本發(fā)明涉及一種適用于將銅冶煉煙塵經(jīng)浸出產(chǎn)生的粗制三氧化二砷(粗白砷80％～95％as2o3)進(jìn)一步提煉至99.5％as2o3提純制備方法，屬于有色金屬冶金工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

三氧化二砷俗稱砒霜，主要用于農(nóng)業(yè)和涂料及醫(yī)藥工業(yè)的殺蟲(chóng)劑、除銹防腐劑、化學(xué)制劑等。它也是制備砷合金和制造半導(dǎo)體的原料。

砷大多數(shù)與有色金屬礦共生或伴生，常隨有色金屬精礦進(jìn)入有色冶煉廠中。有色冶煉企業(yè)在提取了有價(jià)金屬后，普遍將大量含砷的廢棄物堆存構(gòu)成了我國(guó)有色冶金企業(yè)最主要的環(huán)境污染源，故進(jìn)一步制成產(chǎn)品級(jí)的三氧化二砷是廣大有色冶金企業(yè)迫在眉睫的任務(wù)。

目前主要采用火法或者濕法冶金工藝以含砷廢渣為原料提取三氧化二砷，現(xiàn)今的火法提砷常規(guī)制備方法中，所制得的三氧化二砷純度不高，一般只達(dá)到二級(jí)三氧化二砷(as2o3-2牌號(hào)，as2o3含98％左右)，并且工作環(huán)境惡劣，有對(duì)周邊環(huán)境有造成較嚴(yán)重砷污染的風(fēng)險(xiǎn)。因此，以粗砷為物料，開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)單、高效、低成本、環(huán)境友好且產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的工藝方法是目前的研究方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服以上現(xiàn)有三氧化二砷制備技術(shù)方面的不足，提供了一種依靠電熱式回轉(zhuǎn)窯來(lái)制備一級(jí)牌號(hào)三氧化二砷的技術(shù)方法，該法采用電力為能源，窯體及煙氣處理設(shè)備均采用密閉連接，該工藝流程簡(jiǎn)單、勞動(dòng)條件好、節(jié)省能源，環(huán)境友好，能高效地綜合回收有價(jià)金屬資源。

一般從冶煉煙塵中經(jīng)過(guò)濕法冶金回收的三氧化二砷(粗白砷)品位可達(dá)到80％～95％，但其含水分5％～20％，故在蒸餾提純前需進(jìn)行脫水處理。

本發(fā)明的技術(shù)方案為一種精制三氧化二砷的提純方法，包括如下步驟：

1、關(guān)閉回轉(zhuǎn)窯中所有通路。

2、將粗制三氧化二砷物料破碎至粒度3cm以下，打開(kāi)上料皮帶→加料倉(cāng)→螺旋給料機(jī)→回轉(zhuǎn)窯干燥段的通路，將粗制三氧化二砷物料運(yùn)送至回轉(zhuǎn)窯干燥段后，斷開(kāi)上料皮帶→加料倉(cāng)→螺旋給料機(jī)→回轉(zhuǎn)窯干燥段的通路。所述的粗制三氧化二砷物料質(zhì)量百分比為80％～95％。

3、打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯干燥段→真空泵→水箱的通路，回轉(zhuǎn)窯干燥段逐漸升溫至150℃，保溫30～40分鐘，待真空泵壓力降到100pa且保持穩(wěn)定時(shí)，打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯干燥段→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段的通路，將物料送入回轉(zhuǎn)窯蒸餾段中，停止回轉(zhuǎn)窯干燥段系統(tǒng)運(yùn)行，并切斷回轉(zhuǎn)窖干燥段→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段和回轉(zhuǎn)窯干燥段→真空泵→水箱的通路，打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯蒸餾段→袋式過(guò)濾器→間冷器→布袋收塵器→洗滌槽→除霧室→風(fēng)機(jī)→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段的通路，并啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

所述真空泵設(shè)置于干燥段回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口和水箱之間，工作壓力保持在100pa～1000pa之間，風(fēng)機(jī)設(shè)置于除霧室和蒸餾段回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口之間，爐壓控制在-30pa～10pa。所述真空泵為水沖式真空泵。

