[发明专利]一种选择性氧化-还原法回收砷锑烟尘中砷、锑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择性氧化-还原法回收砷锑烟尘中砷、锑的方法，属于有色冶金技术领域。

背景技术

在重金属冶炼回收贵金属过程中，产生的烟尘中常含有较高的砷锑，这是宝贵的二次资源。为了综合利用有价金属，减少环境污染，加大对砷锑分离技术的研究具有重大的意义。

目前关于砷锑分离的方法有火法和湿法两种。火法分离中，最常用的是真空蒸馏法，利用其沸点性质的不同而使砷锑分离，此法虽高效的分离砷、锑，但真空蒸馏技术条件要求高且对环境保护安全措施要求严，经济成本也较高。砷锑的湿法分离分为酸法和碱法两种。酸法以硫酸-硝酸混合溶液为浸出剂，其中的硝酸即使浸出剂，又是砷的氧化剂。喷入石灰乳，将砷酸沉淀为砷酸钙而脱除。碱法-电化浸出法是在碱性浸出槽内装入阳极、阴极，并通以直流电，强化砷的浸出。

在高砷烟尘电热回转窑焙烧法脱砷工艺中，其工艺特点是利用了低温下三氧化二砷易挥发的性质，使As以As₂O₃的形式挥发脱除，As₂O₃在120℃时已开始升华，到500℃时便强烈挥发，而锑经氧化成Sb₂O₄后却难以挥发。不同温度下As₂O₃的蒸气压如下表1。

表1As₂O₃的蒸气压与温度的关系

砷和锑的氧化过程是逐级进行的，其反应如下：

2As+3/2O₂=2As₂O₃                                 (1)

As₂O₃+O₂=As₂O₅                                   (2)

2Sb+3/2O₂=2Sb₂O₃                                  (3)

Sb₂O₃+1/2O₂=Sb₂O₄                                 (4)

采用HSC计算软件可知，反应（1）~（4）的氧势lgP_O2随温度变化的关系如下图1。

由图1可知，在温度高于673K，lgP_O2介于-4.87~5.87Pa时，可以实现使三氧化二锑氧化为Sb₂O₄，而As₂O₃不被氧化，即不会进一步氧化为As₂O₅。在上述条件下，砷氧化成As₂O₃而挥发脱除，锑氧化成难以挥发的Sb₂O₄，从而使砷锑分离。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种选择性氧化-还原法回收砷锑烟尘中砷、锑的方法。本发明充分利用低温下三氧化二砷易挥发、四氧化二锑不易挥发的特点，对砷锑烟尘进行选择性氧化，并挥发分离脱除砷，再进行还原熔炼获得粗锑，工艺简单，具有较好的工业应用前景，本发明通过以下技术方案实现。

一种选择性氧化-还原法回收砷锑烟尘中砷、锑的方法，其具体步骤如下：

（1）选择性氧化回收砷：向砷锑烟尘中通入流量为0.01～0.5L/min的氧化性气体，在温度为400～800℃反应20～90min，在此过程中对As₂O₃挥发烟气进行收集，反应完成后获得二次含锑物料；

（2）还原回收锑：向步骤（1）获得的二次含锑物料按照二次含锑物料与还原剂的质量比为10：（1～3）加入还原剂，在温度为800～1000℃条件下反应30～180min，即能获得粗锑。

所述砷锑烟尘包括以下质量百分比的组分：砷含量为5～20%，锑含量为30～60%。

所述氧化性气体为空气、富氧空气或氧气。

所述步骤（1）中对As₂O₃挥发烟气的收集采用布袋收尘。