[发明专利]一种冷冻分离碱渣水浸液中砷和碱对砷渣资源回收处理的方法

说明书

一种冷冻分离碱渣水浸液中砷和碱对砷渣资源回收处理的方法，是将碱渣加水打浆水浸后通过入CO₂气体使浆液中的NaOH转变成Na₂CO₃，将分离后含Na₂CO₃的砷碱水浸出液蒸发浓缩后进行降温冷冻析晶，分离出的湿晶体溶解后再次降温冷冻重结晶，得纯碱，而分离出的含砷母液经浓缩、二次冷冻析晶处理后，以Na₂S饱和水溶液进行沉砷，并以H₂SO₄维持pH值为1～2，沉砷混合液分离出的滤渣配入煤粉后氧化焚烧得As₂O₃，滤液则用石灰转化处理。本方法利用冷冻析晶将碱渣水浸液中的砷和碱分开，通过冷冻重结晶得到Na₂CO₃·10H₂O，并用Na₂S沉砷，从而使砷渣资源能较好地被回收利用。

技术领域

本发明涉及无机化工、有色冶炼和环保技术，具体涉及一种利用冷冻分离碱渣水浸液中砷和碱，以对砷渣资源回收处理的方法。

背景技术

在有色金属锑行业，在对粗锑脱砷精炼时，常产出含锑较高的砷碱渣，该碱渣典型成份是：Sb：15～30％、As：2～6％、Na₂O:30～40％、S：2～4％，一般产率占到锑产量的15～25％，俗称一次碱渣。有人将该一次碱渣当作熔剂与原料配料，配合各种含锑和砷的布袋收尘室烟尘及纯碱，入反射炉配还原煤粉再次还原熔炼，产出含砷较高的粗锑合金和大量的含锑低的碱渣(俗称二次碱渣)，该二次碱渣的典型成份：Sb：3～5％、As：4～8％、Na₂O:30～45％、S：3～6％、Pb：1～5％、Sn：0.5～1.5％、In：0.04～0.1％。在长时间堆存中碱渣中的大部分Na₂O被风化成Na₂CO₃。

由于一次碱渣价值较高，有不少专家学者进行了专业研究，例如湖南锡矿山的水浸分离锑渣和水浸液浓缩产混合盐法；再例如，广东郁南的水浸分离锑渣和水浸液用CO₂转化碳酸氢钠法。前者注重有价值的锑渣与可溶性的砷和碱分离，分离碱液中溶解的是混合盐，蒸发浓缩后得到的是没有销售市场的混合盐晶体，故此法不算成功。后者注重将碱用CO₂气体全部转化为碳酸氢钠，利用其溶解度较小，从水浸液中分离出来，但因生产成本较高和残留碱较高，碱回收率较低，生产效益不佳而未被推广采用。还有人深入研究影响冷冻分离碱渣水浸液砷碱分离的特性，提出用超声波和电磁场施加影响的方案，但对碱渣的砷的无害化开路处理，未形成可行的有效方法。而且，针对产量规模很大的二次碱渣的专业研究很少。

发明内容

本发明的目的是，针对上述现有技术中的问题，特别是针对量大的二次碱渣有毒固废物，提供一种回收率高、运行成本低的冷冻分离碱渣水浸液中砷和碱对砷渣资源回收处理的方法，利用冷冻析晶将碱渣水浸液中的砷和碱分开，通过冷冻重结晶得到纯碱，并用Na₂S沉砷，从而使砷渣资源能较好地被回收利用。