[发明专利]锑冶炼砷碱渣的湿法资源化与无害化处理工艺

说明书

本发明属于锑冶炼砷碱渣处理领域，具体公开了一种锑冶炼砷碱渣的湿法资源化与无害化处理工艺。该工艺采用全湿法处理工艺，主要包括破碎、溶解浸出、氧化出锑、净化除杂、转型结晶、还原沉砷、蒸发结晶与二次渣无害化处理八个工序，彻底实现砷碱渣的资源化与无害化处置，以及废渣与废水的零排放，废气达标排放，使长期困扰我国锑冶炼行业的砷碱渣环境污染问题得以彻底解决，消除了堆存砷碱渣所带来的环境风险；同时实现有价元素的分离、富集与有效回收。

技术领域

本发明属于锑冶炼砷碱渣处理领域，具体涉及一种锑冶炼砷碱渣的湿法资源化与无害化处理工艺。

背景技术

砷碱渣是锑冶炼企业产生的一种危险固体废弃物，在反射炉或鼓风炉的火法炼锑过程中，采用加入纯碱(碳酸钠)与烧碱(氢氧化钠)的方法对粗锑进行精炼，产出各种型号的精锑，同时产生的废渣叫砷碱渣。砷碱渣中的主要成份是纯碱(碳酸钠)、砷及其化合物和锑及其化合物，三类物质的含量约为：碱占55％、砷及其化合物占0.5～5％、锑及其化合物占1～2％。砷碱渣中的砷及其化合物有剧毒，且易溶于水，若保管不善极易引起砷污染事件。砷碱渣中锑的存在形态和含量为Na₃SbO₃ 81.27％、Na₃SbO₄ 0.22％、Sb 13.68％、Na₃SbS₃4.83％，砷的存在形态和含量为Na₃AsO₄ 7.88％、Na₃AsO₃ 1.89％、As 0.23％。

由于锑冶炼砷碱渣的危害性巨大，国外对各种冶炼废渣与重金属工业废水的处理方法研究较多，但针对锑冶炼砷碱渣资源综合利用与污染治理的综合研究未见文献报道。国内目前已形成生产线的有数家，其中具有代表性的是锡矿山锑都环保的砷碱渣处置工艺和辰州矿业砷碱渣处置工艺。

(一)锡矿山现有砷碱渣处置工艺：

锡矿山目前已有的砷碱渣处置生产线是利用砷碱渣生产砷酸钠和碳酸钠的工艺，具体的工艺流程为：二次砷碱渣→两段逆流浸出→氧化脱锑→两效蒸发结晶碳酸钠→冷却结晶砷酸钠→砷酸钠重溶→蒸发结晶砷酸钠；

主要产品有碳酸钠(碳酸钠含量90％)，锑酸钠(锑含量40～45％)，砷酸钠(碳酸钠含量20％，砷含量15～20％)；

工艺产生的固废二次浸出渣中，含锑3～5％，含砷0.5％，二次浸出渣浸出毒性不合格，仍属于危险固废。

锡矿山目前已有的砷碱渣处置生产线虽然技术上可以实现砷碱渣的减量化和资源化，但是实际运行中还存在如下几个问题：1、浸出工段产出的二次渣毒性浸出不合格，仍属于危险固废，目前尚未找到很好的解决办法，未实现砷碱渣的无害化；2、设备管道容易堵塞，影响生产的连续性；3、能耗大，生产成本高的问题；4、产出的砷酸钠由于使用范围很小，存在较严重的销路问题，企业生产的砷酸钠卖不出去，不得不储存于仓库中，砷酸钠本身作为一种剧毒的危险化学品，其贮存、维护、管理非常严格。因此，生产砷酸钠的技术路线并没有从根本上实现砷碱渣的无害化处置。

(二)辰州矿业砷碱渣处置工艺：

辰州矿业的砷碱渣处置工艺处理锑火法冶炼产生的一次碱渣，一次碱渣中的锑含量约25％，采用的工艺流程为：一次碱渣→浸泡→中和氧化→石灰乳三次沉砷→硫酸钙与砷酸钙加入凝胶剂后制砖→井下填埋。

主要产品：高锑渣(含锑大于40％)；

工艺产生二次固废：硫酸钙与砷酸钙混合渣，制砖后需合适地点进行填埋，以免砷酸钙遇酸溶出。