[发明专利]一种砷碱渣中锑、砷、碱同步浸出分离的方法

说明书

一种砷碱渣中锑、砷、碱同步浸出分离的方法，包括以下步骤：将经过破碎粉磨的砷碱渣加水、甘油和火碱或将砷碱渣和水、甘油和火碱一起粉磨后的浆料送入浸溶罐中，控制pH值，进行浸溶萃取，固液分离，得硅铝矿物渣和碱甘油水溶液；所得碱甘油水溶液依次进行脱砷、脱铅、脱锑和净化沉淀处理后，得到砷酸盐晶体、铅渣、氧化锑、植酸盐沉淀物和甘油纯碱水溶液；所得甘油纯碱水溶液行纳滤或反渗透膜析得纳滤浓缩液和透析液甘油水溶液；所得透析液甘油水溶液返回浸溶砷碱渣；所得纳滤浓缩液喷雾干燥制成纯碱或加石灰苛化制取火碱；所得氧化锑用于返回锑精炼或加工锑或精制氧化锑及锑酸盐。本发明砷碱渣中的锑、砷、碱可同步浸出分离，且溶剂可循环利用。

技术领域

本发明涉及环保利废资源综合利用技术领域，尤其涉及一种砷碱渣中锑、砷、碱同步浸出分离的资源化利用方法。

背景技术

砷碱渣是火法炼锑的锑精炼除砷过程中所产生的一种含砷酸钠、锑酸钠、碳酸钠为主并含有一定量的硅铝酸盐矿物和铅、铋等化合物的冶炼废渣，因砷酸钠亚砷酸钠剧毒且易溶于水，极易导致环境污染事件，一直以来难以妥善处理的固体危险废弃物，一定程度上制约了锑冶炼行业的健康发展。

对于难以妥善处理的砷碱渣，国内外科技工作者持续地进行了大量的研究和实践，现有砷碱渣处理的各种技术方法大致可概括为固化填埋、湿法处理和火法处理三大类方法。

砷碱渣的固化填埋方法包括釆用水泥固化、石灰/钙盐固化、铁盐固化、塑料固化、沥青固化、熔融/玻璃化固化等然后填埋，固化填埋虽然能够在一定程度上、一定时间内实现砷的固定，但这些固化填埋方法都存在固化前后增容比大、后期需要大量土地填埋、且存在长期污染隐患等问题。

砷碱渣的湿法处理方法主要是利用砷碱渣中的碱、砷酸钠和亚砷酸钠能溶于水，而亚锑酸钠和锑酸钠难溶或不溶于水的性质实现砷锑分离，使砷溶出，然后采用化学沉淀法如砷酸钙沉淀、砷酸铁沉淀、硫化砷沉淀等，或直接结晶砷酸钠与纯碱混合盐的办法进一步处理浸出液。现有的湿法处理方法可归纳如下：

1）水浸-砷酸钠混合盐法：用热水浸出破碎砷碱渣物料，分离为含锑浸出渣和溶液，浸出渣烘干后送鼓风炉处理，溶液经完全蒸发干燥后为砷酸钠混合盐（含有砷酸钠、碳酸钠、硫酸钠和少量锑），主要作为玻璃澄清剂。

2）水浸-钙渣法：将砷碱渣湿式破碎，然后，用热水搅拌浸出，其中的绝大部份砷酸钠和碳酸钠进入溶液，分离为含锑浸出渣和浸出液，浸出渣烘干后送鼓风炉处理，浸出液加消石灰苛化，再分离为钙渣（砷酸钙含碳酸钙）和烧碱溶液。砷的沉淀率虽可达98％，但钙渣中砷在水溶液中仍然达13～126mg/L，在酸性环境下溶解度更大，依然是必须要处理的有毒危险固废。而烧碱溶液经蒸发浓缩后制成液碱或片碱，含砷达3％左右，返回用作粗锑精炼脱砷剂效果很不理想，造成砷在冶炼系统中的循环。

3）氧化水浸-CO₂分离砷碱法：采用热水氧化浸出破碎或者湿磨的砷碱渣，分离为浸出液（含碳酸钠、砷酸钠、硫酸钠、硫代锑酸钠等的溶液）、及浸出渣（含锑酸钠、亚锑酸钠和金属锑及其他二氧化硅等脉石矿物的固体物）。然后，用二氧化碳将浸出液中的碳酸钠转化为溶解度较低的碳酸氢钠，分离出结晶的碳酸氢钠（含砷）后，再在溶液中加入脱砷剂沉淀出砷酸钠（含碱）。碳酸氢钠热处理转化为碳酸钠（含砷）回用于锑精炼除砷。

4）氧化水浸-中和—硫化沉砷法：用热水氧化浸溶破碎或湿磨的砷碱渣，分离为浸出渣（含锑酸盐等）、浸出液，浸出渣干燥返回鼓风炉处理；然后，在（含砷酸钠、亚砷酸钠、碳酸钠、硫酸钠等）浸出液中加入大量的酸（一般用硫酸或盐酸）中和其中的碱，调节溶液至酸性，再加H2S、Na2S等硫化物将溶液中的砷转化为硫化砷沉淀（As₂S₃）。该方法不但需要消耗大量的酸去中和浸出液中的碱，废水仍含有一定量的砷和大量无机盐。