1.本發(fā)明屬于固廢處置領域，具體涉及一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法。

背景技術：

2.在有色金屬冶煉過程中，由于原料中會含有一定量的砷，這部分砷在冶煉過程中生成揮發(fā)性的三氧化二砷，其中大部分隨煙氣進入收塵及煙氣制酸系統(tǒng)，會產生大量的含砷煙塵、含砷煙氣和含砷污酸。含砷煙塵通常還含有有價金屬元素，企業(yè)會采用酸浸的方法回收有價金屬，但是會生成大量的亞砷酸渣；含砷煙氣為達標排放會采用堿溶液吸收，含砷污酸通常會采用石灰中和除砷，上述方式都會產生大量的亞砷酸渣。目前亞砷酸渣的處置方式大部分采用堆存或填埋的方式，易造成砷元素的擴散，不利于環(huán)境保護，而這些渣中通常還含有一定量的有價金屬，棄置也會造成資源的浪費。而砷的用途相當廣泛，如果實現對亞砷酸渣中的砷進行回收利用，不但可減少亞砷酸渣的堆存量，有利于環(huán)境保護，還可實現亞砷酸渣的資源化，回收有價金屬元素，產生一定的經濟價值。

3.目前對亞砷酸渣資源利用應用領域相關技術非常少，專利申請?zhí)?01710445079.2的專利公開了一種砷酸鈣和/或亞砷酸鈣的酸解方法，將砷酸鈣和/或亞砷酸鈣加入硫酸溶液中進行復分解反應，將所述混合體系固液分離，得到硫酸鈣和含砷溶液。在實際應用中，加入過量的稀硫酸溶液會產生大量的含砷酸性廢水，由于該專利沒有后續(xù)回收措施，無法實現砷的回收，而且含砷的酸性廢水仍需進行處置。

4.專利申請?zhí)?02011469387.7的專利公開了一種含亞砷酸鹽的含砷物料直接玻璃化固砷方法，將含亞砷酸鹽的含砷物料與玻璃基材按設計好的質量比混合處理，高溫熔融成含砷玻璃固化體。這種方法雖然實現了含砷物料的無害化處置，但是對于一些有價元素無法實現回收，且處置玻璃固化體也需要占用大量土地。

5.因此本發(fā)明致力于一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，區(qū)別于以往的濕法工藝，采用火法處理的方式，實現三氧化二砷的高效回收，并不產生其他危廢，經脫砷后的硫酸渣可返回冶煉系統(tǒng)進行回收有價元素，實現了廢渣資源的綜合利用。

技術實現要素：

6.本發(fā)明的目的是一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，其可以有效回收亞砷酸鈣中的三氧化二砷，并不產生其他危廢，回收的三氧化二砷可以作為產品外售，也可以作為生產金屬砷、高純砷等下游產品的原料，剩余的低含砷量硫酸渣可以返回冶煉系統(tǒng)回收其他有價金屬。

7.為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，包括步驟：a.圓盤制粒：將粉狀亞砷酸渣物料輸送至圓盤制粒機，同時向圓盤制粒機中加入粘結劑、30%~

40%稀硫酸，經制粒后得到顆粒度均勻、有一定強度的圓形顆粒，顆粒含水量10~15%；b.烘干：將步驟a中制得的顆粒物送至回轉式烘干窯中進行烘干，熱量來源于燃燒器及系統(tǒng)產生的余熱，控制干燥出口溫度80~130℃，經烘干后的到含水率小于2%的顆粒物；c.酸化焙燒：將步驟b中制成的顆粒物輸送至焙燒回轉窯中進行處理，分段控制溫度，前段占窯體長度40%，設置焙燒溫度在650~700℃，后段占窯體長度60%，設置焙燒溫度550~650℃，煙氣進入下一步驟，生成的硫酸渣運走儲存，后續(xù)送至冶煉系統(tǒng)配料處理；d.煙氣脫塵：將步驟c中產生的煙氣經旋風除塵器，旋風除塵器出口溫度大于400℃；e.收砷：步驟d中煙氣進入煙道式沉塵室，對煙氣進行降溫，沉塵室出口溫度小于150℃，煙氣中的三氧化二砷由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，經沉塵室底部收集，包裝后即為三氧化二砷產品；f.尾氣處理：步驟e的尾氣進入布袋收塵器及尾氣處理裝置，達標后排放；優(yōu)選的，所述步驟a中，粘結劑加入量占物料總質量的0.5~5%，制好的粘結劑是將粘結劑用水稀釋，粘結劑加入量占物料總質量的0.5~5%，使物料更易粘結成團，顆粒大小均勻，防止顆粒破碎導致氣體灰塵過多，有利提高砷的質量；步驟a粘結劑及稀硫酸加入用采用噴頭噴灑，霧化后均勻撒布；優(yōu)選的，所述步驟a中每噸亞砷酸渣加入硫酸為m=0.65