4、回轉(zhuǎn)窯蒸餾段加溫到500～550℃，加熱蒸餾粗制三氧化二砷物料。

5、經(jīng)步驟4蒸餾的三氧化二砷，揮發(fā)成氣態(tài)的三氧化二砷隨即先進(jìn)入袋式過(guò)濾器，首先進(jìn)入間冷器冷凝至120～180℃，成微顆粒狀，沉積于間冷器底部；未能及時(shí)沉積于間冷器底部的氣態(tài)三氧化二砷進(jìn)入布袋收塵器,冷凝至100～160℃，成微顆粒狀，沉積于布袋收塵器底部,開(kāi)啟間冷器和布袋收塵器中底部下端管路上的氣動(dòng)閥，將精制三氧化二砷產(chǎn)品收集于包裝桶中,剩余的煙塵進(jìn)入洗滌槽和除霧室進(jìn)行處理回收，回收后少量剩余煙氣又進(jìn)入蒸餾段回轉(zhuǎn)窖循環(huán)氣化制備產(chǎn)品,直至三氧化二砷提純完成。

6、提純制備為間斷式，待一次三氧化二砷提純完成后，關(guān)閉回轉(zhuǎn)窯所有通路，再進(jìn)行下一次提純制備。

本發(fā)明采用干燥段和蒸餾段不同溫度加溫技術(shù)，在提純過(guò)程中，按照提純工序分別打開(kāi)或者關(guān)閉相應(yīng)的通路，實(shí)現(xiàn)不同溫度的加溫需求。當(dāng)回轉(zhuǎn)爐的蒸餾段溫升至500～550℃，氣態(tài)三氧化二砷進(jìn)入間冷器，氣態(tài)三氧化二砷快速結(jié)晶成微顆粒的三氧化二砷，積聚后三氧化二砷由間冷器底部收集，未能及時(shí)沉積于間冷器底部的氣態(tài)三氧化二砷進(jìn)入布袋收塵器,冷凝沉積于布袋收塵器底部，并收集。剩余的煙塵進(jìn)入洗滌槽和除霧室進(jìn)行處理回收，回收后少量剩余煙氣又進(jìn)入蒸餾段回轉(zhuǎn)窖循環(huán)氣化制備產(chǎn)品,直至提純完成。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果：

1、采用回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)加熱物料，物料受熱加溫均勻，且整個(gè)提純系統(tǒng)密閉無(wú)尾氣排放，環(huán)保和高效；

2、采用干燥段和蒸餾段不同溫度加溫技術(shù)，得到的三氧化二砷純度高，整個(gè)工藝過(guò)程可控、穩(wěn)定；

3、在收集三氧化二砷時(shí)，利用間冷器和布袋收塵器兩段式收集，確保氣態(tài)三氧化二砷結(jié)晶成微顆粒的三氧化二砷，減少損耗；

4、后續(xù)洗滌槽和除霧室繼續(xù)回收煙氣，提純效率高。

附圖說(shuō)明

圖1為一種精制三氧化二砷的提純方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不僅限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1：

a.取某冶煉廠粗制as2o3物料150kg，其主要成分(質(zhì)量百分比)為：as70.071％(as2o3為92.518％),cu0.133％,h2o10％。關(guān)閉回轉(zhuǎn)窯中所有通路，將物料破碎至粒度3cm以下，打開(kāi)上料皮帶→加料倉(cāng)→螺旋給料機(jī)→回轉(zhuǎn)窯干燥段的通路，將粗制三氧化二砷物料運(yùn)送至回轉(zhuǎn)窯干燥段后，斷開(kāi)上料皮帶→加料倉(cāng)→螺旋給料機(jī)→回轉(zhuǎn)窯干燥段的通路。升溫加熱物料，同時(shí)打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯干燥段→真空泵→水箱的通路。將干燥段回轉(zhuǎn)窖升溫至150℃，保溫35分鐘，待檢測(cè)到真空泵壓力降到100pa且保持穩(wěn)定時(shí)，打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯干燥段→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段的通路，將物料送入回轉(zhuǎn)窯蒸餾段中，停止回轉(zhuǎn)窯干燥段系統(tǒng)運(yùn)行，并切斷回轉(zhuǎn)窖干燥段→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段和回轉(zhuǎn)窯干燥段→真空泵→水箱的通路，打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯蒸餾段→袋式過(guò)濾器→間冷器→布袋收塵器→洗滌槽→除霧室→風(fēng)機(jī)→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段的通路，并啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

