砷碱渣中砷锑碱梯级分离及金属砷回收工艺

针对当前砷碱渣处理过程砷碱分离效果差、分离的砷酸钠或钙砷渣安全处置难等问题,提出“水浸-水热沉砷-碳热还原”回收金属砷新工艺。以湖南某冶炼厂砷碱渣为对象,开展砷碱渣水浸砷锑分离、氧化钙水热沉砷砷碱分离、沉砷渣碳热还原回收金属砷等环节的工艺研究。研究结果表明:在浸出时间30 min、液固比3:1、浸出温度45℃、搅拌速度600 r/min的水浸条件下,砷、锑浸出率分别为95.3%和1.6%。在初始pH=11、水热温度180℃、反应时间6 h、Ca/As物质的量比为24:1的水热沉砷条件下,沉砷率达95.3%,沉砷渣主要为碳酸钙、氢氧化钙和砷酸钙。在碳粉添加量10%、温度1 000℃、还原时间3 h条件下,砷挥发率为93.1%,挥发产物砷质量分数达92.0%。砷碱渣“水浸-水热沉砷-碳热还原”新工艺,具有可实现砷锑碱梯级分离、砷以无毒的单质砷回收、沉砷剂氧化钙可循环使用、全流程未引入难处理的阴阳离子等优点。

锑冶炼砷碱渣有价资源综合回收工业试验研究

提出了锑冶炼砷碱渣水热浸出-锑盐氧化-浓缩结晶回收锑、砷、碱新工艺,并进行了工业试验研究。结果表明：以含锑9.86%、砷4.51%的历史堆存锑冶炼二次砷碱渣为原料,在液固比2∶1、浸出温度95℃条件搅拌浸出60 min,再在温度60-80℃时双氧水氧化作用60 min处理后,可实现锑砷的高效分离。研究优化了选择性分步浓缩结晶工艺,在高于80℃条件下反应180 min一步结晶,再冷却至60℃进行两步结晶处理后,实现碱和砷的分离。获得的碱和砷酸钠盐产品利用微波干燥技术,获得了均匀干燥的产品。新工艺实现了工业化应用,砷碱渣处理锑回收率95.27%、砷回收率95.21%;为砷碱渣的资源化处理提供了重要新方法。

碳酸盐体系中砷酸复盐选择性沉砷研究

针对碳酸盐体系下常规金属砷酸盐沉淀法无法高效选择性除砷这一难题,提出通过砷酸复盐选择性沉淀实现砷酸盐与碳酸盐选择性分离的方案。基于25℃时Mg^(2+)-NH_(4)^(+)-AsO_(4)^(3-)-CO_(3)^(2-)-OH^(-)-H_(2)O体系的热力学平衡图,研究通过砷酸复盐(MgNH_(4)AsO_(4))沉淀实现砷酸盐和碳酸盐选择性分离的理论基础,并结合具体砷酸复盐沉砷实验,分析体系中CO_(3)^(2-),Mg^(2+)和NH_(4)^(+)初始质量浓度对最终除砷效率及砷渣品位的影响。研究结果表明:增大CO_(3)^(2-)质量浓度会降低砷酸复盐除砷率和砷渣品位,增加Mg^(2+)初始质量浓度虽可提高除砷率,但会增加砷渣中MgCO_(3)的摩尔分数,进而降低砷渣品位;增大NH_(4)^(+)初始质量浓度不仅能够提高除砷率,而且还会增加沉淀中MgNH_(4)AsO_(4)的摩尔分数,从而提高砷渣品位。在Na_(2)CO_(3)质量浓度为150 g/L的含砷溶液中,控制Mg^(2+)与As(Ⅴ)物质的量比为1.2:1.0,NH_(4)^(+)与As(Ⅴ)物质的量比为4.0:1.0,砷酸复盐矿化沉淀的除砷率和砷渣品位分别达到90.83%和29.75%。