×

a

×

b，其中a為亞砷酸渣中砷的質量百分含量，b取1.5~3；優(yōu)選的，所述步驟a中制粒粒度控制在5~10mm左右；根據生產實踐，顆粒粒度小可增加比表面積，有利于物料中砷的受熱揮發(fā)，提高揮發(fā)效率及處理量；優(yōu)選的，所述步驟b中回轉式烘干窯熱量來源于燃燒器及系統(tǒng)產生的余熱。

8.優(yōu)選的，所述步驟c中焙燒回轉窯兩端采用氮氣密封，充入氮氣減少進入回轉窯內空氣量。

9.步驟c酸化焙燒是指亞砷酸渣與硫酸在高溫條件下使亞砷酸渣中的鹽類硫酸化，反應生成硫酸鹽和易揮發(fā)的亞砷酸，亞砷酸在高溫條件下生成揮發(fā)性的三氧化二砷氣體。

10.步驟c中回轉窯兩端采用氮氣密封，充入氮氣減少進入回轉窯內空氣量，減少五氧化二砷產生量。由于回轉窯內呈負壓，從兩端可漏入大量空氣，三價砷易在高溫下氧化為五價砷，生成不易揮發(fā)的五氧化二砷，影響脫砷率。焙燒回轉窯分溫區(qū)進行控制，前段占窯體長度40%，設置焙燒溫度在650~700℃，后段占窯體長度60%，設置焙燒溫度550~650℃，過高的溫度容易使物料燒結，造成顆粒表面致密包裹，影響后續(xù)揮發(fā)效果，并且過高的溫度會影響回轉窯窯體的使用壽命；步驟e中煙道式沉塵室采用不銹鋼材質，通過殼體降溫，使三氧化二砷由氣體變?yōu)楣腆w，并經沉塵室收集。步驟e沉塵室出口溫度小于150℃，過高的溫度會影響布袋除塵器中布袋的使用壽命。

11.步驟b系統(tǒng)余熱來源于回轉窯加熱裝置排煙所產生的余熱，控制干燥出口溫度80~130℃，防止溫度過高砷揮發(fā)。

12.步驟d旋風除塵器出口溫度大于400℃，過低的溫度會導致旋風除塵器內壁結砷，導致阻力升高，影響除塵效果。優(yōu)選的增加保溫或電加熱防止溫度降低。

13.本發(fā)明的有益效果是：本方法相對于其他方法相比，實現了亞砷酸渣的資源化處置，回收生產三氧化二砷產品，硫酸渣可返回冶煉系統(tǒng)回收有價金屬，實現了固廢的無害化、資源化。該發(fā)明可減少亞砷酸渣的堆存量，減少砷的擴散風險，對減少土地占用，保護自然環(huán)境可起到巨大作用，在冶煉行業(yè)極具推廣意義。該發(fā)明有以下幾方面優(yōu)點：（1）發(fā)明了一套完整的從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，從原料的制備、焙燒脫砷到砷的收集及尾氣處理，整套系統(tǒng)生產流程及工藝操作簡便，裝置易于制作購買，可實現脫砷率95%以上，生產出三氧化二砷含量99.5%以上的產品，硫酸渣中砷含量小于1%，硫酸渣可資源利用。

14.（2）本發(fā)明優(yōu)先采用了對亞砷酸渣制粒方式進行回轉窯加料，并優(yōu)化了亞砷酸渣的制粒方式，在制粒過程中加入了粘結劑，使顆粒強度提高，減少了焙燒過程中顆粒攪動產生粉塵，提高了產品質量。 同時在制粒的過程中向物料中加入硫酸，使物料與硫酸混合更加均勻，有利于焙燒過程中的硫酸化反應，也解決了直接向窯內噴硫酸造成的窯體腐蝕問題。

15.（3）本發(fā)明優(yōu)先采用了兩窯聯動技術，同時使用兩個回轉窯，一個回轉窯作為烘干窯，另一個作為焙燒窯，解決了物料轉運的問題，提高了技術的自動化水平，改善了作業(yè)環(huán)境。

16.（4）回轉窯進行了優(yōu)化，區(qū)別于普通焙燒窯，一是選擇使用外燃式回轉窯，避免了熱氣流進入窯體內造成的揚塵，保證了產品質量，產生的余熱還可以進行充分利用對原料進行干燥，提高了熱利用率。二是考慮到砷的性質，避免生產過程中砷蒸汽的氧化，對回轉窯兩端密封處進行了改造，優(yōu)先采用了密封護罩并通入氮氣，形成空氣隔離，減少了氧氣帶入量，提高了脫砷率。

17.（5）對回轉窯控制參數進行了優(yōu)化，分區(qū)溫度控制，前段高溫酸化焙燒，后段中溫提高揮發(fā)率，避免了亞砷酸渣在酸化過程中燒結現象，提高了脫砷率。另外分溫度控制也降低了燃料的使用量，并提高了窯體的使用壽命。