b.回轉(zhuǎn)窯蒸餾段加溫到500℃，時(shí)間2小時(shí)，爐壓保持在-30pa～10pa，加熱蒸餾粗制三氧化二砷物料；

c.經(jīng)蒸餾的三氧化二砷，揮發(fā)成氣態(tài)的三氧化二砷隨即先進(jìn)入袋式過(guò)濾器，首先進(jìn)入溫度為110℃的間冷器冷凝沉積于間冷器底部，未能及時(shí)沉積于間冷器底部的氣態(tài)三氧化二砷進(jìn)入溫度為90℃的布袋收塵器,冷凝沉積于布袋收塵器底部,開(kāi)啟間冷器和布袋收塵器中底部下端管路上的氣動(dòng)閥，將精制三氧化二砷產(chǎn)品收集于包裝桶中,剩余的煙塵進(jìn)入洗滌槽和除霧室進(jìn)行處理回收，回收后少量剩余煙氣又進(jìn)入蒸餾段回轉(zhuǎn)窖循環(huán)氣化制備產(chǎn)品,直至提純完成。

d.將收集的as2o3檢測(cè)得到含as2o399.5％以上的三氧化二砷產(chǎn)品(達(dá)到中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《三氧化二砷》(gb26721-2011)as2o3-1牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn))，所獲產(chǎn)品其主要成分(質(zhì)量百分比)檢測(cè)如下：as75.43％(as2o3為99.59％),cu0.0009％,zn0.0009％，fe0.0015％,pb0.0009％,bi0.0008％,sn0.0002％,cd0.0005％,cr0.0002％。

實(shí)施例2：

a.取某冶煉廠粗制as2o3物料200kg，其主要成分(質(zhì)量百分比)為：as66.749％(as2o3為88.131％),cu0.147％,h2o6％。關(guān)閉回轉(zhuǎn)窯中所有通路，將物料破碎至粒度3cm以下，打開(kāi)上料皮帶→加料倉(cāng)→螺旋給料機(jī)→回轉(zhuǎn)窯干燥段的通路，將粗制三氧化二砷物料運(yùn)送至回轉(zhuǎn)窯干燥段后，斷開(kāi)上料皮帶→加料倉(cāng)→螺旋給料機(jī)→回轉(zhuǎn)窯干燥段的通路。升溫加熱物料，同時(shí)打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯干燥段→真空泵→水箱的通路。將干燥段回轉(zhuǎn)窖升溫至150℃，保溫30分鐘，待檢測(cè)到真空泵壓力降到100pa且保持穩(wěn)定時(shí)，打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯干燥段→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段的通路，將物料送入回轉(zhuǎn)窯蒸餾段中，停止回轉(zhuǎn)窯干燥段系統(tǒng)運(yùn)行，并切斷回轉(zhuǎn)窖干燥段→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段和回轉(zhuǎn)窯干燥段→真空泵→水箱的通路，打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯蒸餾段→袋式過(guò)濾器→間冷器→布袋收塵器→洗滌槽→除霧室→風(fēng)機(jī)→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段的通路，并啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

b.回轉(zhuǎn)窯蒸餾段加溫到525℃，時(shí)間2.5小時(shí)，爐壓保持在-30pa～10pa，加熱蒸餾粗制三氧化二砷物料；

c.經(jīng)蒸餾的三氧化二砷，揮發(fā)成氣態(tài)的三氧化二砷隨即先進(jìn)入袋式過(guò)濾器，首先進(jìn)入溫度為120℃的間冷器冷凝沉積于間冷器底部，未能及時(shí)沉積于間冷器底部的氣態(tài)三氧化二砷進(jìn)入溫度為100℃布袋收塵器,冷凝沉積于布袋收塵器底部,開(kāi)啟間冷器和布袋收塵器中底部下端管路上的氣動(dòng)閥，將精制三氧化二砷產(chǎn)品收集于包裝桶中,剩余的煙塵進(jìn)入洗滌槽和除霧室進(jìn)行處理回收，回收后少量剩余煙氣又進(jìn)入蒸餾段回轉(zhuǎn)窖循環(huán)氣化制備產(chǎn)品,直至提純完成。

d.將收集的as2o3檢測(cè)得到含as2o399.5％以上的三氧化二砷產(chǎn)品(達(dá)到中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《三氧化二砷》(gb26721-2011)as2o3-1牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn))，所獲產(chǎn)品其主要成分(質(zhì)量百分比)檢測(cè)如下：as75.42％(as2o3為99.58％),cu0.0010％,zn0.0009％，fe0.0017％,pb0.0009％,bi0.0008％,sn0.0002％,cd0.0005％,cr0.0002％。

