其中，步骤s3中加入净化的所述吸附剂为活性炭、褐煤粉、硅藻土的一种或几种混合物；所述除钙剂为naf；所述除钙剂中的f
‑
含量为0.5g/l，所述一次净化液与加入的所述吸附剂和除钙剂混合物的质量比为：l:s＝30:1，反应温度为40～80℃，反应0.5～2h，控制所述含as
3+
的浸出液中砷小于30g/l，冷却至常温，静置陈化24～48h。
80.其中，步骤s3中所述二净后液的成分和含量为：as
5+
80～150g/l，as
3+
10～30g/l，h2so
4 30～60g/l，sio
2 0.001～0.01％，ca
2+
0.001～0.01％。
81.其中，步骤四s4中所述二氧化硫的加入方式为：常温下，向所述二净后液中缓慢通入二氧化硫气体，机械搅拌，搅拌在密闭还原槽内进行，储槽容积88m3，搅拌功率45kw，转速75r/min，高价的砷被二氧化硫还原形成低价难溶三价氧化砷析出，待所述还原后混合物as
5+
小于10g/l即可停止还原；所述还原后混合物为还原析出的三氧化砷混合物，加覆40目的滤布，在1000r/min的离心机内进行离心分离，离心分离后加水离心洗涤硫酸根，得到低水三氧化二砷晶体和还原后液；还原后液中的as
5+
为10～20g/l，砷含量为35～45g/l，还原后液返回步骤s1循环氧压浸出。
82.其中，步骤s5所述风干是在回转圆筒中，低水三氧化二砷晶体用80～150℃热风进行风干20～60min，得到纯度为99.5％以上的合格分析纯as2o3。
83.其中，步骤s6中所述分析纯三氧化二砷与所述碳质还原剂的比例以砷与碳的摩尔比为1:(0.5～5)计量。
84.其中，步骤s6中所述负压的真空度为0.1～101325pa。
85.其中,步骤s6中还原焙烧温度较优选为700～1200℃，更优选还原焙烧温度为700～900℃。
86.其中，步骤s6中还原焙烧时间为1～8h；更其中还原焙烧时间为2～4h。
87.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。