附圖說明

18.圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

19.為了更好地理解與實施，下面詳細說明一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，具體步驟包括：某企業(yè)脫銅酸浸渣產生的亞砷酸渣含砷21.5%、銅1.02%、鉛4.18%、鋅0.47%，物料含砷高還有較多可回收的有價金屬元素，通過圓盤制粒機制粒，均勻撒布粘結劑和40%稀硫酸，粘結劑配制比：粘結劑：水=1:20，硫酸（以h2so4計）加入量250kg/t，使得粒徑為5~10mm，制粒量為1.5t/h，邊制粒邊加入回轉烘干窯?；睾娓赊D窯控制出口溫度110℃，出料通過刮板機輸送至焙燒回轉窯，焙燒回轉窯前段控制溫度680℃，后段控制溫度600℃，回轉窯兩端密封罩內始終通入氮氣?；剞D窯出口經旋風除塵器，除塵收集的粉塵通過氣力輸送返回制

粒機，煙氣溫度420℃，煙氣經除塵后進入煙道式沉塵室，降溫至130℃，三氧化二砷從氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，包裝后產出三氧化二砷產品，產品純度到達99.5%以上，符合gb/t 26721

?

2011 as2o3?

1要求，化驗結果見表1。最后煙氣經布袋除塵器收集及尾氣處理裝置處理后排放?；剞D窯排渣為硫酸渣，渣含砷量0.86%，脫砷率96.86%，制得的硫酸渣返回冶煉系統(tǒng)。

20.表1 實施例三氧化二砷產品化學分析以上所述，僅是本技術的較佳實施例，并非對本技術做任何形式的限制，雖然本技術以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限制本技術，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本技術技術方案的范圍內，利用上述揭示的技術內容做出些許的變動或修飾均等同于等效實施案例，均屬于技術方案范圍內。技術特征：

1.一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，其特征在于包括以下步驟：a.圓盤制粒：將粉狀亞砷酸渣物料輸送至圓盤制粒機，同時向圓盤制粒機中加入粘結劑、30%~40%稀硫酸，經制粒后得到顆粒度均勻、有一定強度的圓形顆粒，顆粒含水量10~15%；b.烘干：將步驟a中制得的顆粒物送至回轉式烘干窯中進行烘干，控制干燥出口溫度80~130℃，經烘干后的到含水率小于2%的顆粒物；c.酸化焙燒：將步驟b中制成的顆粒物輸送至焙燒回轉窯中進行處理，分段控制溫度，前段占窯體長度40%，設置焙燒溫度在650~700℃，后段占窯體長度60%，設置焙燒溫度550~650℃，煙氣進入下一步驟，生成的硫酸渣運走儲存，后續(xù)送至冶煉系統(tǒng)配料處理；d.煙氣脫塵：將步驟c中產生的煙氣經旋風除塵器，旋風除塵器出口溫度大于400℃；e.收砷：步驟d中煙氣進入煙道式沉塵室，對煙氣進行降溫，沉塵室出口溫度小于150℃，煙氣中的三氧化二砷由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，經沉塵室底部收集，包裝后即為三氧化二砷產品；f.尾氣處理：步驟e的尾氣進入布袋收塵器及尾氣處理裝置，達標后排放。2.根據權利要求1所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，其特征在于所述步驟a中粘結劑加入量占物料總質量的0.5~5%。3.根據權利要求1或2所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，其特征在于所述步驟a中每噸亞砷酸渣加入硫酸為m=0.65

×

a

×

b，其中a為亞砷酸渣中砷的質量百分含量，b取1.5~3。4.根據權利要求1或2所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，其特征在于所述步驟a中制粒粒度控制在5~10mm左右。5.根據權利要求1或2所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，其特征在于所述步驟b中回轉式烘干窯熱量來源于燃燒器及系統(tǒng)產生的余熱。6.根據權利要求1或2所述的一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，其特征在于所述步驟c中焙燒回轉窯兩端采用氮氣密封，充入氮氣減少進入回轉窯內空氣量。

技術總結

本發(fā)明公開了一種從亞砷酸渣中回收三氧化二砷的生產方法，將有色冶煉生產過程中產生的亞砷酸渣通過圓盤制粒機進行制粒，制粒過程中加入稀硫酸和粘結劑；物料進入回轉烘干窯進行烘干；烘干后的物料進入回轉窯進行酸化焙燒，三氧化二砷進入煙氣；煙氣經旋風除塵器脫塵后進入沉塵室，收集三氧化二砷固體；尾氣經處理后排放的相關步驟，實現了亞砷酸渣中砷的脫除，并回收三氧化二砷產品，經酸化焙燒后的硫酸渣可返回冶煉系統(tǒng)回收有價金屬。本發(fā)明可減少亞砷酸渣的堆存量，減少砷的擴散風險，對減少土地占用，保護自然環(huán)境可起到巨大作用，在冶煉行業(yè)極具推廣意義。在冶煉行業(yè)極具推廣意義。在冶煉行業(yè)極具推廣意義。

技術研發(fā)人員：曲勝利 董準勤 曲超 陳濤 孫海明 李輝 常蘊輝 李雪山 袁玲玲 王路川 左信銀

受保護的技術使用者：山東恒邦冶煉股份有限公司

技術研發(fā)日：2021.06.18

技術公布日：2021/10/8