實(shí)施例3：

a.取某冶煉廠粗制as2o3物料250kg，其主要成分(質(zhì)量百分比)為：as61.897％(as2o3為81.725％),cu0.151％,h2o16％。關(guān)閉回轉(zhuǎn)窯中所有通路，將物料破碎至粒度3cm以下，打開(kāi)上料皮帶→加料倉(cāng)→螺旋給料機(jī)→回轉(zhuǎn)窯干燥段的通路，將粗制三氧化二砷物料運(yùn)送至回轉(zhuǎn)窯干燥段后，斷開(kāi)上料皮帶→加料倉(cāng)→螺旋給料機(jī)→回轉(zhuǎn)窯干燥段的通路。升溫加熱物料，同時(shí)打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯干燥段→真空泵→水箱的通路。將干燥段回轉(zhuǎn)窖升溫至150℃，保溫40分鐘，待檢測(cè)到真空泵壓力降到100pa且保持穩(wěn)定時(shí)，打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯干燥段→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段的通路，將物料送入回轉(zhuǎn)窯蒸餾段中，停止回轉(zhuǎn)窯干燥段系統(tǒng)運(yùn)行，并切斷回轉(zhuǎn)窖干燥段→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段和回轉(zhuǎn)窯干燥段→真空泵→水箱的通路，打開(kāi)回轉(zhuǎn)窯蒸餾段→袋式過(guò)濾器→間冷器→布袋收塵器→洗滌槽→除霧室→風(fēng)機(jī)→回轉(zhuǎn)窯蒸餾段的通路，并啟動(dòng)風(fēng)機(jī)

b.蒸餾段回轉(zhuǎn)窯加溫到550℃，時(shí)間3小時(shí)，爐壓保持在-30pa～10pa，加熱蒸餾粗制三氧化二砷物料；

c.經(jīng)蒸餾的三氧化二砷，揮發(fā)成氣態(tài)的三氧化二砷隨即先進(jìn)入袋式過(guò)濾器，首先進(jìn)入間冷器冷凝沉積于溫度為170℃間冷器底部，未能及時(shí)沉積于間冷器底部的氣態(tài)三氧化二砷進(jìn)入溫度為150℃的布袋收塵器,冷凝沉積于布袋收塵器底部,開(kāi)啟間冷器和布袋收塵器中底部下端管路上的氣動(dòng)閥，將精制三氧化二砷產(chǎn)品收集于包裝桶中,剩余的煙塵進(jìn)入洗滌槽和除霧室進(jìn)行處理回收，回收后少量剩余煙氣又進(jìn)入蒸餾段回轉(zhuǎn)窖循環(huán)氣化制備產(chǎn)品,直至提純完成。

d.將收集的as2o3檢測(cè)得到含as2o399.5％以上的三氧化二砷產(chǎn)品(達(dá)到中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《三氧化二砷》(gb26721-2011)as2o3-1牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn))，所獲產(chǎn)品其主要成分(質(zhì)量百分比)檢測(cè)如下：as75.39％(as2o3為99.54％),cu0.0010％,zn0.0009％，fe0.0018％,pb0.0009％,bi0.0008％,sn0.0002％,cd0.0005％,cr0.0002％。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)一種精制三氧化二砷的提純方法，其特征在于：將粗制三氧化二砷物料破碎至粒度3cm以下，通過(guò)螺旋給料機(jī)等裝置送入回轉(zhuǎn)窯干燥段中加熱蒸發(fā)水分；然后將物料送入回轉(zhuǎn)窯蒸餾段中，窯溫控制在500～550℃；蒸餾形成的氣體順序進(jìn)入袋式過(guò)濾器、間冷器、布袋收塵器、洗滌槽、除霧室及風(fēng)機(jī)，通過(guò)間冷器和布袋收塵器收集精制三氧化二砷產(chǎn)品，其余的煙塵進(jìn)入洗滌槽和除霧室進(jìn)行處理回收，回收的煙氣又進(jìn)入蒸餾段回轉(zhuǎn)窖循環(huán)氣化制備產(chǎn)品；整個(gè)三氧化二砷提純制備技術(shù)方法是密閉和煙氣排風(fēng)循環(huán)，由此能高效、環(huán)保、節(jié)能地制備出As2O3?1牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的三氧化二砷產(chǎn)品。

技術(shù)研發(fā)人員：趙群;張浩;曹遠(yuǎn)棟;楊學(xué)明;楊平;商仕杰;聶新如;陶光洪;禹建敏;楊文龍;馮俊華;紀(jì)云騰;王丁

受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南銅業(yè)科技發(fā)展股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.03.29

技術(shù)公布日：2019.06.14